CN103014696B - 用于激光熔覆加工的同步送粉装置 - Google Patents

Abstract

提供一种用于激光熔覆加工的同步送粉装置，包括大号储粉仓、小号储粉仓、粉斗、电动机和壳体，大号储粉仓和小号储粉仓通过塑胶软管Ⅰ连接且两者之间设有电磁阀，送粉轴上端和小号储粉仓连通，送粉轴下端置于转动轴上方且两者之间留有间隙，送粉轴通过调节装置可调节其与转动轴之间的距离，转动轴和电动机的输出轴连接且转动轴通过轴承支撑在壳体上，粉斗上端和壳体连通，粉斗下端通过塑胶软管Ⅱ和喷嘴连接。本发明可通过控制送粉轴下端与回转轴的距离调节下粉量大小，特别是当送粉量较大时，可避免因送粉轴下端与回转轴的距离限制而造成的送粉断续的现象；另一方面，还可设定电磁阀两次连通的时间间隔，从而实现自动加粉，提高生产效率。

Description

用于激光熔覆加工的同步送粉装置

技术领域

本发明涉及激光加工领域，具体地，是一种用于激光熔覆加工的同步送粉装置。

背景技术

在激光同步送粉熔覆工艺中，加工质量主要依赖的参数有：加工速度、粉末单位时间输送率、激光功率密度分布、光斑直径和粉末的输送速度；其中粉末单位时间输送率和粉末的输送速度是由送粉器的输送特性决定的，送粉器是激光熔覆技术中的核心元件之一，它按照加工工艺向激光熔池输送设定好的粉末。送粉器性能的好坏直接影响熔覆层的质量和加工零件尺寸等，所以开发高性能的送粉器对激光熔覆加工显得尤为重要。查阅相关公开的文献和发明专利，一方面，在已报道的送粉装置中，只有一个储粉仓，大都针对小面积熔覆比较实用，而实际工业应用中，大都是大面积熔覆，这就需要有个暂时储存粉末的储粉装置，通过对储粉装置的自动控制，分时分批量的将粉末加载进入送粉仓，这在大面积熔覆层制备中，可避免多次加粉的工序。另一方面，在已公开的送粉装置中，送粉多采用气体送粉，在激光熔覆加工时，当输送的粉末数量超过一定额度后，若施加的气体压力不稳定，很容易造成粉末的堆积，使得送粉的连续性一致性均匀性不够理想。此外，现有的熔覆装置结构相对复杂价格较昂贵，因此有必要开发结构简单易懂，易操作，经济适用的送粉装置。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种用于激光熔覆加工的同步送粉装置，可通过控制送粉轴下端出口与转动轴的距离调节下粉量大小，特别是在送粉量较大时，可避免因送粉轴下端出口与转动轴的距离空间限制而造成的送粉断续的现象；另一方面，可根据实际情况设定电磁阀两次连通的时间间隔，在大面积激光熔覆加工时，实现自动加粉，提高生产效率。

本发明采用的技术方案：用于激光熔覆加工的同步送粉装置，包括大号储粉仓、小号储粉仓、粉斗、电动机和壳体，所述大号储粉仓和小号储粉仓通过塑胶软管Ⅰ连接且两者之间设有电磁阀，送粉轴上端和小号储粉仓连通，所述送粉轴下端置于转动轴上方且两者之间留有间隙，所述送粉轴通过调节装置可调节其与转动轴之间的距离，所述转动轴和电动机的输出轴连接且转动轴通过轴承支撑在壳体上，所述粉斗上端和壳体连通，粉斗下端通过塑胶软管Ⅱ和喷嘴连接。

其中，所述调节装置包括导向固定架、四个导向轴、支撑板、套筒和紧固螺丝，所述导向固定架置于小号储粉仓外围，所述四个导向轴依次穿过导向固定架、支撑板和外壳，且四个导向轴与导向固定架、外壳固定连接，与支撑板上的孔间隙配合，所述送粉轴上端与支撑板固定连接且与小号储粉仓连通，送粉轴上设有套筒，所述套筒上端面与支撑板下端面接触，环扣作用于套筒上并用紧固螺丝锁紧。

进一步地，所述四个导向轴由三个平衡轴和一个刻度轴构成。

进一步地，所述壳体由大壳体和小壳体构成，所述大壳体和小壳体横向连接为一体，所述转动轴置于大壳体内，转动轴通过联轴器与输出轴连接且联轴器置于小壳体内，所述粉斗上端和大壳体连通。

进一步地，所述送粉轴为铜轴且其下端面制有凹面。

进一步地，所述喷嘴用黄铜材料制成。

本发明与现有技术相比的优点：

1、可方便调整送粉轴下端出口与转动轴的距离，尤其是当送粉速度比较大时，可避免由于转动轴与送粉轴下端出口距离空间限制而可能引起的下粉断续现象；

2、容积较大的大号储粉仓和电磁阀控制的输送系统，提高了加粉的效率和送粉系统的自动化水平，克服了在大面积熔覆加工中，由于储粉仓容积小而引起加粉频繁从而浪费时间和劳力不足的难题；

3、结构简单易操作，经济实用；

4、可以配合现有的送粉器，增强下粉量的可调性，实现加料的自动化。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明的转动轴与电机连接结构示意图；

图3为本发明的送粉轴与支撑板连接结构示意图；

图4为本发明的送粉轴与转动轴位置结构示意图。

图中，1.大号储粉仓；2.塑胶软管Ⅰ；3.电磁阀；4.电动机；5.输出轴；6.转动轴；7.联轴器；8.轴承；9.套筒；10.垫片；11.紧固螺丝；12.送粉轴；13.支撑板；14.导向固定架；15.小号储粉仓，16.刻度轴；17.粉斗；18.塑胶软管Ⅱ；19.喷嘴；20.平衡轴；21.小外壳；22.大外壳；23.壳体；24.四个导向轴；25.环扣。

具体实施方式

下面结合附图1-4描述本发明的一种实施例。

用于激光熔覆加工的同步送粉装置，包括大号储粉仓1、小号储粉仓15、粉斗17、电动机4和壳体，所述大号储粉仓1和小号储粉仓15通过塑胶软管Ⅰ2连接且两者之间设有电磁阀3，送粉轴12上端和小号储粉仓15连通，所述送粉轴12下端置于转动轴6上方且两者之间留有间隙，所述送粉轴12通过调节装置可调节其与转动轴6之间的距离，具体说，所述调节装置包括导向固定架14、四个导向轴24、支撑板13、套筒9和紧固螺丝11，所述导向固定架14置于小号储粉仓15外围，所述四个导向轴24依次穿过导向固定架14、支撑板13和外壳23，且四个导向轴24与导向固定架14、外壳23固定连接，与支撑板13上的孔间隙配合，所述四个导向轴24由三个平衡轴20和一个刻度轴16构成。所述送粉轴12上端与支撑板13固定连接且与小号储粉仓15连通，送粉轴12上设有套筒9，所述套筒9上端面与支撑板13下端面接触，环扣作用于套筒9上并用紧固螺丝11锁紧。

所述转动轴6和电动机4的输出轴5连接且转动轴6通过轴承8支撑在壳体上，具体说，所述转动轴6为铜轴且其下端面制有凹面。所述粉斗17上端和壳体连通，粉斗17下端通过塑胶软管Ⅱ18和喷嘴19连接，喷嘴19用黄铜材料制成。所述壳体由大壳体22和小壳体21构成，所述大壳体22和小壳体21横向连接为一体，所述转动轴6置于大壳体22内，转动轴6通过联轴器7与输出轴5连接且联轴器7置于小壳体21内，所述粉斗17上端和大壳体22连通。

转动轴6通过轴承8固定在大壳体21上，转动轴6伸出大壳体22的一端通过联轴器7与电动机4的输出轴心相连；送粉轴12位于转动轴6的正上方；送粉轴12上方是尺寸较小的小号储粉仓15，其斜上方是电磁阀3控制的尺寸较大的大号储粉仓1，电磁阀3与计算机控制端口相连；大壳体22下方是粉斗17，粉斗17通过塑胶软管Ⅱ18与喷嘴19相连。送粉轴12不是固定的，送粉轴12可上下活动，送粉轴12固定于随其一起上下移动的支撑板13上，同时，在送粉轴12外围套上内径与送粉轴12直径相同的套筒9，套筒9上表面与支撑板13下表面接触，利用带环扣的紧固螺丝11对于环扣的锁紧力作用于套筒9，从而固定送粉轴12及其以上的部件，环扣与大壳体21之间设有一垫片10；刻度轴16与其他三个平衡轴20对称分布于支撑板13的四角位置，刻度轴16、平衡轴20与支撑板13上的孔为间隙配合，这四根轴向上固定于导向安装架14，向下固定于大壳体22，导向安装架14固定于小号储粉仓15外围，小号储粉仓15的下端面与送粉轴12上端面有一定的活动空间，可供送粉轴12上下移动所需即可，电磁阀3两端螺纹连接短的塑胶软管Ⅰ2，大号储粉仓1的下部通过塑胶软管Ⅰ2与电磁阀3一端的连接，电磁阀3另一端的塑胶软管Ⅰ2伸向小号储粉仓15内。

在激光熔覆加工中，当加工工艺参数改变，需要灵活调整粉末送粉量时，为保证下粉的连续性均匀性，采用可上下活动的送粉轴12，当所需送粉量大时，向上调节送粉轴从而增加送粉轴下端出口与转动轴间的距离空间，当所需送粉量小时，向下调节送粉轴从而减小送粉轴下端出口与转动轴间的距离空间。该送粉轴12固定在支撑板13上，送粉轴12外套有套筒9，并通过紧固螺丝11对套筒9的锁紧力来锁紧套筒9和送粉轴12，从而将送粉轴12固定在所要求的位置；送粉轴12所需要调整的距离可参考通过固定在支撑板13上的刻有刻度的刻度轴16，为了平衡装置，增加与刻度轴16位置相对称的三根平衡轴20，为增加装置的稳定性，三根平衡轴20与小号储粉仓15通过导向安装架14相作用。

为了克服在大面积熔覆加工中由于储粉仓容积小而引起进粉频繁从而浪费时间和劳力的不足，采用容积较大的大号储粉仓1和电磁阀3控制的进粉系统，大号储粉仓1的下部通过塑胶软管Ⅰ2与电磁阀3一端连接，电磁阀3另一端的塑胶软管Ⅰ2伸向小号储粉仓15内。

工作时，当外部的激光聚焦系统和工件以及喷嘴19的位置都设置好后，首先向大号储粉仓1进料，然后打开电磁阀3，粉末靠自身重力送入小号储粉仓15，根据激光熔覆加工工艺要求的焊道尺寸设定电动机4的工作转速，同时设定送粉轴12下端面和转动轴6上端的距离，粉末随着转动轴6的转动掉入粉斗17中，粉斗17内的粉末通过粉斗17下端的塑胶软管Ⅱ18送进喷嘴19中，粉末经喷嘴19送到工件的加工部位，实现与激光聚焦系统的光斑同步。当加工工艺要求焊道尺寸变化时，可转动扳手减小紧固螺丝11对套筒9的锁紧力，使得送粉轴12可上下移动，根据刻度轴16调节送粉轴12到所需要的位置后，反向转动扳手再将套筒9锁紧在送粉轴12上，同时，也可适当调整转动轴6的转速，对送粉量实行双重控制，达到所需的工艺要求。根据送粉速度的快慢，可设定电磁阀3两次开通的时间差，使送粉器达到最好的工作状态。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (6)

1.用于激光熔覆加工的同步送粉装置，包括大号储粉仓(1)、小号储粉仓(15)、粉斗(17)、电动机(4)和壳体，其特征在于：所述大号储粉仓(1)和小号储粉仓(15)通过塑胶软管Ⅰ(2)连接且两者之间设有电磁阀(3)，送粉轴(12)上端和小号储粉仓(15)连通，所述送粉轴(12)下端置于转动轴(6)上方且两者之间留有间隙，所述送粉轴(12)通过调节装置可调节其与转动轴(6)之间的距离，所述转动轴(6)和电动机(4)的输出轴(5)连接且转动轴(6)通过轴承(8)支撑在壳体上，所述粉斗(17)上端和壳体连通，粉斗(17)下端通过塑胶软管Ⅱ(18)和喷嘴(19)连接。

2.根据权利要求1所述的用于激光熔覆加工的同步送粉装置，其特征在于：所述调节装置包括导向固定架(14)、四个导向轴、支撑板(13)、套筒(9)和紧固螺丝(11)，所述导向固定架(14)置于小号储粉仓(15)外围，所述四个导向轴依次穿过导向固定架(14)、支撑板(13)和外壳(23)，且四个导向轴与导向固定架(14)、外壳(23)固定连接，与支撑板(13)上的孔间隙配合，所述送粉轴(12)上端与支撑板(13)固定连接且与小号储粉仓(15)连通，送粉轴(12)上设有套筒(9)，所述套筒(9)上端面与支撑板(13)下端面接触，环扣作用于套筒(9)上并用紧固螺丝(11)锁紧。

3.根据权利要求2所述的用于激光熔覆加工的同步送粉装置，其特征在于：所述四个导向轴由三个平衡轴(20)和一个刻度轴(16)构成。

4.根据权利要求1、2或3所述的用于激光熔覆加工的同步送粉装置，其特征在于：所述壳体由大壳体(22)和小壳体(21)构成，所述大壳体(22)和小壳体(21)横向连接为一体，所述转动轴(6)置于大壳体(22)内，转动轴(6)通过联轴器(7)与输出轴(5)连接且联轴器(7)置于小壳体(21)内，所述粉斗(17)上端和大壳体(22)连通。

5.根据权利要求4所述的用于激光熔覆加工的同步送粉装置，其特征在于：所述送粉轴(12)为铜轴且其下端面制有凹面。

6.根据权利要求5所述的用于激光熔覆加工的同步送粉装置，其特征在于：所述喷嘴(19)用黄铜材料制成。