一种基于电弧增材制造的复合材料制造装置制造方法及图纸

本发明专利技术是属于金属增材制造领域的一种基于电弧增材制造的复合材料制造装置，包括：三轴龙门机床、堆积件、双焊枪焊接机构、增强纤维辅助夹紧机构、增强纤维布丝机构；所述增强纤维布丝机构包括：增强纤维布丝摆动轴、增强纤维丝、增强纤维布丝摇臂、增强纤维布丝摆动轮、增强纤维布丝弹簧张紧器、增强纤维布丝摆动电机、增强纤维布丝安装架、增强纤维阻尼储丝器、增强纤维导丝管、增强纤维布丝导轮；所述增强纤维布丝摆动电机驱动所述增强纤维布丝摆动轴摆动，使所述增强纤维丝在水平方向与所述堆积件轴线成一定角度，同时所述双焊枪焊接机构工作，将所述增强纤维丝添加到所述堆积件中，形成复合材料，提高所述堆积件的力学性能。提高所述堆积件的力学性能。提高所述堆积件的力学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电弧增材制造的复合材料制造装置


[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增强纤维丝的复合材料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，用于熔化堆积丝并加热基板，通过材料逐层累计的方法实现零件的快速制造，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。现有的电弧增材制造设备，由于受到焊丝材料强度的限制，所制造增材件的力学性能仍无法满足恶劣条件的使用要求，这限制了电弧增材制造技术的推广使用，而新型焊丝材料的研发，需要大量的时间与成本。因此，为了提高增材件的力学性能，必须在原有堆积过程基础上，添加增强纤维丝形成复合材料，传统的单焊枪电弧增材制造技术，电弧在焊丝与堆积件之间产生，高温电弧将烧毁或是严重损坏增强纤维丝，而双焊枪电弧增材制造技术，电弧产生于双焊丝之间，因此高温电弧对增强纤维丝的影响将显著降低。
[0003]本专利技术的基于电弧增材制造的复合材料制造装置使增强纤维布丝机构与双焊枪焊接机构同步运动，通过增强纤维布丝机构使增强纤维丝水平张紧并随增强纤维布丝摇臂往复摆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电弧增材制造的复合材料制造装置，其特征在于：包括三轴龙门机床、堆积件、双焊枪焊接机构、增强纤维辅助夹紧机构、增强纤维布丝机构；所述三轴龙门机床通过地脚螺栓紧固于地面；所述堆积件安装于所述三轴龙门机床工作台上；所述双焊枪焊接机构通过螺栓安装于所述三轴龙门机床主轴末端，可跟随所述三轴龙门机床主轴运动；所述增强纤维辅助夹紧机构安装于所述双焊枪焊接机构左侧；所述增强纤维布丝机构安装于所述三轴龙门机床主轴末端，可跟随所述三轴龙门机床主轴运动。2.如权利要求1所述的一种基于电弧增材制造的复合材料制造装置，其特征在于：所述双焊枪焊接机构包括：竖直焊丝、竖直焊枪、竖直焊枪夹具、竖直焊枪绝缘套、竖直焊枪送丝管、竖直焊枪送丝机、倾斜焊枪送丝机、倾斜焊枪送丝管，倾斜焊枪夹具、倾斜焊枪绝缘套、倾斜焊枪、倾斜焊丝、焊机电源；所述竖直焊枪夹具由左右两安装块构成，所述竖直焊枪夹具左安装块前后有带有中心孔的耳板；所述竖直焊枪夹具左安装块左侧有螺纹孔，用于安装所述增强纤维辅助夹紧机构；所述竖直焊枪夹具左安装块右侧中部有半圆孔；所述竖直焊枪夹具右安装块前后有带有中心孔的耳板，通过螺栓与所述竖直焊枪夹具左安装块前后耳板配合连接；所述竖直焊枪夹具右安装块后侧上端有带有安装孔的安装板，通过螺栓安装于所述三轴龙门机床主轴末端；所述竖直焊枪夹具右安装块右侧有多块带有中心孔安装板；所述竖直焊枪夹具右安装块左侧中部有半圆孔，与所述竖直焊枪夹具左安装块右侧半圆孔相配合，通过所述竖直焊枪绝缘套，同轴安装所述竖直焊枪；所述竖直焊枪绝缘套由绝缘材料制成，所述竖直焊枪夹具与所述竖直焊枪之间彼此绝缘；所述倾斜焊枪夹具由左右两安装块组成，所述倾斜焊枪夹具左安装块左侧有多块带中心孔的安装板，通过螺栓与所述竖直焊枪夹具右安装块右侧安装板配合连接；所述倾斜焊枪夹具左安装块前后有带中心孔的耳板，所述倾斜焊枪夹具左安装块右侧中部有半圆孔；所述倾斜焊枪夹具右安装块前后有带中心孔的耳板，通过螺栓与所述倾斜焊枪夹具左安装块前后耳板相连接；所述倾斜焊枪夹具右安装块左侧中部有半圆孔，与所述倾斜焊枪夹具左安装块右侧半圆孔相配合，通过所述倾斜焊枪绝缘套，同轴安装所述倾斜焊枪；所述倾斜焊枪绝缘套由绝缘材料制成，所述倾斜焊枪夹具与所述倾斜焊枪之间彼此绝缘；所述竖直焊枪与所述倾斜焊枪的夹角可通过所述竖直焊枪夹具与所述倾斜焊枪夹具调节；所述竖直焊枪送丝机水平安装在所述三轴龙门机床上；所述竖直焊枪送丝管为柔性管，所述竖直焊枪送丝管前端与所述竖直焊枪同轴连接，所述竖直焊枪送丝管末端与所述竖直焊枪送丝机连接；所述倾斜焊枪送丝机水平安装在所述三轴龙门机床上；所述倾斜焊枪送丝管为柔性管，所述倾斜焊枪送丝管前端与所述倾斜焊枪同轴连接，所述倾斜焊枪送丝管末端与所述倾斜焊枪送丝机连接；所述焊机电源放置于地面，所述焊机电源正极与所述竖直焊枪连接，所述焊机电源负极与所述倾斜焊枪连接；所述竖直焊丝由所述竖直焊枪送丝机驱动，沿所述竖直焊枪送丝管同轴向前送进，从所述竖直焊枪端口送出；所述倾斜焊丝由所述倾斜焊枪送丝机驱动，沿所述倾斜焊枪送丝管同轴向前送进，从所述倾斜焊枪端口送出。3.如权利要求1所述的一种基于电弧增材制造的复合材料制造装置，其特征在于：所述增强纤维辅助夹紧机构包括：增强纤维辅助夹紧卡钳、增强纤维辅助夹紧齿条、增强纤维辅助夹紧拉簧、增强纤维辅助夹紧安装架、增强纤维辅助夹紧驱动电机、增强纤维辅助夹紧驱动齿轮；所述增强纤维辅助夹紧安装架右端后侧有带有安装孔的安装板，通过螺栓安装于所述竖直焊枪夹具左安装块左侧螺纹孔；所述增强纤维辅助夹紧安装架中心靠右
侧有轴孔，用于通过螺栓同轴安装所述增强纤维辅助夹紧驱动电机；所述增强纤维辅助夹紧安装架左端前侧有凸出的导轨，所述增强纤维辅助夹紧安装架左部前侧有一凸台；所述增强纤维辅助夹紧驱动齿轮同轴安装于所述增强纤维辅助夹紧驱动电机主轴上；所述增强纤维辅助夹紧齿条上部轴线处有矩形槽，与所述增强纤维辅助夹紧安装架左部前侧凸台相配合，所述增强纤维辅助夹紧齿条左侧与所述增强纤维辅助夹紧安装架左端前侧导轨相配合，使得所述增强纤维辅助夹紧齿条只能沿上下方向运动；所述增强纤维辅助夹紧齿条上下运动极限位置由所述增强纤维辅助夹紧齿条矩形槽尺寸以及所述增强纤维辅助夹紧安装架左部前侧凸台尺寸共同决定；所述增强纤维辅助夹紧齿条与所述增强纤维辅助夹紧驱动齿轮相外啮合；所述增强纤维辅助夹紧齿条矩形槽底端中心有通孔；所述增强纤维辅助夹紧齿条下端左侧有一矩形通孔；所述增强纤维辅助夹紧齿条下端右侧有矩形凸台，该矩形凸台下部有齿；所述增强纤维辅助夹紧齿条下端前侧有通孔；所述增强纤维辅助夹紧卡钳中心靠左端前侧处有通孔，通过螺栓与所述增强纤维辅助夹紧齿条下端前侧通孔同轴配合；所述增强纤维辅助夹紧卡钳左端有手柄，用于手动调节所述增强纤维辅助夹紧机构，所述增强纤维辅助夹紧卡钳上侧中心有带通孔的耳板；所述增强纤维辅助夹紧卡钳右端上侧有矩形凸台，该矩形凸台上部有齿，用于与所述增强纤维辅助夹紧齿条下端右侧矩形凸台配合达到夹紧目的；所述增强纤维辅助夹紧拉簧通过所述增强纤维辅助夹紧齿条矩形槽底端通孔分别连接所述增强纤维辅助夹紧安装架左部前侧凸台与所述增强纤维辅助夹紧卡钳上侧耳板。4.如权利要求3所述的一种基于电弧增材制造的复合材料制造装置，其...

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