本发明专利技术提供了一种自动连续送丝的搅拌摩擦增材装置，包括：储料机构，包括储丝架以及设置在储丝架上的储丝线圈；进丝机构，包括用于水平进丝的驱动块、与驱动块连接的连接管以及与连接管连接的过渡块；丝材驱动机构，包括设置在过渡块下方的第一滚珠带和第二滚珠带、用于驱动第一滚珠带转动的主动驱动组件以及用于驱动第二滚珠带转动的从动驱动组件；传导加热机构，包括设置在第一滚珠带与第二滚珠带下方的转动加热体；搅拌机构，包括设置在转动加热体侧边的搅拌芯、设置在搅拌芯下端的静轴肩以及设置在静轴肩内侧的电磁加热组件；箱体，用于放置储料机构、进丝机构、驱动机构、传导加热机构以及搅拌机构。热机构以及搅拌机构。热机构以及搅拌机构。
【技术实现步骤摘要】
一种自动连续送丝的搅拌摩擦增材装置
[0001]本专利技术涉及一种搅拌摩擦增材装置，具体涉及一种自动连续送丝的搅拌摩擦增材装置。
技术介绍
[0002]增材制造与传统机械加工的减材制造以及锻压、铸造不同，它是通过计算机预先设计三维模型，通过材料逐层累积快速成形构件的智能制造方法，实际上就是把三维转换成二维，把传统的“减材制造”变成层层堆积的“增材”，具有数字制造、降维制造、堆积制造、直接制造、快速制造等五大特点，给全球制造业带来了深刻的变革。增材制造作为一种先进材料成形智能制造技术，相对于传统制造技术，加工成本低、材料利用率高、设计自由，已在航空航天、交通运输、国防建设等领域得到了广泛应用，得到了各国研究机构、企业的广泛关注。
[0003]随着增材制造技术的进步，增材制造的成本会降低，同时生产速度、产品性能也会提高；增材制造技术与其他学科的交叉融合使增材原料出现多元化的趋势，功能梯度材料、复合材料等新型材料。虽然我国增材制造产业市场大、规模大，但是产业化发展程度并不乐观。现有技术中，通过金属粉末或丝材进行固相搅拌摩擦沉积的增材制造(Additive Friction Stir Deposition，AFSD)技术采用中空搅拌头，通过刀具中心进行补料，利用旋转的非消耗刀具来产生热量使材料达到塑性变形。物料流出的方向随着刀具的移动而发生变化，因此该过程可以减小晶粒尺寸、增加增材的均匀性。AFSD作为一种新型的增材制造技术，目前已有学者探索了AFSD对于不同材料的适用性，但AFSD过程对于增材构件的成形成性规律研究不够深入，有关AFSD设备的设计制造仍处于初期，所以AFSD设备的研究可促进AFSD工艺优化及工程应用。
[0004]目前，国内有一些以金属丝材作为原料的搅拌摩擦增材制造设备以及相关专利专利技术，但现有专利存在一些问题。例如，有专利在轴肩内部间隙处添加连续丝材，通过轴肩与搅拌针之间的相对旋转运动对间隙中的材料形成搅拌摩擦作用，使材料保持热塑化状态，实现增材目的。但由于丝材是连续的，在摩擦过程中存在不稳定的断裂过程，易造成送料不稳的问题；有专利通过外部添加丝材的方式进行增材制造，需要填丝辊轮组件和填丝环座组件，结构复杂，并且增材过程中由于搅拌针的高速旋转，易将从外部添加的丝材甩出。
[0005]现有的搅拌摩擦增材制造方法并不能实现材料高利用率，待增材结束后，仍需对增材构件进行再加工，除去多余基材部分，除去的结构越多，材料的利用率越低。实现搅拌摩擦增材制造全数字化以及提高材料利用率是当前面临的主要难题。
[0006]综上，目前已知技术的主要缺点有以下方面：1、现有的装置将金属丝材加热成为塑性到其流出与已增材部分融合迟滞时间长，已增材部分与流出金属融合效果不佳。2、现有的装置无法驱动金属丝材自动进行下一步流程，增材效率低。3、现有的装置在输送金属丝材时较为困难，连续性差，在搅拌针高速旋转的过程中，丝材并不能按照预设路径进行增材，不能满足实际加工需求。4、现有的装置摩擦产生的热量较少，金属丝材不能充分塑性
化，出现沉积层不连续的缺陷，增材构件性能较差。5、现有的装置中金属丝材在主轴旋转时，不易控制其沉积方向，沉积厚度不均匀，沉积构件无法均匀连续。
技术实现思路
[0007]本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种自动连续送丝的搅拌摩擦增材装置。
[0008]本专利技术提供了一种自动连续送丝的搅拌摩擦增材装置，具有这样的特征，包括：储料机构，包括储丝架以及设置在储丝架上用于提供丝材的储丝线圈；进丝机构，用于送给丝材，包括用于水平进丝的驱动块、与驱动块连接的连接管以及与连接管连接的用于竖直送丝的过渡块；丝材驱动机构，包括设置在过渡块下方的用于带动丝材向下传导的第一滚珠带和第二滚珠带、用于驱动第一滚珠带转动的主动驱动组件以及用于驱动第二滚珠带转动的从动驱动组件；传导加热机构，用于对丝材进行预热，包括设置在第一滚珠带与第二滚珠带下方的转动加热体；搅拌机构，用于使用丝材进行增材，包括设置在转动加热体侧边的搅拌芯、设置在搅拌芯下端的静轴肩以及设置在静轴肩内侧的电磁加热组件；箱体，用于放置储料机构、进丝机构、驱动机构、传导加热机构以及搅拌机构，其中，箱体的底端还设有漏斗，漏斗与静轴肩连接，搅拌芯的下端穿过漏斗设置在静轴肩内，漏斗、搅拌芯的下端与静轴肩均位于箱体外侧，且搅拌芯的底端凸出于静轴肩。
[0009]在本专利技术提供的自动连续送丝的搅拌摩擦增材装置中，还可以具有这样的特征：其中，储丝架包括底座以及绕底座侧面设置的多个储丝杆，储丝线圈套设在储丝杆上，且储丝杆的顶部放置垫片并用螺钉固锁，垫片的直径大于储丝线圈最小内径，底座连接有第一电机，箱体内设有第一电机座来安装第一电机，箱体内还设有摄像头，摄像头和第一电机与外部的操作端通信连接，操作端通过摄像头实时监测储丝线圈的丝材使用情况，当储丝线圈的丝材使用完毕后，操作端控制第一电机驱动储丝架转动使丝材储量充足的储丝线圈转动至驱动块对应水平面处。
[0010]在本专利技术提供的自动连续送丝的搅拌摩擦增材装置中，还可以具有这样的特征：其中，箱体内还设有进线支撑板，驱动块内还设有两个齿轮以及与两个齿轮连接的驱动电机，驱动电机带动两个齿轮进行转动，丝材从两个齿轮之间穿过并通过两个齿轮的啮合推动丝材向前传导。
[0011]在本专利技术提供的自动连续送丝的搅拌摩擦增材装置中，还可以具有这样的特征：其中，第一滚珠带与第二滚珠带的结构一致，且相互倒置并相邻设置，丝材从第一滚珠带与第二滚珠带之间穿过并通过第一滚珠带与第二滚珠带进行运动来向下传导。
[0012]在本专利技术提供的自动连续送丝的搅拌摩擦增材装置中，还可以具有这样的特征：其中，主动驱动组件包括第二电机、第一大端传动轴、主动齿轮、第一大端连接轴承、第一大端传动轮、第一小端传动轴、第一小端连接轴承以及第一小端传动轮，第一大端传动轴的一端与第二电机连接，并套设有第一大端连接轴承和主动齿轮，另一端与第一大端传动轮连接，第一小端传动轴的两端分别与第一小端连接轴承和第一小端传动轮连接，第一大端传动轮设置在第一滚珠带的大端处，第一小端传动轮设置在第一滚珠带的小端处，从动驱动组件包括第二小端传动轴、从动齿轮、第二小端连接轴承、第二小端传动轮、第二大端传动轴、第二大端连接轴承、第二大端传动轮，从动齿轮与主动齿轮啮合，第二小端传动轴的一
端套设有从动齿轮和第二小端连接轴承，另一端与第二小端传动轮连接，第二大端传动轴的两端分别与第二大端连接轴承和第二大端传动轮连接，第二大端传动轮设置在第二滚珠带的大端处，第二小端传动轮设置在第二滚珠带的小端处，通过第二电机驱动第一大端传动轴来驱动第一滚珠带进行转动，并通过主动齿轮带动从动齿轮转动，从而带动第二小端传动轴转动来驱动第二滚珠带进行转动，箱体内还设有中间板，该中间板上设有第二电机支撑座来安装第二电机，且第一大端连接轴承、第一小端连接轴承、第二大端连接轴承以及第二小端连接轴承均安装在中间板上。
[0013]在本专利技术提供的自动连续送丝的搅拌摩擦增材装置中，还可以具有这本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种自动连续送丝的搅拌摩擦增材装置，其特征在于，包括：储料机构，包括储丝架以及设置在所述储丝架上用于提供丝材的储丝线圈；进丝机构，用于送给所述丝材，包括用于水平进丝的驱动块、与所述驱动块连接的连接管以及与所述连接管连接的用于竖直送丝的过渡块；丝材驱动机构，包括设置在所述过渡块下方的用于带动所述丝材向下传导的第一滚珠带和第二滚珠带、用于驱动所述第一滚珠带转动的主动驱动组件以及用于驱动所述第二滚珠带转动的从动驱动组件；传导加热机构，用于对所述丝材进行预热，包括设置在所述第一滚珠带与所述第二滚珠带下方的转动加热体；搅拌机构，用于使用所述丝材进行增材，包括设置在所述转动加热体侧边的搅拌芯、设置在所述搅拌芯下端的静轴肩以及设置在所述静轴肩内侧的电磁加热组件；箱体，用于放置所述储料机构、所述进丝机构、所述驱动机构、所述传导加热机构以及所述搅拌机构，其中，所述箱体的底端还设有漏斗，所述漏斗与所述静轴肩连接，所述搅拌芯的下端穿过所述漏斗设置在所述静轴肩内，所述漏斗、所述搅拌芯的下端与所述静轴肩均位于所述箱体外侧，且所述搅拌芯的底端凸出于所述静轴肩。2.根据权利要求1所述的自动连续送丝的搅拌摩擦增材装置，其特征在于：其中，所述储丝架包括底座以及绕所述底座侧面设置的多个储丝杆，所述储丝线圈套设在所述储丝杆上，且所述储丝杆的顶部放置垫片并用螺钉固锁，所述垫片的直径大于所述储丝线圈最小内径，所述底座连接有第一电机，所述箱体内设有第一电机座来安装所述第一电机，所述箱体内还设有摄像头，所述摄像头和所述第一电机与外部的操作端通信连接，所述操作端通过所述摄像头实时监测所述储丝线圈的丝材使用情况，当所述储丝线圈的丝材使用完毕后，所述操作端控制所述第一电机驱动所述储丝架转动使丝材储量充足的所述储丝线圈转动至所述驱动块对应水平面处。3.根据权利要求1所述的自动连续送丝的搅拌摩擦增材装置，其特征在于：其中，所述箱体内还设有进线支撑板，所述驱动块设置在所述进线支撑板上，所述驱动块内还设有两个齿轮以及与两个所述齿轮连接的驱动电机，所述驱动电机带动两个所述齿轮进行转动，所述丝材从两个所述齿轮之间穿过并通过两个所述齿轮的啮合推动所述丝材向前传导。4.根据权利要求1所述的自动连续送丝的搅拌摩擦增材装置，其特征在于：其中，所述第一滚珠带与所述第二滚珠带的结构一致，且相互倒置并相邻设置，所述丝材从所述第一滚珠带与所述第二滚珠带之间穿过并通过所述第一滚珠带与所述第二滚珠带进行运动来向下传导。5.根据权利要求1所述的自动连续送丝的搅拌摩擦增材装置，其特征在于：其中，所述主动驱动组件包括第二电机、第一大端传动轴、主动齿轮、第一大端连接轴承、第一大端传动轮、第一小端传动轴、第一小端连接轴承以及第一小端传动轮，所述第一大端传动轴的一端与所述第二电机连接，并套设有所述第一大端连接轴承和所述主动齿轮，另一端与所述第一大端传动轮连接，所述第一小端传动轴的两端分别与所述第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭维诚，孟宪凯，吴重军，郭淼现，王诺，封小松，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：
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