CN107030356A - 多功能复合数控真空电子束加工设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多功能复合数控真空电子束加工设备,该设备包括真空工作室、安装在真空工作室顶部的外置熔炼电子枪、焊接电子枪、表面扫描电子枪、焊接电子枪的局部直线动密封运动机构、以及电子枪高真空泵;安装在真空工作室下部的用于工作台引出的引出台等。本发明将电子束熔炼、电子束焊接、电子束扫描及电子束区熔等加工技术集于同一台设备上,采用共同的真空加工室和共同的真空室抽真空系统,可以实现多种加工技术同时进行,也可作为单一功能的设备使用,使得焊接、表面扫描处理、熔炼、区熔等电子束加工均可在同一台设备上完成。
Description
技术领域
本发明涉及真空电子束加工设备,具体是一种集焊接、熔炼、表面扫描处理及区熔四种电子束加工功能于一体的多功能复合数控真空电子束加工设备。
背景技术
电子束加工设备由于考虑到电子束在大气状态下能量损失极大、工件易被氧化等因素,工件必须在真空环境下进行加工。
目前生产的电子束设备,只具备一种或两种加工功能,一般是通过固定的真空密封或者是小行程单方向的动真空密封方式将电子枪与真空室连接起来。这样做其设计与安装相对比较简单和容易实现,但是实现的功能单一,不能满足更多的加工需求。
当需要利用多种功能对工件进行加工时,通常是在多台设备上进行完成,这样就造成了设备、场地、加工等成本的大大提高,这种成本的增加若对于加工大量工件的场合就更为严重。若要对工件进行连续的焊接、扫描及多种加工处理时,这种多功能的电子束装备技术就显得尤为重要。此外,对于研究院所实验室或大学等需要进行多种科学研究的场合,这种复合设备的集多种电子束加工技术于一体的功能更凸显出它的优越之处。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足,提供一种集多功能于一体的复合真空电子束加工设备。
为实现上述发明目的,本发明采用的技术方案如下:
一种多功能复合数控真空电子束加工设备,该设备包括真空工作室12、安装在真空工作室12顶部的外置熔炼电子枪3、焊接电子枪4、表面扫描电子枪5、焊接电子枪的局部直线动密封运动机构13、以及电子枪高真空泵14;安装在真空工作室12下部的用于工作台引出的引出台9,安装在真空工作室12左右两边的用于关闭真空工作室12的移动门8,安装在真空工作室12内部下方的用于安装工件的直线运动工作台11,工作台导轨10、以及安装在真空工作室12内部的直线运动工作台上的可拆卸区熔电子枪模块16;安装在真空工作室12外部的电控与数控控制操作柜15、高压电源7、抽真空系统2、水冷系统1以及电器系统6。
所述的多功能复合数控真空电子束加工设备,所述的焊接电子枪4通过直线局部动密封运动机构13安装在真空工作室12中部的顶壁上,配合安装工件的直线运动工作台11一起对工件进行电子束焊接加工,所述的焊接电子枪4可随着直线局部动密封运动机构13在纵向Y方向上进行水平直线运动。
所述的多功能复合数控真空电子束加工设备,所述的直线局部动密封运动机构13包括:安装在真空工作室12顶部或侧板上的定拖板135,可拆卸的固定在所述的定拖板135上的定导轨132,所述的定拖板135上部设置有动拖板131,在所述的动拖板131下面安装有动导轨134,通过滚柱133将动拖板131及其上的零件支撑起来,使得动拖板131与定拖板135之间保持0.2-0.5mm左右的间隙,所述的动拖板131上安装电子枪3,所述的电子枪3可随着动拖板131一起在纵向作直线运动;所述的定拖板135上还安装有L型密封圈137,通过密封圈压条136将L型密封圈137固定在定拖板135上;在所述的定拖板135内部的凹槽内层设置有层叠伸缩铅防护系统138,在所述的定拖板135的下部与定拖板135固定,在所述的定拖板135的上部与动拖板131连接,在动拖板131运动时对X射线起防护作用。
所述的多功能复合数控真空电子束加工设备,所述的表面扫描电子枪5安装在真空工作室12右边的顶壁上,配合安装工件的直线运动工作台11一起对工件进行加工。
所述的多功能复合数控真空电子束加工设备,所述的内置式区熔电子枪模块16包括:区熔环形电子枪161,设置在区熔环形电子枪161底部的驱动工件旋转的运动系统162,设置在区熔环形电子枪161一侧的升降运动系统163,所述的升降运动系统163用于驱动区熔环形电子枪161进行升降运动。
所述的多功能复合数控真空电子束加工设备,所述的区熔环形电子枪模块16为内置式可拆卸安装方式,在需要使用时将其安装在直线运动工作台上,所述的区熔环形电子枪模块16上设计了与驱动、电控、数控连接的导线束。
所述的多功能复合数控真空电子束加工设备,所述的直线运动工作台11为单方向运动式的运动式工作台,或者,所述的直线运动工作台11是X、Y两个方向双方向的运动式工作台。
所述的多功能复合数控真空电子束加工设备,所述的直线运动工作台11上通过工作台面上的T型槽进一步安装一旋转运动台。
所述的多功能复合数控真空电子束加工设备,所述的直线运动工作台11的运动由电控与数控控制操作柜15进行电控和数控驱动控制。
使用本发明的有益效果在于:
这种设备将电子束熔炼、电子束焊接、电子束扫描及电子束区熔等加工技术集于同一台设备上,采用共同的真空加工室和共同的真空室抽真空系统,可以实现多种加工技术同时进行,也可作为单一功能的设备使用,使得焊接、表面扫描处理、熔炼、区熔等电子束加工均可在同一台设备上完成。
1.将电子束熔炼与提纯、电子束焊接、电子束表面强化与抛光、电子束区熔纯化等四种电子束加工功能在同一台设备上实现,与多台单一功能的电子束加工设备相比,大量节省加工材料、加工时间、大量节省配置设备,减少设备使用功率,节约用于安放多台设备的场地,减少操作人员的数量,因此购买设备的成本和设备使用成本都得到大幅度的降低。特别适用于需要进行多种电子束加工以及需要进行多种电子束应用加工科学实验的场合。
2.由于该设备具有四种电子束加工功能,因此可根据具体加工情况实现多种电子束连续完加工,如焊接与表面处理的功能。由于在真空室中连续进行,因此更好的保证了工件的加工质量。
3.在焊接电子枪与真空工作室之间所采用的局部直线动密封运动机构,可起到扩展焊接加工区域的作用,当焊接较大工件时,焊接电子枪可在局部直线动密封运动机构的Y轴方向运动,使得工件的可焊接范围得到扩大。
4.内置式区熔环形电子枪模块,可根据加工的需要随时安装在工作台上,这样设计使得设备具有更大的灵活性,在不需要时,可从真空工作室内方便的卸下来,需要时快速安装到直线运动工作台上,即可实现电子束区熔的加工。
附图说明
图1为实施例中多功能高能电子束装备的三维立体示意图;
图2为内置式区熔环形电子枪模块的三维立体示意图;
图3为焊接电子枪局部直线动密封运动机构的结构示意图;
图中:
1冷却系统 2真空工作室抽真空系统
3熔炼电子枪 4焊接电子枪
5表面扫描处理电子枪 6电器系统
7高压油箱 8移动门
9引出台 10工作台导轨
11直线运动工作台 12真空加工室
13焊接电子枪局部直线动密封运动机构 14电子枪高真空泵
15电控与数控控制操作柜 16内置式区熔环形电子枪模块
17区熔环形电子枪 18驱动工件旋转的运动系统
19升降运动系统
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行进一步的详细说明,但本发明的保护范围并不限于此。
如图1至图3所示,一种多功能复合数控真空电子束加工设备,该设备包括真空工作室12、安装在真空工作室12顶部的外置熔炼电子枪3、焊接电子枪4、表面扫描电子枪5、焊接电子枪的局部直线动密封运动机构13、以及电子枪高真空泵14;安装在真空工作室12下部的用于工作台引出的引出台9,安装在真空工作室12左右两边的用于关闭真空工作室12的移动门8,安装在真空工作室12内部下方的用于安装工件的直线运动工作台11,工作台导轨10、以及安装在真空工作室12内部的直线运动工作台上的可拆卸区熔电子枪模块16;安装在真空工作室12外部的电控与数控控制操作柜15、高压电源7、抽真空系统2、水冷系统1以及电器系统6;所述的焊接电子枪4通过直线局部动密封运动机构13安装在真空工作室12中部的顶壁上,配合安装工件的直线运动工作台11一起对工件进行电子束焊接加工,所述的焊接电子枪4可随着直线局部动密封运动机构13在纵向Y方向上进行水平直线运动;所述的直线局部动密封运动机构13包括:安装在真空工作室12顶部或侧板上的定拖板135,可拆卸的固定在所述的定拖板135上的定导轨132,所述的定拖板135上部设置有动拖板131,在所述的动拖板131下面安装有动导轨134,通过滚柱133将动拖板131及其上的零件支撑起来,使得动拖板131与定拖板135之间保持0.2-0.5mm左右的间隙,所述的动拖板131上安装电子枪3,所述的电子枪3可随着动拖板131一起在纵向作直线运动;所述的定拖板135上还安装有L型密封圈137,通过密封圈压条136将L型密封圈137固定在定拖板135上;在所述的定拖板135内部的凹槽内层设置有层叠伸缩铅防护系统138,在所述的定拖板135的下部与定拖板135固定,在所述的定拖板135的上部与动拖板131连接,在动拖板131运动时对X射线起防护作用;所述的表面扫描电子枪5安装在真空工作室12右边的顶壁上,配合安装工件的直线运动工作台11一起对工件进行加工;所述的内置式区熔电子枪模块16包括:区熔环形电子枪161,设置在区熔环形电子枪161底部的驱动工件旋转的运动系统162,设置在区熔环形电子枪161一侧的升降运动系统163,所述的升降运动系统163用于驱动区熔环形电子枪161进行升降运动;所述的区熔环形电子枪模块16为内置式可拆卸安装方式,在需要使用时将其安装在直线运动工作台上,所述的区熔环形电子枪模块16上设计了与驱动、电控、数控连接的导线束;所述的直线运动工作台11为单方向运动式的运动式工作台,或者,所述的直线运动工作台11是X、Y两个方向双方向的运动式工作台;所述的直线运动工作台11上通过工作台面上的T型槽进一步安装一旋转运动台;所述的直线运动工作台11的运动由电控与数控控制操作柜15进行电控和数控驱动控制。
与现有技术不同的是:
所述的多功能复合数控真空电子束加工设备,是将焊接、扫描、熔炼、区熔四把电子枪设计在同一台设备上,并共用相同的真空工作室、真空工作室抽真空系统、直线运动工作台以及电控与数控控制操作柜。其采用的电控与数控控制操作柜均为现有技术的产品,所以,把本申请中不再一一进行详细描述。
所述多功能复合数控真空电子束加工设备中的几大主要装置为:熔炼电子枪3,安装在真空室左边的顶壁上,配合安装工件的工作台一起对工件进行电子束熔炼、提纯及多金属融合等加工;焊接电子枪4,通过直线局部动密封运动机构安装在真空室中部的顶壁上,配合安装工件的工作台一起对工件进行电子束焊接加工,焊接电子枪可随着直线局部动密封运动机构在纵向Y方向上进行水平直线运动;表面扫描处理电子束枪5,安装在真空室右边的顶壁上,配合安装工件的工作台一起对工件进行电子束表面强化及表面抛光等加工。
所述的多功能复合数控真空电子束加工设备中内置式区熔环形电子枪模块16包括:区熔环形电子枪161,设置在区熔环形电子枪161底部的驱动工件旋转的运动系统162,设置在区熔环形电子枪161一侧的升降运动系统163,所述的升降运动系统163用于驱动环形电子枪进行升降运动;所述的区熔环形电子枪模块16为内置式可拆卸安装方式,在需要使用时将其安装在直线运动工作台上,所述的区熔环形电子枪161上设计了与驱动、电控、数控连接的导线束;直线运动工作台11,安装在真空工作室底部,可在引出台上运动;直线运动工作台可以是单方向运动式,也可以是X、Y两个方向运动的工作台,在需要时也可以在直线运动工作台上加放一个旋转运动台,工作台的运动由电控和数控驱动控制。
以上为本发明的较佳实施例,并非对本发明的范围限定,在不脱离本发明设计精神和原则之内,所作的任何修改、替换或改进,均属于本发明权利要求书确定的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种多功能复合数控真空电子束加工设备,其特征在于:该设备包括真空工作室(12)、安装在真空工作室(12)顶部的外置熔炼电子枪(3)、焊接电子枪(4)、表面扫描电子枪(5)、焊接电子枪的局部直线动密封运动机构(13)、以及电子枪高真空泵(14);安装在真空工作室(12)下部的用于工作台引出的引出台(9),安装在真空工作室(12)左右两边的用于关闭真空工作室(12)的移动门(8),安装在真空工作室(12)内部下方的用于安装工件的直线运动工作台(11),工作台导轨(10)、以及安装在真空工作室(12)内部的直线运动工作台上的可拆卸区熔电子枪模块(16);安装在真空工作室(12)外部的电控与数控控制操作柜(15)、高压电源(7)、抽真空系统(2)、水冷系统(1)以及电器系统(6)。
2.根据权利要求1所述的多功能复合数控真空电子束加工设备,其特征在于:所述的焊接电子枪(4)通过直线局部动密封运动机构(13)安装在真空工作室(12)中部的顶壁上,配合安装工件的直线运动工作台(11)一起对工件进行电子束焊接加工,所述的焊接电子枪(4)可随着直线局部动密封运动机构(13)在纵向Y方向上进行水平直线运动。
3.根据权利要求1或2所述的多功能复合数控真空电子束加工设备,其特征在于:所述的直线局部动密封运动机构(13)包括:安装在真空工作室(12)顶部或侧板上的定拖板(135),可拆卸的固定在所述的定拖板(135)上的定导轨(132),所述的定拖板(135)上部设置有动拖板(131),在所述的动拖板(131)下面安装有动导轨(134),通过滚柱(133)将动拖板(131)及其上的零件支撑起来,使得动拖板(131)与定拖板(135)之间保持一个小的间隙,所述的动拖板(131)上安装电子枪(3),所述的电子枪(3)可随着动拖板(131)一起在纵向作直线运动;所述的定拖板(135)上还安装有L型密封圈(137),通过密封圈压条(136)将L型密封圈(137)固定在定拖板(135)上;在所述的定拖板(135)内部的凹槽内层设置有层叠伸缩铅防护系统(138),在所述的定拖板(135)的下部与定拖板(135)固定,在所述的定拖板(135)的上部与动拖板(131)连接,在动拖板(131)运动时对X射线起防护作用。
4.根据权利要求1所述的多功能复合数控真空电子束加工设备,其特征在于:所述的表面扫描电子枪(5)安装在真空工作室(12)右边的顶壁上,配合安装工件的直线运动工作台(11)一起对工件进行加工。
5.根据权利要求1所述的多功能复合数控真空电子束加工设备,其特征在于:所述的内置式区熔电子枪模块(16)包括:区熔环形电子枪(161),设置在区熔环形电子枪(161)底部的驱动工件旋转的运动系统(162),设置在区熔环形电子枪(161)一侧的升降运动系统(163),所述的升降运动系统(163)用于驱动区熔环形电子枪(161)进行升降运动。
6.根据权利要求5所述的多功能复合数控真空电子束加工设备,其特征在于:所述的区熔环形电子枪模块(16)为内置式可拆卸安装方式,在需要使用时将其安装在直线运动工作台上,所述的区熔环形电子枪模块(16)上设计了与驱动、电控、数控连接的导线束。
7.根据权利要求1所述的多功能复合数控真空电子束加工设备,其特征在于:所述的直线运动工作台(11)为单方向运动式的运动式工作台,或者,所述的直线运动工作台(11)是X、Y两个方向双方向的运动式工作台。
8.根据权利要求7所述的多功能复合数控真空电子束加工设备,其特征在于:所述的直线运动工作台(11)上通过工作台面上的T型槽进一步安装一旋转运动台。
9.根据权利要求1所述的多功能复合数控真空电子束加工设备,其特征在于:所述的直线运动工作台(11)的运动由电控与数控控制操作柜(15)进行电控和数控驱动控制。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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