一种激光增材制造装备的制作方法

[0001]
本发明涉及增材制造技术领域，具体是一种激光增材制造装备。


背景技术：

[0002]
激光增材制造技术有望实现金属构件的结构功能一体化加工，是先进制造行业的研究热点。根据工艺特征的不同，目前常用的激光增材制造技术可分为激光熔覆沉积与激光选区熔化两种类型。
[0003]
激光熔覆技术是一种集光、机、电、计算机、材料等多门学科的新型的表面涂层技术，主要应用于军工、航空航天、船舶业以及风电水电项目等。该技术是将合金材料或者金属粉末预置于需要修复的或者再制造的金属表面，或者采用自动送料装置(送粉器或者送丝机)在激光熔融过程中输送至金属表面，经高能量激光束熔化，使之和基体表面熔合，形成低稀释度的、与基体表面结合的熔覆层。激光熔覆所得的熔覆层耐腐蚀，耐磨损并且抗冲击性能好。此外，该技术的使用不会产生环境污染。
[0004]
目前的激光熔覆装置主要存在以下问题，1、灵活性差，一般情况下激光熔覆装置只能按照固定的轨道进行运行，无法满足不同零件的需求，如直线轨道不能完成高效率完成圆形零件的熔覆，反过来圆形轨道完成线型零件的熔覆效率也较低；2、熔覆难度大，一般用于定位工件的机构角度是无法变换的，导致一些工件的边缘处无法充分漏出，造成熔覆不充分，熔覆不均匀。


技术实现要素：

[0005]
本发明意在提供一种激光增材制造装备，以解决现有技术中存在激光增材制造装备灵活性差的问题。
[0006]
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0007]
一种激光增材制造装备，包括机架，机架上从上至下依次设置有第一形状轨道、激光熔覆座和第二形状轨道，激光熔覆座上安装有激光熔覆机构，第一形状轨道和第二形状轨道的形状不同，激光熔覆座上安装有用于切换连接在第一形状轨道和第二形状轨道的切换连接机构。
[0008]
本发明的技术原理和有益效果为：
[0009]
本发明通过设置切换连接机构，可通过激光熔覆座将激光熔覆机构连接到第一形状轨道或者第二形状轨道上，两个形状不同的轨道，可使激光熔覆机构行驶不同的轨迹，从而适应更多的形状的零件，更加灵活，提高工作效率。
[0010]
本发明通过科学地设置切换连接机构，可将不同轨道进行开拓性的整合，实现绝大部分零部件无死角地进行激光熔覆，从而使得整个装备更加灵活，而且也使得装备适应性变广，工作效率显著提升。
[0011]
进一步，机架上滑动连接有定位座，定位座上安装有用于定位工件的定位柱，定位座上还安装有用于定位架构变换角度的变换机构。
[0012]
有益效果：变换机构的设置，可使定位座可变换任意角度，配合多轨道设置，可对工件的死角部分进行较好地激光熔覆，降低了激光熔覆难度，提升工件质量，也提高了工作效率。
[0013]
进一步，切换连接机构包括滑动连接在激光熔覆座上的滑杆、开在第一形状轨道上的凹槽和滑动连接在凹槽内的支撑杆，支撑杆上开有用于滑杆穿过的连接孔，滑杆上安装有用于与支撑杆形成连接的连接件；滑杆底部安装有滚轮。
[0014]
有益效果：滑杆向第二形状轨道滑动，滚轮将相抵在第二形状轨道上，滚轮进行转动，将带动激光熔覆座，在第二形状轨道内移动；滑杆向第一形状轨道滑动，滑杆将穿过支撑杆的连接孔，滑杆在通过连接件与支撑杆形成连接，滑动支撑杆，支撑杆通过滑杆带动激光熔覆座在第二形状轨道上滑动；从而实现了激光熔覆座可在第一形状轨道和第二形状轨道之间进行灵活切换。
[0015]
进一步，滑杆上开有与外界连通的空腔，连接件设置在空腔内，连接件包括滑动连接在空腔内的第一楔块和第二楔块，第一楔块和第二楔块相抵，第一楔块与滑杆之间连接有第一弹簧，第二楔块与滑杆之间连接有第二弹簧，第一楔块伸出于空腔上端，机架上滑动连接有液压缸，液压缸的输出轴固定连接有抵板，第一楔块可与抵板相抵且第一楔块能在抵板上滑动。
[0016]
有益效果：滑杆穿过连接孔，滑杆顶端的第一楔块将于抵板接触，继续运动，第一楔块受到抵板的阻挡，第一楔块将滑入滑杆的空腔内，第一楔块将推动第二楔块滑出空腔，第二楔块的一部分保留在空腔内，一部分与支撑杆接触，支撑杆将支撑第二楔块，从而使得滑杆与支撑杆形成连接，支撑杆将可通过滑杆带动激光熔覆座在第一形状轨道上进行运动；切换轨道时，启动液压缸，液压缸带动抵板向远离第一楔块的方向移动，第一楔块在第一弹簧的推力下，将会复位，第二弹簧拉动第二楔块复位，第二楔块将与支撑杆脱离接触，两个滑杆将可从连接孔滑出。
[0017]
进一步，第一楔块上端固定连接有磁吸块，机架上固定连接有环形磁吸块，磁吸块和环形磁吸块的磁极相反，磁吸块滑动连接在环形磁吸块上。
[0018]
有益效果：第一楔块通过磁吸块与环形磁吸块相吸，滑杆运动时，磁吸块可在环形磁吸块上滑动，而且磁吸块和环形磁吸块相吸，加强支撑杆与滑杆连接的稳定性，使得激光熔覆座运行的更加平稳。
[0019]
进一步，滑杆为对称的两根，支撑杆上的连接孔也为对称的两个，两个第二楔块相对处均设置有磁铁，两个第二楔块滑出滑杆通过两个磁铁相抵，两个磁铁的磁极相反。
[0020]
有益效果：滑杆设置两根，两个第二楔块滑出空腔后，将通过磁铁相吸固定，使得第二楔块更加稳定，提高了与支撑杆的连接稳定性，进一步提高了运行的平稳性。
[0021]
进一步，变换机构包括固定在定位座底部的球体块，定位座上设置有用于定位工件的定位柱，定位柱底部开有用于与球体块配合的弧形凹槽，定位座上固定连接有环形块，环形块上滑动连接有弹性环形垫，弹性环形垫与环形块之间均布有若干第三弹簧，弹性环形垫与定位柱贴合，定位座上环绕定位柱滑动连接有推爪。
[0022]
有益效果：将工件固定在定位柱上，滑动推爪到合适的位置，定位柱底部通过弧形凹槽与球体块配合，使得定位柱可运动任意角度，定位柱在推爪的推动下，定位柱将挤压弹性环形垫向一侧偏移，工件的死角将向激光熔覆机构漏出，激光熔覆机构将容易对工件死
角进行激光熔覆，进一步降低了熔覆难度。
[0023]
进一步：环形块的截面为u形，弹性环形垫滑动连接在环形块u形槽内，第三弹簧连接在u形槽底部与弹性环形垫之间。
[0024]
有益效果：通过环形块的u形设计，弹性环形垫将可插入到环形块内，对弹性环形垫的运动进行导向，使得弹性环形垫运行更加平稳。
[0025]
进一步：弹性环形垫为橡胶环形垫。
[0026]
有益效果：橡胶环形垫的弹性较好，定位柱运动时，橡胶环形垫仍能紧紧包裹着定位柱，使得定位柱运动停止后，可平稳地停止在原地，保证激光熔覆顺利进行。
[0027]
进一步：推爪靠近定位柱的一端固定连接有与定位柱外壁配合的弧形推板。
[0028]
有益效果：弧形推板的设置，使得推爪推动定位柱时，弧形推板与定位柱更好地贴合，与第三弹簧配合，对定位柱进行抱紧夹持，使得定位可平稳停止在运动终点处。
附图说明
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图1为一种激光增材制造装备的主视部分剖面图；
[0030]
图2为图1的部分俯视图；
[0031]
图3为图1中a1处的放大示意图；
[0032]
图4为图1中定位座与变换机构的放大示意图。
具体实施方式
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下面通过具体实施方式进一步详细说明：
[0034]
说明书附图中的附图标记包括：机架1、激光熔覆座2、第二直线形轨道3、支撑板4、第一圆形轨道5、支撑杆6、滑杆7、激光熔覆机构8、定位座9、球体块10、定位柱11、推爪12、环形块13、环形橡胶块14、抵板15、第一楔块16、第二楔块17、磁铁18、环形磁吸块19、磁吸块20、滑槽21。
[0035]
实施例一
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具体见图1、图2和图4：
[0037]
本发明提供了一种激光增材制造装备，包括机架1，机架1上从上至下依次设置有第一圆形轨道5、激光熔覆座2和第二直线形轨道3，激光熔覆座2上安装有激光熔覆机构8，激光熔覆座2上安装有用于切换连接在第一圆形轨道5和第二直线形轨道3的切换连接机构；切换连接机构包括滑动连接在激光熔覆座2上的滑杆7、开在第一圆形轨道5上的凹槽和滑动连接在凹槽内的支撑杆6，支撑杆6上开有用于滑杆7穿过的连接孔，滑杆7上安装有用于与支撑杆6形成连接的连接件；滑杆7上开有与外界连通的空腔，连接件设置在空腔内，连接件包括滑动连接在空腔内的第一楔块16和第二楔块17，第一楔块16和第二楔块17相抵，第一楔块16与滑杆7之间焊接有第一弹簧，第二楔块17与滑杆7之间焊接有第二弹簧，第一楔块16伸出于空腔上端，第一楔块16上方的机架1上滑动连接有抵板15，机架1上连接有液压缸，液压缸的输出轴与抵板15通过螺栓固定连接，第一楔块16能与抵板15相抵且第一楔块16能在抵板15上滑动，滑杆7底部安装有滚轮，滑杆7为对称的两根，支撑杆6上的连接孔也为对称的两个，两个滑杆7分别穿过对应的连接孔；机架1上滑动连接有定位座9，定位座9上安装有用于定位工件的定位柱11，定位座9上还安装有用于定位架构变换角度的变换机
构；变换机构包括固定在定位座9底部的球体块10，定位柱11底部开有用于与球体块10配合的弧形凹槽，定位座9上固定连接有截面为u形的环形块13，环形块13的u形槽内滑动连接有环形橡胶垫，环形橡胶垫与环形块13u形槽底部之间连接有第三弹簧，环形橡胶垫与定位柱11贴合，定位座9上环绕定位柱11的位置上开有圆形的滑槽21，滑槽21内滑动连接有推爪12，推爪12包括滑座，滑座滑动连接在滑槽21内，滑座上固定有气缸，气缸的输出轴上固定连接有圆弧推板。
[0038]
具体实施如下：
[0039]
需要对工件进行激光熔覆时，先切换轨道，如从第二直线形轨道3切换到第一圆形轨道5时，向上滑动两个滑杆7，两个滑杆7将穿过两个连接孔，两个第一楔块16将与抵板15相抵，两个滑杆7继续运动，两个第一楔块16将滑入滑杆7的空腔内，两个第一楔块16将推动两个第二楔块17滑出空腔，第二楔块17的一部分保留在空腔内，一部分与支撑杆6接触，两个第二楔块17将会相抵，支撑杆6将支撑两个第二楔块17形成较为稳定的连接，支撑杆6将可通过滑杆7带动激光熔覆座2在第一圆形轨道5上进行运动；如从第一圆形轨道5切换到第二直线形轨道3时，启动液压缸，液压缸带动抵板15向上移动，两个第一楔块16在第一弹簧的推力下，将会复位，第二弹簧拉动第二楔块17复位，第二楔块17将与支撑杆6脱离接触，两个滑杆7将可从连接孔滑下，滚轮将相抵在第二直线形轨道3上开出的滚轮导向槽内，滚轮进行转动，将带动激光熔覆座2，在第二直线形轨道3内移动，第二直线形轨道3上可焊接支撑板4，支撑板4用于支撑激光熔覆座2，激光熔覆座2与第一圆形轨道5连接后，激光熔覆座2与支撑板4间隙连接，支撑板4在激光熔覆座2脱离的位置可间断设置，以防妨碍激光熔覆座2运动。
[0040]
切换完轨道后，将需要激光熔覆的工件定位到定位柱11上，然后滑动定位座9将工件送到合适的位置，滑动滑座，滑座带动推爪12到合适的位置，启动气缸，气缸带动弧形推板运动，弧形推板将推动定位柱11倾斜一定角度，并将工件的死角露出，从而方便激光熔覆机构8进行操作。
[0041]
实施例二
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具体见图1和图3：
[0043]
在实施例一的基础上，与实施例一的区别为：
[0044]
第一楔块16上端固定连接有磁吸块20，抵板15上固定连接有环形磁吸块19，磁吸块20和环形磁吸块19的磁极相反，磁吸块20滑动连接在环形磁吸块19上，两个第二楔块17相对处均固定连接有磁铁18，两个第二楔块17滑出滑杆7通过两个磁铁18相抵，两个磁铁18的磁极相反。
[0045]
具体实施如下：
[0046]
第一楔块16通过磁吸块20与环形磁吸块19相吸，滑杆7运动时，磁吸块20可在环形磁吸块19上滑动，而且磁吸块20和环形磁吸块19相吸，加强支撑杆6与滑杆7连接的稳定性，使得激光熔覆座2运行的更加平稳；两个第二楔块17滑出空腔后，将通过磁铁18相吸固定，使得第二楔块17更加稳定，提高了与支撑杆6的连接稳定性，进一步提高了运行的平稳性。
[0047]
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的
效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。