CN109811293A - 一种水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备，包括有三对导轨副的床身部分、轴向转径向水冷式柔性定位主动轴、径向转轴向水冷式柔性定位从动尾座、同步移动集尘风口、自动等距离后退枪座、进水动密封和出水动密封等。所述设备采用水冷式柔性定位装夹和自动等距离后退枪座，创造性地解决了薄壁管类零件在增材热加工过程中的机械应力和热胀冷缩问题，装夹极为方便，并大幅提高了生产效率和良率，是专为薄壁管类产品的增材热加工而开发的专用机床。
Description
技术领域
本发明涉及一种增材热加工设备，尤其是一种水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备。
背景技术
通过增材热加工成型的旋转溅射靶材主要应用于导电玻璃触摸屏、节能建筑玻璃、汽车隔热玻璃、太阳能光伏、装饰五金镀膜等产业，市场容量巨大。热喷涂设备相对来说比较成熟，国外著名的热喷涂设备厂商有瑞士的PT、美国的METCO、德国的GTV等，国内的热喷涂设备厂商也有703航天材料及工艺研究所、625航空制造研究所等国家高等院所研制生产。但仅有热喷涂设备是不够的，旋转溅射靶材做为真空镀膜的耗材，是将金属、合金或陶瓷等材料用瞬间几千～上万摄氏度的高温喷枪将材料熔融后沉积在空心的钢管表面，空心管壁上的沉积层的厚度一般为3～15mm。不同规格的钢管外径为长度为500～4000mm、但钢管壁厚只有3～4mm，如果没有非常专业的、专门针对该类产品特性设计的机床，则产品是很难实现的，薄壁管件在如此高温的增材热加工工况下，因装夹变形的机械应力和钢管及材料的热胀冷缩问题会导致沉积到钢管上的材料层龟裂，无法形成有效产品，极大地降低了生产良率，行业门槛极高。而目前国内市场上还没有专门针对这种高难度产品设计的专业机床。尤其是在生产一些脆性氧化物陶瓷材料时的良率甚至不足50％。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备。该设备用于空心管状工件喷涂材料沉积，特别用于旋转溅射靶材的增材热加工成型。
本发明采用的技术方案如下：
本发明提供一种水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备,其特征在于，所述设备包括机床身，机床身上设置导轨，所述导轨包括中心导轨(40)，前副导轨(50)和后副导轨(60)，所述中心导轨的一端设置有定位主动轴(2)，所述中心导轨的另一端设置从动尾座(3)，所述定位主动轴(2)朝向从动尾座的一端设置有主动定位密封端，所述从动尾座(3)上设置有伸缩轴，所述伸缩轴朝向定位主动轴的一端设置从动定位密封端；所述主动定位密封端与从动定位密封端不连接。即，所述主动定位密封端与从动定位密封端之间未设置芯轴。
加工空心管时，将空心管的一端套在主动定位密封端，空心管的另一端套在从动定位密封端，通过伸缩轴顶紧空心管，将空心管固定在主动轴与从动尾座之间。
所述定位主动轴内设置冷却水进水通路；所述伸缩轴内设置冷却水排水通路；所述主动定位密封端包括主动密封轴段(22)和出水轴段(21)，所述出水轴段(21)的圆周壁上设置出水孔(200)，所述主动密封轴段上套有径向柔性密封圈和轴向柔性密封圈；所述从动定位密封端包括从动密封轴段(32)和排水轴段(31)，所述排水轴段(31)的圆周壁上设置排水孔(300)，所述从动密封轴段上套有径向柔性密封圈和轴向柔性密封圈。
进一步的，所述主动轴在主动密封轴段远离出水轴段的一侧设置有环形截面。进一步的，所述伸缩轴在从动密封轴段远离排水轴段的一侧设置有环形截面。
进一步的，所述主动轴的主动密封轴段的外周设置有径向柔性密封圈(10)和轴向柔性密封圈(11)。径向柔性密封圈(10)置于靠近出水轴段的位置。轴向柔性密封圈(11)置于远离出水轴段的位置。
空心管(30)的一端具有端面或锥面(301)，空心管的一端的端面或锥面紧靠在柔性胶圈(11)上。径向柔性密封圈(10)置于空心管内。
进一步的，所述从动定位密封端的从动密封轴段(32)外周设置有径向柔性密封圈(12)和轴向柔性密封圈(13)。径向柔性密封圈(12)置于靠近排水轴段(31)的位置。轴向柔性密封圈(13)置于远离排水轴段(31)的位置。
空心管(30)的另一端具有端面或锥面，空心管的另一端的端面或锥面紧靠在柔性胶圈(13)上。径向柔性密封圈(12)置于空心管内。
柔性密封圈为柔性胶圈。径向柔性密封圈对空心管起到径向上的柔性支撑、定位和密封作用，轴向柔性密封圈对空心管起到轴向上的柔性支撑、定位和密封作用。
当空心管的一端套在主动定位密封端，出水孔置于空心管的空腔内，当空心管的另一端套在从动定位密封端，排水孔置于空心管的空腔内。
所述机床还包括冷却系统，所述定位主动轴的冷却水进水通路连接进水动密封(6)的一端，进水动密封(6)的另一端与冷却系统的进水管相连；出水动密封(7)一端连接从动尾座(3)的伸缩轴内的冷却水排水通路，另一端与出水管相连。
由于未设置芯轴，冷却水直接冷却加工的空心管。
所述前副导轨上安装有集尘风口(4)；所述后副导轨上安装有自动后退枪座(5)，自动后退枪座包括上下两部分，下部分安装在后副导轨上，可沿后副导轨左右(纵向)移动，上部分可相对于下部分前后(横向)移动；所述集尘风口(4)与自动后退枪座(5)纵向上同步移动。
所述自动后退枪座为自动等距离后退枪座。所述集尘风口也称为同步移动集尘风口。
进一步的，自动等距离后退枪座(5)由伺服马达(8)驱动在后副导轨上左右来回移动，自动等距离后退枪座(5)由伺服马达(9)驱动等距离后退。
进一步的，所述机床身为多轨床身，由3组相互平行的导轨或直线轴承组成，每组导轨或直线轴承可以是1条或2条或多条。
所述的水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备，包括多轨机床身(1)，轴向转径向水冷式柔性定位主动轴(2)、径向转轴向水冷式柔性定位从动尾座(3)、同步移动集尘风口(4)、自动等距离后退枪座(5)、进水动密封(6)、出水动密封(7)，所述多轨床身(1)是由3组相互平行的导轨或直线轴承组成，每组导轨或直线轴承可以是1条或2条或多条(若干条)；轴向转径向水冷式柔性定位主动轴(2)在多轨床身(1)的中心导轨上的一端的回转中心，主动轴外端连接进水动密封(6)，进水动密封(6)的另一端直接与冷却系统的进水管相连；径向转轴向水冷式柔性定位从动尾座(3)在多轨床身(1)中心导轨另一端的回转中心，并可根据工件的长短采取整体滑动、伸缩轴(20)采用机械、气动、液压装置调整后锁紧；出水动密封(7)一头连接径向转轴向水冷式柔性定位从动尾座(3)，另一头直接与出水管相连，通过出水管，循环水又回到冷却系统；工艺喷枪固定在自动等距离后退枪座(5)上，自动等距离后退枪座(5)由伺服马达(8)驱动在后副导轨上左右来回移动，自动等距离后退枪座(5)由伺服马达(9)驱动等距离后退；同步移动集尘风口(4)在工艺喷枪对面的前副导轨上，和工艺喷枪同步左右移动实现集尘功能。
进一步的，工艺喷枪喷涂一遍或一个来回材料沉积多厚，伺服马达(9)就后退多少，实现对产品的等距离增材热加工。
所述轴向转径向水冷式柔性定位主动轴(2)上设置有柔性支撑部分，所述柔性支撑部分包括配合密封圆周(即主动密封轴外表面)外径上的1～20个柔性胶圈(10)，和紧靠或接近配合密封端面(即环形截面)的1～10个柔性胶圈(11)。
进一步的，所述配合密封圆周外径上的1～20个柔性胶圈(10)起到柔性支撑和密封、圆周自定心作用，配合密封端面处的1～10个柔性胶圈(11)起到柔性轴向定位和密封作用，两种方式互相组合、或者合二为一制备成为一个圆周和端面同时起作用的柔性支撑密封定位套，也可起到柔性圆周支撑、密封、轴向柔性定位作用。
径向转轴向水冷式柔性定位从动尾座(3)上设备柔性支撑部分，所述柔性支撑部分包括配合密封圆周(即从动密封轴外表面)外径上的1～20个柔性胶圈(12)，紧靠或接近配合密封端面(即环形截面)的1～10个柔性胶圈(13)。
进一步的，所述配合密封圆周外径上的1～20个柔性胶圈(12)起到柔性支撑和密封、圆周自定心作用，紧靠或接近配合密封端面的1～10个柔性胶圈(13)起到柔性轴向定位和密封作用，两种方式互相组合、或者合二为一制备成为一个圆周和端面同时起作用的柔性支撑密封定位套，也可起到柔性圆周支撑、密封、柔性轴向定位作用。
进一步的，水路通过进水动密封(6)由轴向引进，转由径向圆周多孔出口(200)流出并布满管类工件内部。水路从管类工件内部由圆周径向多孔排水口(300)转为轴向，通过出水动密封(7)回到冷却系统。
进一步的，所述同步移动集尘风口(4)由辊轴和柔性材料组成的、由同步马达(14)驱动、可沿着前副导轨与工艺喷枪同步左右移动的集尘风口，其末端与工业除尘系统相连。
进一步的，进水动密封(6)和出水动密封(7)是腔体内部为一部分固定，一部分旋转的输送压力流体的通用器件。
自动等距离后退枪座(5)是由伺服马达(8)驱动，沿着后副导轨左右来回移动，自动等距离后退枪座(5)的上部分由另一个伺服马达(9)驱动，相对于下部分自动向后移动。
自动等距离后退枪座(5)的上部分相对于下部分自动向后移动，补偿随着沉积材料层的厚度增加而导致的喷距减小的变量，而始终保持工艺喷枪到管类工件表面的距离不变，从而保证管类工件的受热温度不变。
进一步的，轴向转径向水冷式柔性定位主动轴的内部冷却水路由空心的轴向引进、从圆周分布的径向出口(出水口)排出，工件(空心管)的一端直接挤压套装在O型圈(10)、和O型圈(11)上。O型圈即柔性密封圈。
径向转轴向水冷式柔性定位从动尾座是工件内部的冷却水从圆周分布的径向入口(300)引入伸缩轴的冷却水排水通路、再从伸缩轴的轴向排出，工件的另一端直接挤压套装在O型圈(12)、和O型圈(13)上。
所述热加工设备包括具有三对导轨副的床身部分、轴向转径向水冷式柔性定位主动轴、径向转轴向水冷式柔性定位从动尾座、同步移动集尘风口、自动等距离后退枪座、进水动密封和出水动密封。
加工空心工件(如空心管)时，直接将工件套装在轴向转径向水冷式柔性定位主动轴和径向转轴向水冷式柔性定位从动尾座之间。这样，工件是密封腔体的外腔部分，内部没有复杂的芯轴，冷却更充分。
本发明提供一种水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备，包括有三对导轨副的床身部分、轴向转径向水冷式柔性定位主动轴、径向转轴向水冷式柔性定位从动尾座、同步移动集尘风口、自动等距离后退枪座、进水动密封和出水动密封等。创造性地解决了钢管在加工中因热胀冷缩和硬接触机械装夹的应力而带来的产品开裂问题。
优选地，所述多轨床身是由3组相互平行的导轨或直线轴承组成，每组导轨或直线轴承可以是1条或2条或多条(若干条)。钢管安装在轴向转径向水冷式柔性定位主动轴和径向转轴向水冷式柔性定位从动尾座之间，工艺喷枪安装在后副导轨的自动等距离后退枪座上，移动风口在前副导轨上和工艺喷枪左右同步移动，进水端连接进水动密封，出水端连接出水动密封。
优选地，所述轴向转径向水冷式柔性定位主动轴是由柔性圆周自定心密封和柔性轴向定位密封组成的支撑钢管主动体，内部水路由轴向引进从径向圆周多孔溢出冷却工件。轴向转径向水冷式是指主动轴的冷却水从主动轴的一端轴向进入，从主动轴的另一端，通过主动轴圆周上的孔径向流出，之后冷却水在钢管内向从动尾座方向流动。
优选地，所述径向转轴向水冷式柔性定位从动尾座是由柔性圆周自定心密封和柔性轴向定位密封组成的支撑钢管从动体，内部水路由径向圆周多孔冷却回水口(300)转向轴向排水口。径向转轴向水冷式是指由主动轴流出的冷却水流至从动尾座后，通过从动尾座径向的冷却回水口(300)流入从动尾座，并沿从动尾座轴向流出。
优选地，所述同步移动集尘风口是由滚轴和柔性材料等组成的，可在工艺喷枪对面的前副导轨上由伺服马达(14)驱动与后副导轨上的自动等距喷后退枪座同步左右移动的集尘风口，其末端与工业除尘系统相连。
优选地，所述自动等距离后退枪座是可在后副导轨上左右来回移动的同时自动后退，避免因材料层沉积的越来越厚、工艺喷枪距离钢管表面越来越近而导致钢管表面急剧受热升温而引起的产品开裂。
优选地，所述进水动密封和出水动密封是一种腔体内部一部分固定、一部分旋转的、用于输送压力流体的成熟通用连接件。
本发明提供了一种水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备，包括有三对导轨副的床身部分、轴向转径向水冷式柔性定位主动轴、径向转轴向水冷式柔性定位从动尾座、同步移动集尘风口、自动等距离后退枪座、进水动密封和出水动密封等。所述设备采用水冷式柔性定位装夹和自动等距离后退枪座，创造性地解决了薄壁管类零件在增材热加工过程中的机械应力和热胀冷缩问题，装夹极为方便，并大幅提高了生产效率和良率，是专为薄壁管类产品的增材热加工而开发的专用机床。
本发明是一种水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备，专为增材热加工沉积材料而设计，适合所有的空心管状工件喷涂材料沉积，也适合热加工沉积旋转溅射靶材，柔性装夹、密封、定位和无芯轴设计使钢管的拆装极为便捷，通过内部水循环冷却，避免了因装夹变形的机械应力和热加工时的热胀冷缩而导致的产品开裂问题，使过去通常需要2～4小时的装夹时间缩短到不到一分钟，产品良率也由不到50％提高到100％，通过配置不同的热加工设备，可实现对薄壁空心管件产品的等离子喷涂、真空喷涂、溶液喷涂、火焰喷涂、电弧喷涂、冷气动力喷涂或激光喷涂等热加工增材工艺。
附图说明
图1为本发明提供的一种水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备的主视结构示意图；
图2为本发明提供的一种水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备的俯视结构示意图；
图3为本发明提供的一种水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备的主动轴处的主视结构示意图；
图4为本发明提供的一种水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备的从动尾座的主视结构示意图；
图5为本发明提供的一种水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备的横截面结构示意图；
图6为本发明提供的一种水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备在加工过程中，空心管套在密封圈上的剖面结构示意图；
图7为本发明提供的一种水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备在加工过程中，空心管套在密封圈上的剖面结构示意图。
具体实施方式：
下面结合实施例及附图对本发明作进一步的阐述，以下实施例只是对本发明的详细说明，不是对本发明所请求保护范围的限定。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均为市售产品。
实施例1
如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，本发明提供的一种水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备，包括多轨床身1，轴向转径向水冷式柔性定位主动轴2、径向转轴向水冷式柔性定位从动尾座3、同步移动集尘风口4、自动等距离后退枪座5、进水动密封6、出水动密封7。
热加工沉积旋转溅射靶材实现步骤：将工艺喷枪安装在自动等距离后退枪座5上，将钢管(靶材衬管)30套装在轴向转径向水冷式柔性定位主动轴2和径向转轴向水冷式柔性定位从动尾座3之间，锁紧尾座，顶紧伸缩轴20，开启循环冷却水，冷却水便通过进水动密封6进入并充满钢管(靶材衬管)30内部，再由出水动密封7回到冷却系统，设定好机床转速和工艺喷枪的行程及后退补偿量，开启设备及工艺喷枪，输送材料开始热加工沉积工作层，此时工艺喷枪在自动等距离后退枪座5上和对面的同步移动集尘风口4沿着多轨床身1左右反复同步移动，同时随着工作层增厚、钢管外径增大，工艺喷枪按设定补偿量自动后移，始终保持工艺喷枪到钢管表面距离一致，工件受热一致，同步移动集尘风口4将部分不能沉积成工作层的粉状材料通过工业除尘系统过滤后予以回收利用。当沉积到工作层尺寸合格后，关闭所有设备和循环冷却水，吊装或支撑好完成的钢管(旋转溅射靶材)，将径向转轴向水冷式柔性定位从动尾座3的伸缩轴缩回，排净钢管(靶材衬管)内余水，一件产品即告完成。
实施例2
本发明提供一种水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备,所述设备包括机床身，机床身上设置导轨，所述导轨包括中心导轨40，前副导轨50和后副导轨60，所述中心导轨的一端设置有定位主动轴2，所述中心导轨的另一端设置从动尾座3，所述定位主动轴2朝向从动尾座的一端设置有主动定位密封端，所述从动尾座3上设置有伸缩轴，所述伸缩轴朝向定位主动轴的一端设置从动定位密封端；所述主动定位密封端与从动定位密封端不连接。即，所述主动定位密封端与从动定位密封端之间未设置芯轴。
加工空心管时，将空心管的一端套在主动定位密封端，空心管的另一端套在从动定位密封端，通过伸缩轴顶紧空心管，将空心管固定在主动轴与从动尾座之间。
所述定位主动轴内设置冷却水进水通路；所述伸缩轴内设置冷却水排水通路；所述主动定位密封端包括主动密封轴段22和出水轴段21，所述出水轴段21的圆周壁上设置出水孔200，所述主动密封轴段上套有径向柔性密封圈和轴向柔性密封圈；所述从动定位密封端包括从动密封轴段32和排水轴段31，所述排水轴段31的圆周壁上设置排水孔300，所述从动密封轴段上套有径向柔性密封圈和轴向柔性密封圈。
进一步的，所述主动轴在主动密封轴段远离出水轴段的一侧设置有环形截面。进一步的，所述伸缩轴在从动密封轴段远离排水轴段的一侧设置有环形截面。
进一步的，所述主动轴的主动密封轴段的外周设置有径向柔性密封圈10和轴向柔性密封圈11。径向柔性密封圈10置于靠近出水轴段的位置。轴向柔性密封圈11置于远离出水轴段的位置。
空心管30的一端具有端面或锥面301，空心管的一端的端面或锥面紧靠在柔性胶圈11上。径向柔性密封圈10置于空心管内。
进一步的，所述从动定位密封端的从动密封轴段32外周设置有径向柔性密封圈12和轴向柔性密封圈13。径向柔性密封圈12置于靠近排水轴段31的位置。轴向柔性密封圈13置于远离排水轴段31的位置。
空心管30的另一端具有端面或锥面，空心管的另一端的端面或锥面紧靠在柔性胶圈13上。径向柔性密封圈12置于空心管内。
柔性密封圈为柔性胶圈。径向柔性密封圈对空心管起到径向上的柔性支撑、定位和密封作用，轴向柔性密封圈对空心管起到轴向上的柔性支撑、定位和密封作用。
当空心管的一端套在主动定位密封端，出水孔置于空心管的空腔内，当空心管的另一端套在从动定位密封端，排水孔置于空心管的空腔内。
所述机床还包括冷却系统，所述定位主动轴的冷却水进水通路连接进水动密封6的一端，进水动密封6的另一端与冷却系统的进水管相连；出水动密封7一端连接从动尾座3的伸缩轴内的冷却水排水通路，另一端与出水管相连。
由于未设置芯轴，冷却水直接冷却加工的空心管。
所述前副导轨上安装有集尘风口4；所述后副导轨上安装有自动后退枪座5，自动后退枪座包括上下两部分，下部分安装在后副导轨上，可沿后副导轨左右(纵向)移动，上部分可相对于下部分前后(横向)移动；所述集尘风口4与自动后退枪座5纵向上同步移动。
所述自动后退枪座为自动等距离后退枪座。所述集尘风口也称为同步移动集尘风口。
进一步的，自动等距离后退枪座5由伺服马达8驱动在后副导轨上左右来回移动，自动等距离后退枪座5由伺服马达9驱动等距离后退。
进一步的，所述机床身为多轨床身，由3组相互平行的导轨或直线轴承组成，每组导轨或直线轴承可以是1条或2条或多条(若干条)。
进一步的，进水动密封6和出水动密封7是腔体内部为一部分固定，一部分旋转的输送压力流体的通用器件。
自动等距离后退枪座5是由伺服马达8驱动，沿着后副导轨左右来回移动，自动等距离后退枪座5的上部分由另一个伺服马达9驱动，相对于下部分自动向后移动。
自动等距离后退枪座5的上部分相对于下部分自动向后移动，补偿随着沉积材料层的厚度增加而导致的喷距减小的变量，而始终保持工艺喷枪到管类工件表面的距离不变，从而保证管类工件的受热温度不变。
实施例3
本发明提供一种水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备,包括多轨机床身1，轴向转径向水冷式柔性定位主动轴2、径向转轴向水冷式柔性定位从动尾座3、同步移动集尘风口4、自动等距离后退枪座5、进水动密封6、出水动密封7，所述多轨床身1是由3组相互平行的导轨或直线轴承组成，每组导轨或直线轴承可以是1条或2条或多条；轴向转径向水冷式柔性定位主动轴2在多轨床身1的中心导轨上的一端的回转中心，主动轴外端连接进水动密封6，进水动密封6的另一端直接与冷却系统的进水管相连；径向转轴向水冷式柔性定位从动尾座3在多轨床身1中心导轨另一端的回转中心，并可根据工件的长短采取整体滑动、伸缩轴20采用机械、气动、液压装置调整后锁紧；出水动密封7一头连接径向转轴向水冷式柔性定位从动尾座3，另一头直接与出水管相连，通过出水管，循环水又回到冷却系统；工艺喷枪固定在自动等距离后退枪座5上，自动等距离后退枪座5由伺服马达8驱动在后副导轨上左右来回移动，自动等距离后退枪座5由伺服马达9驱动等距离后退；同步移动集尘风口4在工艺喷枪对面的前副导轨上，和工艺喷枪同步左右移动实现集尘功能。
进一步的，工艺喷枪喷涂一遍或一个来回材料沉积多厚，伺服马达9就后退多少，实现对产品的等距离增材热加工。
轴向转径向水冷式柔性定位主动轴2上设置有柔性支撑部分，所述柔性支撑部分包括配合密封圆周外径上的1～20个柔性胶圈10，和紧靠或接近配合密封端面的1～10个柔性胶圈11。
进一步的，所述配合密封圆周外径上的1～20个柔性胶圈10起到柔性支撑和密封、圆周自定心作用，配合密封端面处的1～10个柔性胶圈11起到柔性轴向定位和密封作用，两种方式互相组合、或者合二为一制备成为一个圆周和端面同时起作用的柔性支撑密封定位套，也可起到柔性圆周支撑、密封、轴向柔性定位作用。
空心管30的一端具有端面或锥面301，空心管的一端的端面或锥面紧靠在柔性胶圈11上。
径向转轴向水冷式柔性定位从动尾座3上设备柔性支撑部分，所述柔性支撑部分包括配合密封圆周外径上的1～20个柔性胶圈12，紧靠或接近配合密封端面的1～10个柔性胶圈13。
进一步的，所述配合密封圆周外径上的1～20个柔性胶圈12起到柔性支撑和密封、圆周自定心作用，紧靠或接近配合密封端面的1～10个柔性胶圈13起到柔性轴向定位和密封作用，两种方式互相组合、或者合二为一制备成为一个圆周和端面同时起作用的柔性支撑密封定位套，也可起到柔性圆周支撑、密封、柔性轴向定位作用。
空心管30的另一端具有端面或锥面，空心管的另一端的端面或锥面紧靠在柔性胶圈13上。
进一步的，轴向转径向水冷式柔性定位主动轴的内部冷却水路由空心的轴向引进、从圆周分布的径向出口(出水口)排出，工件(空心管)的一端直接挤压套装在O型圈10、和O型圈11上。O型圈即柔性密封圈。
径向转轴向水冷式柔性定位从动尾座是工件内部的冷却水从圆周分布的径向入口300引入伸缩轴的冷却水排水通路、再从伸缩轴的轴向排出，工件的另一端直接挤压套装在O型圈12、和O型圈13上。
进一步的，冷却水通过进水动密封6由轴向引进，转由径向圆周多孔出口200流出并布满管类工件内部。冷却水从管类工件内部由圆周径向多孔排水口300转为轴向，通过出水动密封7回到冷却系统。
进一步的，所述同步移动集尘风口4由辊轴和柔性材料组成的、由同步马达14驱动、可沿着前副导轨与工艺喷枪同步左右移动的集尘风口，其末端与工业除尘系统相连。
加工空心工件时，直接将工件套装在轴向转径向水冷式柔性定位主动轴和径向转轴向水冷式柔性定位从动尾座之间。这样，工件是密封腔体的外腔部分，内部没有复杂的芯轴，冷却更充分。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备,其特征在于，所述设备包括机床身，机床身上设置导轨，所述导轨包括中心导轨(40)，前副导轨(50)和后副导轨(60)，所述中心导轨的一端设置有定位主动轴(2)，所述中心导轨的另一端设置从动尾座(3)，所述定位主动轴(2)朝向从动尾座的一端设置有主动定位密封端，所述从动尾座(3)上设置有伸缩轴，所述伸缩轴朝向定位主动轴的一端设置从动定位密封端；所述主动定位密封端与从动定位密封端不连接。
2.根据权利要求1所述的水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备,其特征在于，所述定位主动轴内设置冷却水进水通路；所述伸缩轴内设置冷却水排水通路；所述主动定位密封端包括主动密封轴段(22)和出水轴段(21)，所述出水轴段(21)的圆周壁上设置出水孔(200)，所述主动密封轴段上套有径向柔性密封和轴向柔性密封圈；所述从动定位密封端包括从动密封轴段(32)和排水轴段(31)，所述排水轴段(31)的圆周壁上设置排水孔(300)，所述从动密封轴段上套有径向柔性密封圈和轴向柔性密封圈。
3.根据权利要求2所述的水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备,其特征在于，所述机床还包括冷却系统，所述定位主动轴的冷却水进水通路连接进水动密封(6)的一端，进水动密封(6)的另一端与冷却系统的进水管相连；出水动密封(7)一端连接从动尾座(3)的伸缩轴内的冷却水排水通路，出水动密封(7)的另一端与出水管相连。
4.根据权利要求1所述的水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备,其特征在于，所述前副导轨上安装有集尘风口(4)；所述后副导轨上安装有自动后退枪座(5)，自动后退枪座包括上下两部分，下部分安装在后副导轨上，可沿后副导轨左右(纵向)移动，上部分可相对于下部分前后(横向)移动；所述集尘风口(4)与自动后退枪座(5)纵向上同步移动。
5.根据权利要求1所述的水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备，其特征在于：所述设备包括多轨机床身(1)，轴向转径向水冷式柔性定位主动轴(2)、径向转轴向水冷式柔性定位从动尾座(3)、同步移动集尘风口(4)、自动等距离后退枪座(5)、进水动密封(6)、出水动密封(7)；所述多轨床身(1)是由3组相互平行的导轨或直线轴承组成，每组导轨或直线轴承可以是1条或2条或多条；轴向转径向水冷式柔性定位主动轴(2)在多轨床身(1)的中心导轨上的一端的回转中心，主动轴外端连接进水动密封(6)，进水动密封(6)的另一端直接与冷却系统的进水管相连；径向转轴向水冷式柔性定位从动尾座(3)在多轨床身(1)中心导轨另一端的回转中心，并可根据工件的长短采取整体滑动、伸缩轴(20)采用机械、气动、液压装置调整后锁紧；出水动密封(7)一头连接径向转轴向水冷式柔性定位从动尾座(3)，另一头直接与出水管相连，通过出水管，循环水又回到冷却系统；工艺喷枪固定在自动等距离后退枪座(5)上，自动等距离后退枪座(5)由伺服马达(8)驱动在后副导轨上左右来回移动，自动等距离后退枪座(5)由伺服马达(9)驱动等距离后退；同步移动集尘风口(4)在工艺喷枪对面的前副导轨上，和工艺喷枪同步左右移动实现集尘功能。
6.根据权利要求5所述的水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备，其特征在于：轴向转径向水冷式柔性定位主动轴(2)上设置有柔性支撑部分，所述柔性支撑部分包括配合密封圆周外径上的1～20个柔性胶圈(10)，和紧靠或接近配合密封端面的1～10个柔性胶圈(11)。
7.根据权利要求5所述的水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备，其特征在于：径向转轴向水冷式柔性定位从动尾座(3)上设备柔性支撑部分，所述柔性支撑部分包括配合密封圆周外径上的1～20个柔性胶圈(12)，紧靠或接近配合密封端面的1～10个柔性胶圈(13)。
8.根据权利要求4所述的水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备，其特征在于：自动等距离后退枪座(5)是由伺服马达(8)驱动，沿着后副导轨左右来回移动，自动等距离后退枪座(5)的上部分由另一个伺服马达(9)驱动，相对于下部分自动向后移动。
9.根据权利要求5所述的水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备，其特征在于：径向转轴向水冷式柔性定位从动尾座是工件内部的冷却水从圆周分布的径向入口(300)引入伸缩轴的冷却水排水通路、再从伸缩轴的轴向排出，工件(空心管)的另一端直接挤压套装在O型圈(12)、和O型圈(13)上。
10.根据权利要求1所述的水冷式柔性定位无芯轴装夹增材热加工设备，其特征在于：所述热加工设备包括具有三对导轨副的机床身部分、轴向转径向水冷式柔性定位主动轴、径向转轴向水冷式柔性定位从动尾座、同步移动集尘风口、自动等距离后退枪座、进水动密封和出水动密封。
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