激光增材制造复合环形锻打装置及熔锻一体制造方法制造方法及图纸

一种激光增材制造复合环形锻打装置，包括固定安装在支撑筒体内的激光熔覆喷头，支撑筒体的内侧面同轴安装有阻热层套筒，在支撑筒体的外侧面下部安装有锻打锤组件，锻打锤组件包括套装在支撑筒体外侧面的下部的油缸集成套筒，油缸集成套筒侧面均布的若干个装配槽内均安装有油缸，油缸的活塞杆下端固定连接有扇形锤头，若干个扇形锤头能够形成同轴套装在激光熔覆喷头下端喷嘴处的环形锤体；该装置能够实现激光熔覆的360

【技术实现步骤摘要】
激光增材制造复合环形锻打装置及熔锻一体制造方法


[0001]本专利技术涉及激光增材制造领域，尤其涉及一种激光增材制造复合环形锻打装置及熔锻一体制造方法。

技术介绍

[0002]激光熔覆技术作为增材制造技术具有代表性的一种，是一种新型的基材表面修复、改性技术，它可以把所需要的粉末合金材料涂覆在基体材料表面上，经过高能激光束高温加热使熔覆材料与基体表面薄层一起熔融冷却凝固，形成熔覆层，能够有效改善基体表面的强度、硬度、耐磨性、抗腐蚀性、抗氧化性等性能，以满足所需要的性能要求。现有的激光熔覆技术存在以下缺点：在熔覆过程中由于温度、应力、应变的影响，在宏观层面易使熔覆层表面高低不平、裂纹、夹渣、气孔等缺陷；在微观层面熔覆层内部组织易出现残余应力分布不均匀、晶粒粗大等情况；也会出现熔覆涂层和基材表面结合不完全，出现气孔，容易脱落的现象。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本专利技术提出一种激光增材制造复合环形锻打装置及熔锻一体制造方法。
[0004]本专利技术的技术方案是：一种激光增材制造复合环形锻打装置，包括固定安装在支撑筒体内的激光熔覆喷头，支撑筒体的内侧面同轴安装有阻热层套筒，该阻热层套筒为圆形套筒，在支撑筒体的外侧面下部安装有锻打锤组件，锻打锤组件包括套装在支撑筒体外侧面的下部的圆筒形的油缸集成套筒，油缸集成套筒侧面均布的若干个装配槽内均安装有油缸，油缸竖向布置，油缸的活塞杆下端固定连接有扇形锤头，扇形头水平布置，若干个扇形锤头能够形成同轴套装在激光熔覆喷头下端喷嘴处的环形锤体。/>[0005]优选的，所述锻打锤组件的上方设有用于振打减震的减震组件。
[0006]优选的，所述的减震组件包括油缸集成套筒上端设置的凸环、弹簧，油缸集成套筒滑动套装在支撑筒体外侧面，支撑筒体的上端口出向外设有环形凸沿甲，弹簧同轴套装支撑筒体上部，弹簧的上端与环形凸沿甲固定连接，下部与凸环固定连接，形成稳定的弹性支撑结构。
[0007]优选的，所述环形凸沿甲的底面固定安装有外筒体，外筒体与阻热层筒体同轴布置，该外筒体的底面安装有向内凸出其下端口的环形限位板，凸环的上部外侧面设有与环形限位板位置对应的限位凸台。
[0008]优选的，所述油缸集成套筒的下端口安装有挡板，通过该挡板将油缸固定在装配槽内，油缸集成套筒的侧面设有与装配槽对应的U形缺口，该U形缺口的尺寸大于油缸的尺寸，油缸的油管从该U形缺口伸出。
[0009]优选的，所述阻热层套筒的内侧面套装有水冷降温筒体，水冷降温筒体与阻热层套筒同轴布置，该水冷降温筒体的上端设有输水管，水冷降温筒体的侧壁内设有与输水管
连通的水冷通道，输水管与水冷水源连接。
[0010]优选的，所述激光熔覆喷头的外侧面下部设有装配台阶，在支撑筒体的下端口向内设有环形凸沿乙，装配台阶通过螺栓和环形凸沿乙固定连接，装配台阶的上表面均布有若干个送粉喷嘴，送粉管与送粉喷嘴连接。
[0011]优选的，所述扇形锤头的两侧面均为上端向内倾斜的斜面，两侧的斜面互相对应形成V形结构。
[0012]一种激光增材制造复合环形锻打装置的熔锻一体制造方法，包括如下步骤：
①
送粉管将粉料送入到激光熔覆喷头内，激光熔覆喷头按照设计的熔覆路线对大型工件进行熔覆；
②
水冷降温筒体内部的水冷通道内通入冷却水形成水冷内循环，阻止激光熔覆喷头向外传递热量，阻热层套筒在外层进一步阻止热量的传递，外部的锻打锤组件不会因高温失效；
③
锻打锤组件通过液压系统控制不同的油缸动作，驱动与熔覆路线对应的一个或多个扇形锤头跟随内部的激光熔覆喷头锻打，各个扇形锤头对的组合可实现对激光熔覆喷头的360
°
跟随，使熔覆过程中的熔覆层能够得到全面高效锻打；
④
锻打时产生的反作用力驱动油缸集成套筒在支撑筒体的外侧面向上滑动，弹簧被压缩产生减震缓冲效果，降低反作用力形成的振动对锻打装置零部件以及结构强度的破坏；
⑤
弹簧减震缓冲的同时，外筒体下端口的环形限位板为油缸集成套筒提供限位，控制锻打锤组件减震缓冲行程，保证锻打效果。
[0013]本专利技术的有益技术效果是：（1）该复合环形锻打装置的锻打锤组件通过液压系统控制不同的油缸动作，驱动与熔覆路线对应的一个或多个扇形锤头跟随内部的激光熔覆喷头锻打，并且扇形锤头组成的环形锤体结构可实现激光熔覆的360
°
及时全面锻打，有效避免熔覆层降温过快的问题，能够有效改善熔覆层组织晶粒细化、减少内应力、消除裂纹或气孔等，进一步提高熔覆层的强度、塑性和寿命，大大改善了熔覆层和整体工件的性能。
[0014]（2）该复合环形锻打装置锻打时会产生反作用力，该反作用力向上驱动油缸集成套筒在支撑筒体的外侧面向上滑动，压缩弹簧形成缓冲来卸掉该反作用力，降低反作用力导致的振动对锻打装置零部件以及结构强度的破坏。
[0015]（3）该复合环形锻打装置通过水冷降温筒体内部的冷却水内循环来阻止激光熔覆喷头向外传递热量，阻热层套筒在水冷降温筒体外侧进一步阻止了热量的传递，避免因高温导致锻打锤组件易出现故障的现象发生，保证锻打锤组件的温度运行。
附图说明
[0016]图1是本专利技术的立体结构示意图；图2是本专利技术的主视结构示意图；图3是图2的A
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A向剖视图；图4是图3的B
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B向剖视图；图5是本发专利技术的俯视结构示意图；
图6是油缸集成套筒的立体结构示意图；图7是支撑筒体的立体结构示意图；图8是激光熔覆喷头的立体结构示意图；图9是图8的C
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C向剖视图。
[0017]图中，11.支撑筒体、 111.沉头孔、112.环形凸沿甲、113.环形凸沿乙、12.激光熔覆喷头、121.装配台阶、122.送粉喷嘴、123.送粉管、124.螺纹通孔、13.阻热层套筒、14.水冷降温筒体、141.输水管、142.水冷通道、15.油缸集成套筒、151.装配槽、152.凸环、153.限位凸台、154. U形缺口、155 .挡板、16.油缸、161.活塞杆、17.扇形锤头、171.上端向内倾斜的斜面、18.弹簧、 181.辅助垫圈、19.外筒体、191.环形限位板。
具体实施方式
[0018]实施例一，参见说明书附图1
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9，一种激光增材制造复合环形锻打装置，包括固定安装在支撑筒体11内的激光熔覆喷头12，支撑筒体11的内侧面同轴安装有阻热层套筒13，在支撑筒体11的外侧面下部安装有锻打锤组件，锻打锤组件包括套装在支撑筒体11外侧面的下部的油缸集成套筒15，油缸集成套筒15侧面均布的若干个装配槽151内均安装有油缸16，各个油缸16由液压系统统一控制，油缸16的活塞杆161下端固定连接有扇形锤头17，扇形锤头17和活塞杆161之间通过螺纹等便于拆卸更换扇形锤头17的结构固定安装，若干个扇形锤头17能够形成同轴套装在激光熔覆喷头12下端喷嘴处的环形锤体。锻打锤组件工作的时候，与熔覆路线对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光增材制造复合环形锻打装置，包括固定安装在支撑筒体内的激光熔覆喷头，其特征是：支撑筒体的内侧面同轴安装有阻热层套筒，在支撑筒体的外侧面下部安装有锻打锤组件，锻打锤组件包括套装在支撑筒体外侧面的下部的油缸集成套筒，油缸集成套筒侧面均布的若干个装配槽内均安装有油缸，油缸的活塞杆下端固定连接有扇形锤头，若干个扇形锤头能够形成同轴套装在激光熔覆喷头下端喷嘴处的环形锤体。2.根据权利要求1所述的一种激光增材制造复合环形锻打装置，其特征是：所述锻打锤组件的上方设有减震组件。3.根据权利要求2所述的一种激光增材制造复合环形锻打装置，其特征是：所述的减震组件包括油缸集成套筒上端设置的凸环、弹簧，油缸集成套筒滑动套装在支撑筒体外侧面，支撑筒体的上端口出向外设有环形凸沿甲，弹簧套装支撑筒体上部，弹簧的上端与环形凸沿甲固定连接，下部与凸环固定连接。4.根据权利要求3所述的一种激光增材制造复合环形锻打装置，其特征是：所述环形凸沿甲的底面固定安装有外筒体，该外筒体的底面安装有向内凸出其下端口的环形限位板，凸环的上部外侧面设有与环形限位板位置对应的限位凸台。5.根据权利要求3所述的一种激光增材制造复合环形锻打装置，其特征是：所述油缸集成套筒的下端口安装有挡板，通过该挡板将油缸固定在装配槽内，油缸集成套筒的侧面设有与装配槽对应的U形缺口，油缸的油管从该U形缺口伸出。6.根据权利要求1所述的一种激光增材制造复合环形锻打装置，其特征是：所述阻热层套筒的内侧面套装有水冷降温筒体，该水冷降温筒体的上端设有输水管，水冷降温筒体的侧壁内设有与输水管连通...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖志玲，张玉浩，马运圣，胡松浩，周星宇，王浩，王爱民，于亚辉，陈雨欢，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：发明
国别省市：