CN110744057A - 一种回转支承滚刀的增材制造修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了滚刀修复技术领域的一种回转支承滚刀的增材制造修复方法，包括如下步骤：首先根据回转支承滚刀整体的形状，通过计算机建模软件对待修复的回转支承滚刀的表面结构进行三维实体模型设计，采用无损探伤工具头，对回转支承滚刀的表面进行遍历扫描，快速的找到回转支承滚刀表面上的裂纹、孔隙与缺口等损坏部位，选择修复回转支承滚刀相同材质的合金粉末，在机床上夹装待修复的回转支承滚刀，对回转支承滚刀的表面进行增材修复，通过变位机翻转回转支承滚刀对其另一面进行增材修复，无缺口的回转支承滚刀，快速检查方便标记，有效快速的对滚刀的表面进行修复，保证修复后回转支承滚刀整体硬度一致。
Description
技术领域
本发明涉及滚刀修复技术领域，具体为一种回转支承滚刀的增材制造修复方法。
背景技术
回转支承滚刀在长时间的使用过程中经常会出现崩裂出现裂痕与缺口的现象，现有技术中对回转支承滚刀修复所采用的方法一般都是通过打磨与焊接熔融的方式，其修复效果一般，不能使得回转支承滚刀修复至初始的状态，而随着技术的发展，增材制造的对金属进行制造修复逐渐被运用，而对回转支承滚刀的修复仍然没有触及到增材制造修复的方面。为此，我们提出一种回转支承滚刀的增材制造修复方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种回转支承滚刀的增材制造修复方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种回转支承滚刀的增材制造修复方法，包括如下步骤：
1)首先根据回转支承滚刀整体的形状，通过计算机建模软件对待修复的回转支承滚刀的表面结构进行三维实体模型设计，运用三维造型软件设计出回转支承滚刀三维CAD模型，然后将三维CAD模型的信息数据输送到增材修复设备中；
2)采用无损探伤工具头，对回转支承滚刀的表面进行遍历扫描，快速的找到回转支承滚刀表面上的裂纹、孔隙与缺口等损坏部位，通过计算机控制系统对损坏部位进行标记；
3)选择修复回转支承滚刀相同材质的合金粉末，然后对合金粉末进行真空干燥处理；
4)在机床上夹装待修复的回转支承滚刀，使得回转支承滚刀夹装在定位后带有卡盘的变位机上；
5)将准备好的合金粉末送入增材修复设备中，然后将激光熔覆头移动至待增材修复的位置，启动增材修复设备，根据步骤一种的数据对步骤二中标记的区域进行修复，运用激光熔化沉积的方法对回转支承滚刀的表面进行增材修复，修复的过程中同时对待修复的部位吹出惰性气体；
6)将回转支承滚刀的单面修复完成后，通过变位机翻转回转支承滚刀对其另一面进行增材修复，直至整个回转支承滚刀修复完成；
7)对修复完成后的回转支承滚刀表面进行保温冷却，然后将修复后的回转支承滚刀从变位机上取出，对修复后的回转支承滚刀进行打磨处理，得到所需的无裂纹，无缺口的回转支承滚刀。
进一步的，合金粉末为硬质合金，且硬质合金为硬质相WC和粘结相Co组成。
进一步的，变位机上的卡盘为四爪卡盘。
进一步的，增材修复设备包括激光头、喷嘴、光纤、送粉器与激光器。
进一步的，激光器为8000W高功率半导体激光器，且激光器的激光功率为4.5-5.5kw，扫描速度5-10mm/s，搭接量为20-30％。
进一步的，惰性气体为99.9％的纯氩气，且气体流量为15L/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明通过三维建模与无损探伤扫描可以快速的识别回转支承滚刀表面出现的裂纹、缺口与孔隙的部位，可以起到快速检查方便标记的作用；
2.本发明回转支承滚刀表面通过增材修复的方法，可以有效快速的对滚刀的表面进行修复，且修复的过程中无污染、无辐射、低噪声，可以有效的保护环境，且保证修复后的滚刀更加的符合表面质量要求，零件合格率更高，且降低了生产成本；
3.本发明一次性修复成型，更好的节约时间，且通过后处理，可以保证回转支承滚刀修复后的表面无孔隙、裂纹与缺口等缺陷，保证修复后回转支承滚刀整体硬度一致。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种回转支承滚刀的增材制造修复方法，包括如下步骤：
实施例一：
1)首先根据回转支承滚刀整体的形状，通过计算机建模软件对待修复的回转支承滚刀的表面结构进行三维实体模型设计，运用三维造型软件对回转支承滚刀缺口处设计出回转支承滚刀缺口的三维CAD模型，然后将三维CAD模型的信息数据输送到增材修复设备中，同时可以将三维CAD模型转化为STL模型，在创建三维CAD模型时，先要将回转支承缺口处进行切削，切削成规则的形状，规则的形状可以提高所建模型的准确性，同时使规划的行走路径更加简单有效，减小修复困难和提高修复效果；
2)在步骤1)之前实施，采用无损探伤工具头，对回转支承滚刀的表面进行遍历扫描，扫描的过程中增材修复部位的激光熔融头可以对缺口部位进行融入，快速的找到回转支承滚刀表面上的裂纹、孔隙与缺口等损坏部位，通过计算机控制系统对损坏部位进行标记，然后将无损探伤工具头切换成铣刀对扫描的部位进行切削，从而完成步骤1)中将缺口切削成规则形状；
3)选择修复回转支承滚刀相同材质的合金粉末，然后对合金粉末进行真空干燥处理，合金粉末为硬质合金，且硬质合金为硬质相WC和粘结相Co组成采用的硬质合金粉末适用于滚刀的材质，便于加工且保证滚刀的硬度；
4)在机床上夹装待修复的回转支承滚刀，使得回转支承滚刀夹装在定位后带有卡盘的变位机上，变位机上的卡盘为四爪卡盘；
5)将准备好的合金粉末送入增材修复设备中，然后将激光熔覆头移动至待增材修复的位置，启动增材修复设备，根据步骤一种的数据对步骤二中标记的区域进行修复，运用激光熔化沉积的方法对回转支承滚刀的表面进行增材修复，修复的过程中同时对待修复的部位吹出惰性气体；
增材修复设备包括激光头、喷嘴、光纤、送粉器与激光器，喷嘴设置在TIG焊枪上，且TIG焊枪喷嘴的直径为10mm，送粉器包括集粉腔、以及若干个粉路，粉路与集粉腔连通，粉路设置在滚刀上方且粉路开口朝向滚刀刀圈，当向集粉腔内输送氩气，合金化粉末通过粉路自由落在所述滚刀刀圈上，粉路设为四个，且四个粉路围绕滚刀刀圈均匀分布；
6)将回转支承滚刀的单面修复完成后，通过变位机翻转回转支承滚刀对其另一面进行增材修复，直至整个回转支承滚刀修复完成；
7)对修复完成后的回转支承滚刀表面进行保温冷却，然后将修复后的回转支承滚刀从变位机上取出，对修复后的回转支承滚刀进行打磨处理，得到所需的无裂纹，无缺口的回转支承滚刀。
实施例二：1)首先根据回转支承滚刀整体的形状，通过计算机建模软件对待修复的回转支承滚刀的表面结构进行三维实体模型设计，运用三维造型软件对回转支承滚刀设计出三维CAD模型，然后将三维CAD模型的信息数据输送到增材修复设备中，直接对回转支承滚刀的整体进行塑性，不在需要对滚刀上各个缺口进行扫描然后再建模；
2)采用无损探伤工具头，对回转支承滚刀的表面进行遍历扫描，快速的找到回转支承滚刀表面上的裂纹、孔隙与缺口等损坏部位，通过计算机控制系统对损坏部位进行标记，直接通过无损探伤工具头对回转支承滚刀表面进行扫描得到数据进行标记即可；
3)选择修复回转支承滚刀相同材质的合金粉末，然后对合金粉末进行真空干燥处理，合金粉末为硬质合金，且硬质合金为硬质相WC和粘结相Co组成采用的硬质合金粉末适用于滚刀的材质，便于加工且保证滚刀的硬度；
4)在机床上夹装待修复的回转支承滚刀，使得回转支承滚刀夹装在定位后带有卡盘的变位机上，变位机上的卡盘为四爪卡盘；
5)将准备好的合金粉末送入增材修复设备中，然后将激光熔覆头移动至待增材修复的位置，启动增材修复设备，根据步骤一种的数据对步骤二中标记的区域进行修复，运用激光熔化沉积的方法对回转支承滚刀的表面进行增材修复，修复的过程中同时对待修复的部位吹出惰性气体；
增材修复设备包括激光头、喷嘴、光纤、送粉器与激光器，喷嘴设置在TIG焊枪上，且TIG焊枪喷嘴的直径为10mm，送粉器包括集粉腔、以及若干个粉路，粉路与集粉腔连通，粉路设置在滚刀上方且粉路开口朝向滚刀刀圈，当向集粉腔内输送氩气，合金化粉末通过粉路自由落在所述滚刀刀圈上，粉路设为四个，且四个粉路围绕滚刀刀圈均匀分布；
6)将回转支承滚刀的单面修复完成后，通过变位机翻转回转支承滚刀对其另一面进行增材修复，直至整个回转支承滚刀修复完成；
7)对修复完成后的回转支承滚刀表面进行保温冷却，然后将修复后的回转支承滚刀从变位机上取出，对修复后的回转支承滚刀进行打磨处理，得到所需的无裂纹，无缺口的回转支承滚刀。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种回转支承滚刀的增材制造修复方法，其特征在于：
包括如下步骤：
1)首先根据回转支承滚刀整体的形状，通过计算机建模软件对待修复的回转支承滚刀的表面结构进行三维实体模型设计，运用三维造型软件设计出回转支承滚刀三维CAD模型，然后将三维CAD模型的信息数据输送到增材修复设备中；
2)采用无损探伤工具头，对回转支承滚刀的表面进行遍历扫描，快速的找到回转支承滚刀表面上的裂纹、孔隙与缺口等损坏部位，通过计算机控制系统对损坏部位进行标记；
3)选择修复回转支承滚刀相同材质的合金粉末，然后对合金粉末进行真空干燥处理；
4)在机床上夹装待修复的回转支承滚刀，使得回转支承滚刀夹装在定位后带有卡盘的变位机上；
5)将准备好的合金粉末送入增材修复设备中，然后将激光熔覆头移动至待增材修复的位置，启动增材修复设备，根据步骤一种的数据对步骤二中标记的区域进行修复，运用激光熔化沉积的方法对回转支承滚刀的表面进行增材修复，修复的过程中同时对待修复的部位吹出惰性气体；
6)将回转支承滚刀的单面修复完成后，通过变位机翻转回转支承滚刀对其另一面进行增材修复，直至整个回转支承滚刀修复完成；
7)对修复完成后的回转支承滚刀表面进行保温冷却，然后将修复后的回转支承滚刀从变位机上取出，对修复后的回转支承滚刀进行打磨处理，得到所需的无裂纹，无缺口的回转支承滚刀。
2.根据权利要求1所述的一种回转支承滚刀的增材制造修复方法，其特征在于：合金粉末为硬质合金，且硬质合金为硬质相WC和粘结相Co组成。
3.根据权利要求1所述的一种回转支承滚刀的增材制造修复方法，其特征在于：变位机上的卡盘为四爪卡盘。
4.根据权利要求1所述的一种回转支承滚刀的增材制造修复方法，其特征在于：增材修复设备包括激光头、喷嘴、光纤、送粉器与激光器。
5.根据权利要求4所述的一种回转支承滚刀的增材制造修复方法，其特征在于：激光器为8000W高功率半导体激光器，且激光器的激光功率为4.5-5.5kw，扫描速度5-10mm/s，搭接量为20-30％。
6.根据权利要求1所述的一种回转支承滚刀的增材制造修复方法，其特征在于：惰性气体为99.9％的纯氩气，且气体流量为15L/min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200204 |
|
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