[发明专利]用于切割中空圆筒形工件的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于使用激光束切割金属制成的中空圆筒形工件以 制造多个金属环的设备和方法。

背景技术

一些供汽车的无级变速器使用的动力传送带呈包括一堆金属环的薄 片状带环的形式。例如，如日本专利特开No.2005-297074所示，通过接 合矩形薄金属板的相反端部以形成中空圆筒形滚筒(中空圆筒形工件)， 然后将该圆筒切成均具有预定宽度的多个金属环，来制造薄片状带环的 金属环。

迄今，已经习惯于使用切割机(诸如砂轮、切削工具等等)切开滚 筒。如日本专利特开昭No.63-053912和日本实开昭No.59-062879所公开 的那样，也已经尝试使用激光束来切割中空圆筒形滚筒。

当使用激光束切割滚筒时，滚筒的温度由于施加到该滚筒的激光束 而上升。由于激光束的温度相对高，所以滚筒的温度即使在那些与激光 束施加至滚筒上的位置相对间隔开的位置也易于增高，偶尔达到使被加 热的区域熔化的程度。

在停止施加激光束后，熔化区域再次固化成称为浮渣的块。因而滚 筒由于浮渣而形成为具有凸起区域的形状。因为浮渣保持对金属环的物 理干扰并且压靠在金属环上，所以不能适当地将从具有凸起区域的滚筒 切下的金属环上下堆叠起来。

为了减轻上述缺点，可以对金属环机械加工以在随后的机械加工工 艺中除去浮渣。然而，因为随后的机械加工工艺增加了制造理想的金属 环所需的工时，所以降低了制造薄片状带环的效率。

发明内容

本发明的总体目的在于提供一种用于将金属制成的中空圆筒形工件 切割成多个金属环，并且使所述金属环上的浮渣的量减少的设备和方法。

根据本发明的一个实施方式，提供一种用于使用激光束切割金属制 成的中空圆筒形工件以制造多个金属环的设备，所述设备包括可旋转的 工件保持件，所述可旋转的工件保持件用于在其上保持所述中空圆筒形 工件，所述可旋转的工件保持件具有可插入所述中空圆筒形工件的通孔 中的侧壁，并且当将所述侧壁插入所述中空圆筒形工件的所述通孔时， 所述可旋转的工件保持件起到冷却器的作用以冷却所述中空圆筒形工 件，所述工件保持件具有冷却剂通道和多个分支通道，所述冷却剂通道 纵向限定在所述工件保持件中，用于使冷却剂沿所述侧壁通过该冷却剂 通道，所述多个分支通道从所述冷却剂通道延伸到所述侧壁的外表面， 其中当所述冷却剂从所述冷却剂通道在所述侧壁的所述外表面和所述中 空圆筒形工件的内周表面之间流过所述分支通道时，该冷却剂冷却待由 所述激光束切割的所述中空圆筒形工件。

因为所述可旋转的工件保持件起到冷却器的作用以冷却该工件，并 且通过所述冷却剂通道和所述分支通道将所述冷却剂供给至所述中空圆 筒形工件，所以当使用所述激光束切割所述中空圆筒形工件时，这样构 成的所述设备能够有效地冷却该中空圆筒形工件。

当所述设备运转时，用所述激光束照射的所述中空圆筒形工件的区 域被该激光束加热，并且该中空圆筒形工件的剩余部分被有效地冷却以 抵抗由热传导引起的不适当的温升。因此，防止除所述中空圆筒形工件 的被加热区域以外的该中空圆筒形工件的剩余部分熔化，从而显著地减 少熔融金属的量，因而显著地减少从该中空圆筒形工件产生的浮渣的量。

因此，根据本发明，所述设备能够避免从所述中空圆筒形工件过量 产生熔融金属，从而避免从所述熔融金属过量产生浮渣。

优选地，应该将所述激光束施加至所述中空圆筒形工件上与所述分 支通道的环形阵列对准的位置处。具体地讲，所述设备优选地应该还包 括激光束施加装置，所述激光束施加装置停在与所述分支通道的环形阵 列对准的位置，用于将所述激光束施加至所述中空圆筒形工件以在所述 位置处用激光束L切割该中空圆筒形工件。

当完成所述中空圆筒形工件的切割时，切割所述中空圆筒形工件所 沿的所述分支通道被暴露并且该分支通道中的所述冷却剂漏出。从所述 中空圆筒形工件产生的所述熔融金属和所述浮渣与所述冷却剂一起排 放，因此防止所述熔融金属和所述浮渣留在所述中空圆筒形工件的切割 边缘等处。