УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛАЗЕРНО-ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО МАРКИРОВАНИЯ

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для маркирования поверхностей металлических деталей.
Известно устройство для электрохимического маркирования, содержащее источник технологического тока, подключенный положительным полюсом к обрабатываемой заготовке, а отрицательным полюсом через коммутирующее программируемое устройство - к токопроводящим элементам электрода-инструмента. Электрод-инструмент устройства состоит из диэлектрической резиновой матрицы, токопроводящих резиновых элементов и каналов для подвода электролита. При необходимости маркирования поверхностей с малым радиусом кривизны диэлектрическую резиновую матрицу выполняют из резины с различным коэффициентом упругости по высоте, причем на рабочей стороне электрода-инструмента модуль упругости должен быть наибольшим. Диэлектрическая резиновая матрица имеет выступы, которые обеспечивают гарантированный межэлектродный зазор в процессе обработки неплоских поверхностей. В случае повреждения рабочей поверхности электрода-инструмента, ее необходимо восстановить, повторно фрезеруя (шлифуя) токопроводящие элементы на необходимую для поддержания оптимального межэлектродного зазора глубину пальцевой фрезой.
Для осуществления маркирования электрод-инструмент прижимают к поверхности заготовки, в межэлектродный зазор подают электролит, прокачивая его под давлением, через каналы для подвода электролита. По заданной программируемому коммутирующему устройству программе производят маркировку. (см. патент РФ №2225779, МПК В23Н 9/06, В23Н 3/04),
В результате анализа известного устройства необходимо отметить, что оно обеспечивает маркирование деталей типа вал, отверстие, а также заготовок, имеющих волнообразную поверхность. Электрод-инструмент имеет возможность многократного восстановления в случае повреждения рабочей поверхности. Однако данное устройство имеет ограниченные возможности в части номенклатуры маркируемых знаков, что связано с ограниченными возможностями матрицы.
Известно устройство для электрохимического маркирования, содержащее корпус с наконечником, катод и электроподвод. В корпусе размещен волокнистый стержень, пропитанный электролитом. Наконечник выполнен в виде пера. Катод выполнен разрезным, повторяя по форме перо, но меньшим по размеру. Между пером и катодом размещена изоляционная трубка. Внутри катода размещен наполнитель, контактирующий с волокнистым стержнем. К катоду присоединен токоподвод, проходящий внутри корпуса и выходящий на электроразъемную колодку.
(см. патент РФ №83446, МПК В23Н 9/06)
Недостатком данного устройства является ограниченный размерами корпуса пишущего устройства объем запаса электролита, а, следовательно, необходимость частых дозаправок. Кроме того, неравномерное по времени снабжение межэлектродного зазора электролитом негативно сказывается на качестве формируемого изображения.
Известно устройство для электрохимического маркирования, содержащее корпус, в котором размещены волокнистый стержень, пропитанный рабочей жидкостью и пишущий элемент, а также источник электрического тока, катод которого расположен в корпусе и связан с пишущим элементом, а анод имеет зажим для крепления к маркируемой детали. Устройство снабжено генератором ультразвуковых колебаний, преобразовательный элемент передачи ультразвуковых колебаний которого установлен внутри корпуса и контактирует с волокнистым стержнем, пропитанным рабочей жидкостью, источник электрического тока выполнен импульсным и связан с генератором ультразвуковых колебаний через блок синхронизации импульсов, а пишущий элемент выполнен в виде капиллярной керамической трубки из диэлектрического материала.
(см. патент РФ №99365, МПК В23Н 9/06, 2006 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа выполнения данного устройства необходимо отметить, что в его конструкции не предусмотрена возможность изменения величины межэлектродного зазора, а также имеет место ограниченный объемом корпуса пишущего устройства объем электролита, требующий частых дозаправок в течение рабочей смены.
Техническим результатом полезной модели является повышение качества маркирования путем усиления контрастности наносимого изображения и сокращение времени на обслуживание работы пишущего элемента.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для лазерно-электрохимического маркирования, состоящем из корпуса с встроенным в него пишущим элементом, источника, тока, связанного с блоком синхронизации и с пишущим элементом и имеющего возможность соединения с маркируемой деталью, блока синхронизации, новым является то, что пишущий элемент выполнен в виде капиллярного оптоволокна, на наружную поверхность которого в области рабочего торца нанесен электропроводный материал, при этом устройство снабжено генератором лазерного излучения, связанным с блоком синхронизации и оптически связанным с капиллярным оптоволокном, и установленным на корпусе упором, выполненным из диэлектрического материала и предназначенным для регулирования зазора между маркируемой деталью и рабочим торцом капиллярного оптоволокна.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых представлена схема устройства для лазерно-электрохимического маркирования.
Устройство для лазерно-электрохимического маркирования детали 1 содержит корпус 2, в отверстии которого расположен пишущий элемент - капиллярное оптоволокно 3 диаметром «d». На образующей оптоволокна 3 в области рабочего торца, находящегося на расстоянии «а» от поверхности маркируемой детали 1, нанесен 4 электропроводный материал 4.
На торце корпуса 2 установлен регулируемый по высоте упор 5, выполненный из диэлектрического материала,
Устройство оснащено источником 6 импульсного электрического тока, катод (к) которого соединен со слоем материала 4, а анод (а) - с подлежащей маркированию деталью 1. Капиллярное оптоволокно 4 оптически соединено с генератором 7 лазерного излучения посредством соединительного оптоволокна 8. Для синхронизации работы источника 6 импульсного электрического тока и генератора 7 лазерного излучения в устройство введен блок 9 синхронизации импульсов тока и лазерных импульсов.
Устройство для лазерно-электрохимического маркирования работает следующим образом.
Перед работой устройства первоначально посредством упора 5 устанавливают зазор «а» между торцом оптоволокна 3 и поверхностью детали 1.
Величина зазора зависит от того, какое качество поверхности мы хотим получить в итоге. Если зазор между инструментом и деталью слишком велик, скорость обработки будет низкой, а если зазор мал, то возникает опасность короткого замыкания между электродами. Определение величины зазора не представляет сложностей для специалистов.
Включают источник питания 6, генератор 7, блок синхронизации 9, в зазор «а» подают электролит.
В процессе маркирования детали 1 на зазор «а» заполненный электролитом, подводят последовательно импульс лазерного излучения, получаемый при помощи генератора 7 лазерного излучения, передавая его по капиллярному оптоволокну 8 диаметром «d», на рабочем торце которого нанесен электропроводный материал 4, и импульс тока вырабатываемый источником питания, при помощи катода, закрепленного на слое электропроводного материала 4 и анода, закрепленного на маркируемой детали 1. Блок синхронизации 9 обеспечивает последовательное следование импульсов лазерного излучения и тока. Благодаря первоначальному воздействию на обрабатываемую деталь лазерного излучения происходит разогрев электролита в месте обработки, что обеспечивает, при следующем вслед за этим импульсом тока, локализацию воздействия на обрабатываемый материал. Т.е. там где было воздействие лазерного излучения температура электролита выше, следовательно, выше вероятность того, что импульс тока не уйдет в сторону, а будет сконцентрирован в месте предшествующего лазерного воздействия. Упор 5 позволяет регулировать величину межэлектродного зазора «а», между обрабатываемой деталью 1 и торцом капиллярного оптоволокна 4.