一种新型双凸轮推拉丝电弧增材制造装置制造方法及图纸

一种新型双凸轮推拉丝电弧增材制造装置，包括：堆积件、双凸轮推拉丝电弧增材电源、双凸轮推拉丝电弧增材六轴机械手、送丝机、送丝管安装架、送丝管、双凸轮推拉丝机构、堆积丝；所述双凸轮推拉丝机构包括：箱体结构、推拉丝结构、轴距调节结构、气体保护结构、动力结构；所述推拉丝结构包括：上凸轮、上凸轮主轴、上凸轮主轴轴承、上凸轮定位套筒、下凸轮、下凸轮主轴、下凸轮主轴轴承、下凸轮定位套筒、上背轮、上背轮主轴、上背轮轴承、上背轮定位套筒、下背轮、下背轮主轴、下背轮轴承、下背轮定位套筒；所述上凸轮与所述下凸轮分别施加给所述堆积丝的力为相位相差180度脉动摩擦力，使熔滴更易从所述堆积丝尖端脱落，提高制造精度。提高制造精度。提高制造精度。

【技术实现步骤摘要】
一种新型双凸轮推拉丝电弧增材制造装置


[0001]本专利技术属于金属增材制造领域，具体地涉及一种使用双凸轮推拉丝电弧增材制造的工艺。

技术介绍

[0002]电弧增材制造技术使用电弧作为热源，用于熔化堆积丝并同时加热基板形成熔池，堆积丝尖端受热熔化成熔滴，熔滴积聚在堆积丝尖端不断变大，直到自身重力过大脱离堆积丝尖端，熔滴下落到熔池中，熔池凝固后形成增材层。在机械手或是机床运动系统的驱动下，电弧增材制造可生成特定轨迹的增材层，层层堆积形成零件。电弧增材制造使用电弧作为热源，堆积丝作为原材料，该技术天然的具有低成本、高堆积速度、高材料利用率的优势。在电弧增材制造中，熔滴脱离堆积丝尖端受表面张力、电弧力、重力等作用，由于金属熔滴表面张力较大，导致熔滴不断在堆积丝尖端积聚成自重足够大的大尺寸熔滴，而大尺寸熔滴下落过渡到下方的熔池中将造成熔池尺寸的扩大，凝固后产生尺寸较大的增材层，导致增材件的尺寸精度和形状精度较差，这限制了电弧增材制造技术的市场推广。因此，为了提高电弧增材制造技术的制造精度，就必须减小熔滴的尺寸。
[0003]本专利技术的新型双凸轮推拉丝电弧增材制造装置使用双凸轮推拉丝机构在堆积丝上产生周期性的上下脉动抖动，在堆积丝尖端产生较大的周期性上下冲击，导致熔滴无充足时间积聚便在惯性作用下脱离堆积丝尖端，过渡到熔池中，产生数量较多及尺寸较小的熔滴，提高制造精度。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种新型双凸轮推拉丝电弧增材制造装置。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种新型双凸轮推拉丝电弧增材制造装置，其特征在于：包括堆积件、双凸轮推拉丝电弧增材电源、双凸轮推拉丝电弧增材六轴机械手、送丝机、送丝管安装架、送丝管、双凸轮推拉丝机构、堆积丝；所述双凸轮推拉丝电弧增材六轴机械手通过地脚螺栓紧固于地面；所述送丝机通过螺栓安装于所述双凸轮推拉丝电弧增材六轴机械手；所述送丝管安装架由绝缘材料制成，所述送丝管安装架通过螺栓安装于所述双凸轮推拉丝电弧增材六轴机械手末端关节；所述送丝管安装架轴线处为通孔，用于安装所述送丝管，所述送丝管安装架左侧有凸出的带孔安装板，用于通过螺栓安装所述双凸轮推拉丝机构；所述送丝管为柔性导电管，所述送丝管与所述双凸轮推拉丝电弧增材六轴机械手之间绝缘，所述送丝管前端连接于所述送丝机，所述送丝管末端连接于所述双凸轮推拉丝机构；所述双凸轮推拉丝电弧增材电源两极分别连接所述送丝管和所述堆积件；所述堆积丝由所述送丝机驱动，沿所述送丝管同轴向前送进。
[0007]优选地，所述双凸轮推拉丝机构包括：箱体结构、推拉丝结构、轴距调节结构、气体
保护结构、动力结构；所述箱体结构包括：左箱盖、双凸轮推拉丝机构箱体、右箱盖、双凸轮推拉丝机构固定架；所述右箱盖左右两侧有两条水平槽；所述左箱盖与所述右箱盖通过螺栓安装于所述双凸轮推拉丝机构箱体，所述双凸轮推拉丝机构箱体通过螺栓安装于所述双凸轮推拉丝机构固定架，所述双凸轮推拉丝机构固定架通过螺栓安装于所述送丝管安装架下部。
[0008]优选地，所述推拉丝结构包括：上凸轮、上凸轮主轴、上凸轮主轴轴承、上凸轮定位套筒、下凸轮、下凸轮主轴、下凸轮主轴轴承、下凸轮定位套筒、上背轮、上背轮主轴、上背轮轴承、上背轮定位套筒、下背轮、下背轮主轴、下背轮轴承、下背轮定位套筒；所述上凸轮主轴为阶梯轴，所述上凸轮与所述上凸轮定位套筒同轴安装于所述上凸轮主轴，所述上凸轮通过所述上凸轮主轴轴肩与所述上凸轮定位套筒轴向定位，所述上凸轮主轴通过所述上凸轮主轴轴承安装于所述双凸轮推拉丝机构箱体上部，所述上凸轮主轴轴承用于所述上凸轮主轴与所述上凸轮定位套筒的轴向定位；所述下凸轮主轴为阶梯轴，所述下凸轮与所述下凸轮定位套筒同轴安装于所述下凸轮主轴，所述下凸轮通过所述下凸轮主轴轴肩与所述下凸轮定位套筒轴向定位，所述下凸轮主轴通过所述下凸轮主轴轴承安装于所述双凸轮推拉丝机构箱体下部，所述下凸轮主轴轴承用于所述下凸轮主轴与所述下凸轮定位套筒的轴向定位；所述上背轮通过所述上背轮轴承同轴安装于所述上背轮主轴，所述上背轮主轴为阶梯轴，所述上背轮定位套筒同轴安装于所述上背轮主轴，用于轴向定位所述上背轮轴承；所述下背轮通过所述下背轮轴承同轴安装于所述下背轮主轴，所述下背轮主轴为阶梯轴，所述下背轮定位套筒同轴安装于所述下背轮主轴，用于轴向定位所述下背轮轴承；所述上背轮主轴、所述下背轮主轴通过所述轴距调节结构安装于所述右箱盖水平槽中，所述上背轮主轴、所述下背轮主轴通过所述轴距调节结构可水平同步滑动，用于分别调节所述上凸轮主轴、所述下凸轮主轴与所述上背轮主轴、所述下背轮主轴的轴距。
[0009]优选地，所述轴距调节结构包括：轴距调节架、轴距调节螺母、轴距调节螺杆、弹簧；所述轴距调节架上下两侧为半圆形孔，用于限制所述上背轮主轴、所述下背轮主轴和所述轴距调节架运动状态保持一致，所述上背轮主轴与所述下背轮主轴通过所述轴距调节架可沿所述右箱盖水平槽中滑动，用于调节轴距；所述轴距调节架中心有一通孔，用于安装所述轴距调节螺杆，所述轴距调节架垂直面内侧有两块固定板，用于限制所述轴距调节螺杆旋转；所述轴距调节螺母通过螺纹连接同轴安装于所述轴距调节螺杆并处于所述右箱盖外侧，用于调节限制所述轴距调节架与所述右箱盖之间的距离；所述弹簧安装于所述轴距调节架与所述右箱盖内侧之间，通过拧紧或松开所述轴距调节螺母，改变所述弹簧压缩量，用于调节所述上凸轮主轴、所述下凸轮主轴与所述上背轮主轴、所述下背轮主轴的轴距。
[0010]优选地，所述气体保护结构包括：气体喷嘴支座、气体喷嘴、气体整流器；所述气体喷嘴支座内部为空心圆柱腔体，顶部有小直径通孔用于所述堆积丝通过，侧面有进气管用于向内部腔体输送保护气体；所述气体喷嘴支座通过螺栓安装于所述双凸轮推拉丝机构箱体底部；所述气体喷嘴上部与下部分别为空心圆柱和空心锥体，通过螺栓同轴安装于所述气体喷嘴支座；所述气体整流器内部有规则的网格状通孔结构，使得气体均匀分布；所述气体整流器轴线处有通孔，用于所述堆积丝通过；所述气体整流器同轴安装于所述气体喷嘴内部。
[0011]优选地，所述动力结构包括：伺服电机、刚性联轴器、动力主轴、水平锥齿轮、垂直
锥齿轮、上正时齿轮、下正时齿轮；所述伺服电机通过螺栓安装于所述气体喷嘴支座上，所述动力主轴通过所述刚性联轴器同轴安装于所述伺服电机输出轴上；所述水平锥齿轮通过花键同轴安装于所述动力主轴上；所述垂直锥齿轮通过花键同轴安装于所述上凸轮主轴一端，所述上正时齿轮通过平键同轴安装于所述上凸轮主轴另一端；所述下正时齿轮通过平键同轴安装于所述下凸轮主轴一端；所述上凸轮主轴通过平键将扭矩传递给所述上凸轮，所述下凸轮主轴通过平键将扭矩传递给所述下凸轮；所述水平锥齿轮与所述垂直锥齿轮相互啮合，用于传递动力；所述上正时齿轮与所述下正时齿轮相互外啮合，使得所述上凸轮主轴与所述下凸轮主轴转动方向相反，通过所述上正时齿轮与所述下正时齿轮初始安装位置使得所述上凸轮与所述下凸轮转动相位差180度。
[0012]优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型双凸轮推拉丝电弧增材制造装置，其特征在于：包括堆积件、双凸轮推拉丝电弧增材电源、双凸轮推拉丝电弧增材六轴机械手、送丝机、送丝管安装架、送丝管、双凸轮推拉丝机构、堆积丝；所述双凸轮推拉丝电弧增材六轴机械手通过地脚螺栓紧固于地面；所述送丝机通过螺栓安装于所述双凸轮推拉丝电弧增材六轴机械手；所述送丝管安装架由绝缘材料制成，所述送丝管安装架通过螺栓安装于所述双凸轮推拉丝电弧增材六轴机械手末端关节；所述送丝管安装架轴线处为通孔，用于安装所述送丝管，所述送丝管安装架左侧有凸出的带孔安装板，用于通过螺栓安装所述双凸轮推拉丝机构；所述送丝管为柔性导电管，所述送丝管与所述双凸轮推拉丝电弧增材六轴机械手之间绝缘，所述送丝管前端连接于所述送丝机，所述送丝管末端连接于所述双凸轮推拉丝机构；所述双凸轮推拉丝电弧增材电源两极分别连接所述送丝管和所述堆积件；所述堆积丝由所述送丝机驱动，沿所述送丝管同轴向前送进。2.如权利要求1所述的一种新型双凸轮推拉丝电弧增材制造装置，其特征在于：所述双凸轮推拉丝机构包括：箱体结构、推拉丝结构、轴距调节结构、气体保护结构、动力结构；所述箱体结构包括：左箱盖、双凸轮推拉丝机构箱体、右箱盖、双凸轮推拉丝机构固定架；所述右箱盖左右两侧有两条水平槽；所述左箱盖与所述右箱盖通过螺栓安装于所述双凸轮推拉丝机构箱体，所述双凸轮推拉丝机构箱体通过螺栓安装于所述双凸轮推拉丝机构固定架，所述双凸轮推拉丝机构固定架通过螺栓安装于所述送丝管安装架下部。3.如权利要求2所述的一种新型双凸轮推拉丝电弧增材制造装置，其特征在于：所述推拉丝结构包括：上凸轮、上凸轮主轴、上凸轮主轴轴承、上凸轮定位套筒、下凸轮、下凸轮主轴、下凸轮主轴轴承、下凸轮定位套筒、上背轮、上背轮主轴、上背轮轴承、上背轮定位套筒、下背轮、下背轮主轴、下背轮轴承、下背轮定位套筒；所述上凸轮主轴为阶梯轴，所述上凸轮与所述上凸轮定位套筒同轴安装于所述上凸轮主轴，所述上凸轮通过所述上凸轮主轴轴肩与所述上凸轮定位套筒轴向定位，所述上凸轮主轴通过所述上凸轮主轴轴承安装于所述双凸轮推拉丝机构箱体上部，所述上凸轮主轴轴承用于所述上凸轮主轴与所述上凸轮定位套筒的轴向定位；所述下凸轮主轴为阶梯轴，所述下凸轮与所述下凸轮定位套筒同轴安装于所述下凸轮主轴，所述下凸轮通过所述下凸轮主轴轴肩与所述下凸轮定位套筒轴向定位，所述下凸轮主轴通过所述下凸轮主轴轴承安装于所述双凸轮推拉丝机构箱体下部，所述下凸轮主轴轴承用于所述下凸轮主轴与所述下凸轮定位套筒的轴向定位；所述上背轮通过所述上背轮轴承同轴安装于所述上背轮主轴，所述上背轮主轴为阶梯轴，所述上背轮定位套筒同轴安装于所述上背轮主轴，用于轴向定位所述上背轮轴承；所述下背轮通过所述下背轮轴承同轴安装于所述下背轮主轴，所述下背轮主轴为阶梯轴，所述下背轮定位套筒同轴安装于所述下背轮主轴，用于轴向定位所述下背轮轴承；所述上背轮主轴、所述下背轮主轴通过所述轴距调节结构安装于所述右箱盖水平槽中，所述上背轮主轴、所述下背轮主轴通过所述轴距调节结构可水平同步滑动，用于分别调节所述上凸轮主轴、所述下凸轮主轴与所述上背轮主轴、所述下背轮主轴的轴距。4.如权利要求2所述的一种新型双凸轮推拉丝电弧增材制造装置，其特征在于：所述轴距调节结构包括：轴距调节架、轴距调节螺母、轴距调节螺杆、弹簧；所述轴距调节架上下两侧为半圆形孔，用于限制所述上背轮主轴、所述下背轮主轴和所述轴距调节架运动状态保持一致，所述上背轮主轴与所述下背轮主轴通过所述轴距调节架可沿所述右箱
盖水平槽中滑动，用于调节轴距；所述轴距调节架中心有一通孔，用于安装所述轴距调节螺杆，所述轴距调节架垂直面内侧有两块固定板，用于限制所述轴距调节螺杆旋转；所述轴距调节螺母通过螺纹连接同轴安装于所述轴距调节螺杆并处于所述右箱盖外侧，用于调节限制所述轴距调节架与所述右箱盖之间的距离；所述弹簧安装于所述轴距调节架与所述右箱盖内侧之间，通过拧紧或松开所述轴距调节螺母，改变所述弹簧压缩量，用于调节所述上凸轮主轴、所述下凸轮主轴与所述上背轮主轴、所述下背轮主轴的轴距。5.如权利要求2所述的一种新型双凸轮推拉丝电弧增材制造装置，其特征在于：所述气体保护结构包括：气体喷嘴支座、气体喷嘴、气体整流器；所述气体喷嘴支座内部为空心圆柱腔体，顶部有小直径通孔用于所述堆积丝通过，侧面有进气管用于向内部腔体输送保护气体；所述气体喷嘴支座通过螺栓安装于所述双凸轮推拉丝机构箱体底部；所述气体喷嘴上部与下部分别为空心圆柱和空心锥体，通过螺栓同轴安...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永红，马驰，燕昱昊，李常龙，李德格，武鑫磊，金辉，孙强，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：