RU1812033C

RU1812033C - Method of making openings in diamond fibers

Info

Publication number: RU1812033C
Authority: RU
Inventors: Владимир Владимирович Михайлов; Владимир Федорович Сенин; Евгений Иванович Старовойтов; Анатолий Николаевич Павлов; Михаил Файфушевич Хейфец; Виталий Рувинович Кангун
Original assignee: Рославльский завод алмазного инструмента
Priority date: 1990-06-04
Filing date: 1990-06-04
Publication date: 1993-04-30

Abstract

Использование: инструментальна промышленность . Сущность изобретени : при получении отверстий в алмазных волоках лучом лазера, направленным под углом к оси волоки, формообразование отверсти начинают с выходной распушки, при этом волоке и лучу лазера сообщают вращение в противоположных направлени х. 2 ил.Usage: instrumental industry. SUMMARY OF THE INVENTION: upon receipt of holes in diamond fibers by a laser beam directed at an angle to the axis of the die, hole formation begins with the exit fuzz, while the fiber and the laser beam are rotated in opposite directions. 2 ill.

Description

Изобретение относитс к инструментальной промышленности и касаетс обработки материалов концентрированными потоками энергии и может быть использовано дл формообразовани отверстий в труднообрабатываемых материалах, преимущественно волочильного канала в алмазных волоках .The invention relates to the tool industry and relates to the processing of materials by concentrated energy flows and can be used to form holes in hard-to-handle materials, primarily a drawing channel in diamond fibers.

Цель изобретени - повышение качества обработки и снижение трудоемкости финишных операций.The purpose of the invention is to improve the quality of processing and reduce the complexity of finishing operations.

На фиг. 1 приведена схема формообразовани отверстий; на фиг. 2 - схема взаимодействи луча с обрабатываемым материалом.In FIG. 1 is a diagram of hole shaping; in FIG. 2 is a diagram of the interaction of the beam with the processed material.

На поверхность алмазного кристалла 1, закрепленного в оправе 2, фокусируют излучение 3 лазера. Оправа закреплена в патроне 4, привод щимс во вращение с частотой П. Ось вращени волоки наклонена под углом р к лучу лазера. Величину угла р определ ют из услови р а +Р где а - тре- буемый угол входной распушки волоки, /3- апёртурный угол фокусирующей системы. . Лучу лазера сообщают вращение в направлении , противоположном вращению волоки с частотой ni.Laser radiation 3 is focused on the surface of the diamond crystal 1 fixed in the frame 2. The rim is fixed in cartridge 4, which is driven in rotation with a frequency P. The axis of rotation of the die is inclined at an angle p to the laser beam. The value of the angle p is determined from the condition p a + P where a is the desired angle of the input die-sweep, / 3 is the aperture angle of the focusing system. . The laser beam is informed of the rotation in the opposite direction to the rotation of the die with a frequency ni.

Дл осуществлени обработки на заданную глубину осуществл ют относительное перемещение волоки S вдоль оси лазерного луча, совмеща смещающуюс границу испарени с фокальной плоскостью фокусирующей системы,In order to carry out processing to a predetermined depth, relative movement of the die S along the axis of the laser beam is performed, combining the shifting evaporation boundary with the focal plane of the focusing system.

При этом энергетическа глубина резкости сфокусированного лазерного луча, в пределах которой превышаетс порогова интенсивность луча, требуема дл испарени материала волоки, не превышает 50 мкм. Это ограничение несколько (не более 5%) увеличивает продолжительность лазерной обработки, но позвол ет получить стенки волоки высокого качества,Moreover, the energy depth of field of the focused laser beam, within which the threshold beam intensity required to vaporize the fiber material is exceeded, does not exceed 50 microns. This limitation somewhat (not more than 5%) increases the duration of laser processing, but allows one to obtain high-quality die walls,

Таким образом, вращение луча и волоки обеспечивает съем материала в пределах энергетической глубины резкости сфокусированного луча, а относительное перемещение волоки .вдоль оси лазерного луча обеспечивает последовательный съем материала волоки по глубине и формирование канала. .Thus, the rotation of the beam and die ensures the removal of material within the energy depth of field of the focused beam, and the relative movement of the die along the axis of the laser beam provides sequential removal of the die material in depth and the formation of the channel. .

0000

го оgo about

0000

соwith

Дл волок наиболее важной вл етс входна распушка, котора имеет большую прот женность (до 2/3 высоты волоки). Поэтому формообразование этой поверхности следует вести с наиболее благопри тными услови ми дл испарени материала, удалени мельчайших осколков и крена. Такие услови можно создать при использовании импульсно-периодического излучени и нижнего расположени входной распушки в процессе обработки.For dies, the most important is the inlet cushion, which has a large length (up to 2/3 of the height of the dies). Therefore, the shaping of this surface should be carried out under the most favorable conditions for evaporation of the material, removal of the smallest fragments and roll. Such conditions can be created by using pulsed-periodic radiation and the lower position of the input flux during processing.

Уменьшению шероховатости формируемого отверсти способствует сообщению лучу лазера вращени в направлении, про- тивоположном вращению волоки. Измерени , показали, .что при формировании, волоки диаметром 3 мм шероховатость поверхности снизилась с RZ 12-15 мкм (без вращени ) до RZ 5-9 мкм со встречным вращением.The roughness of the hole being formed is reduced due to the laser beam being communicated with a rotation in the opposite direction to the rotation of the die. Measurements showed that during the formation of dies with a diameter of 3 mm, the surface roughness decreased from RZ 12-15 microns (without rotation) to RZ 5-9 microns with counter rotation.

В предлагаемом способе используетс импульсно-периодическое излучение.The proposed method uses pulsed-periodic radiation.

В соответствии с за вленным способом были обработаны волоки диаметром 0,263 мм из поликристаллов СВ высотой 1,7 мм по ТУ2-037-601-87. .In accordance with the claimed method, dies with a diameter of 0.263 mm from polycrystals of CB with a height of 1.7 mm according to TU2-037-601-87 were processed. .

Параметры лазерного луча (лазер Г-Ои- 16-1) и фокусирующей системы: частота импульса 11 кГц;Parameters of the laser beam (G-Oi-16-1 laser) and focusing system: pulse frequency 11 kHz;

Энерги импульса 10x10 Дж;Pulse energy 10x10 J;

Частота вращени луча ш 1000 об/мин,Beam rotation frequency w 1000 rpm,

Вращение луча обеспечивалось установкой в оптической системе после объекти0The rotation of the beam was ensured by the installation in the optical system after the lens

55

00

55

00

ва оптического элемента под углом, и сообщени ему вращени .the optical element at an angle, and telling it to rotate.

Другие параметры обработки: Частота вращени волоки п 3000 об/мин; Скорость вращени 50 мкм/с Волоку располагали выходной распуш- кой вверх. Входна распушка волоки имеет а - 7°, апертурный угол фиксирующей системы / 6°.Other processing parameters: Die rotation speed n 3000 rpm; Rotational speed 50 µm / s. The entrance dies have a - 7 °, the aperture angle of the locking system / 6 °.

Заготовку устанавливали под углом р 7 + 6 13°,The workpiece was installed at an angle of p 7 + 6 13 °,

при этом угол выходной распушки составил «1 13 + the angle of the output fluff was "1 13 +

В процессе обработки все керны выпадали , ..During processing, all cores fell out ..

При обработке же отверсти с входной распушкой вверх более 70% отверстий были заполнены кернами, которые приходилось удал ть повторным сверлением. Ф.ормула изобретений Способ получени отверстий в алмазных волоках, при котором осуществл ют вращение волоки вокруг оси, расположенной под углом к оси луча лазера, соответствующим входной распушке воле-; и углу сходимости луча, и ее продольное перемещение относительно оси луча и вращение сфокусированного лазерного луча вокруг собственной оси, отличающийс тем, что, с целью повышени качества и снижени трудоемкости, формообразование от версти начинают с выходной распушки волоки, а вращение последней и луча осуществл ют в противоположных направлени х.When processing holes with an upward entry bore, more than 70% of the holes were filled with cores, which had to be removed by re-drilling. SUMMARY OF THE INVENTION A method for producing holes in diamond dies, wherein the dies are rotated about an axis located at an angle to the axis of the laser beam corresponding to the input beam; and the angle of convergence of the beam, and its longitudinal movement relative to the axis of the beam and the rotation of the focused laser beam around its own axis, characterized in that, in order to improve the quality and reduce the complexity, the shaping from the verst begins with the output fiber blasting, and the latter and the beam are rotated in opposite directions.