CN111113867A - 一种3d打印回转体构件的矫形焊接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种3D打印回转体构件的矫形焊接装置，结构简单，适用性强，操作方便，能够适用于不同的回转体构件。当对回转体构件焊接时，通过转动锥环进而推动销和螺栓在槽道中滑动，对回转体接口进行矫形，可满足不同直径尺寸3D打印回转构件对接焊接需要，本发明的3D打印回转体构件的矫形焊接装置结构简单、适用性强、调节速度快、操作方便，能够有效控制焊接变形，节约了设计、制造的成本，提高了工作效率。

Description

一种3D打印回转体构件的矫形焊接装置
技术领域
本发明属于3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印回转体构件的矫形焊接装置。
背景技术
3D打印技术能够实现复杂异形结构的整体成形，目前已被广泛应用于航空航天、医学、机械制造等领域回转体结构的制造。但3D打印由于成形尺寸限制，往往轴向尺寸受到限制，针对较长回转体构件往往需要进行分段打印+焊接拼接。因此，可变径回转体矫形焊接装置对于3D打印筒形构件高效低成本制造十分重要。由于3D打印采用逐层打印堆垛的成形方式，特别是构件容易发生收缩和热变形，导致构件对接处直径存在一定尺寸偏差，需要进行适当的矫形。但是矫形焊接装置中，一方面，不同尺寸3D打印回转体构件焊接时需要配备不同矫形装置，既占据了极大空间又消耗了大量财力。另一方面，在焊接过程中，回转体构件受焊接热影响本身容易发生变形，增加了焊接难度。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种3D打印回转体构件的矫形焊接装置，结构简单，适用性强，操作方便，能够适用于不同的回转体构件。
为实现上述目的，本发明的D打印回转体构件的矫形焊接装置，包括芯轴、堵盘Ⅰ、堵盘Ⅱ、锁紧螺母、芯轴组件以及限位盘；
其中，所述堵盘Ⅰ、堵盘Ⅱ分别固定在所述芯轴的两侧，对回转体构件的轴向两端进行限位；
所述锁紧螺母、芯轴组件以及限位盘均套接在芯轴上；锁紧螺母与限位盘分别位于芯轴组件两侧，将芯轴组件固定在回转体构件焊接对接处；芯轴组件用于从内部对回转体构件焊接对接处进行支撑。
其中，所述芯轴组件包括两个以上的支撑组件、锥环、销以及螺栓；
锥环套装在芯轴上，两个以上的支撑组件组合成一个具有锥形中心孔的胀形盘，胀形盘锥形中心孔小端所在端面与限位盘相接触，锥形中心孔大端所在端面朝向锥环，锥环的锥面与锥形中心孔滑动配合；
每个支撑组件上均设有两个以上槽道，中间槽道设有销，两侧槽道设有螺栓，槽道方向与支撑组件当前位置处的径向方向一致；
当胀形盘与回转体构件焊接对接处相对应时，转动锥环进而推动销和螺栓在槽道中滑动，改变胀形盘的直径直至对回转体构件焊接对接处进行支撑；螺栓用于对到位后的支撑组件进行固定。
其中，所述芯轴为变直径轴，中心和两侧均存在凸台，堵盘Ⅰ和堵盘Ⅱ的中心穿过芯轴，芯轴两边边缘处的凸台直径与回转体构件两端的内径相同，堵盘Ⅰ一侧与轴端凸台处相接触，另一侧设有垫片，通过螺母拧紧；堵盘Ⅱ与堵盘Ⅰ相对一侧与轴端凸台处相接触，另一侧设有波形弹性垫圈，通过螺母拧紧。
其中，堵盘Ⅰ、堵盘Ⅱ以及支持组件上设有减重孔。
其中，所述胀形盘由三个圆心角为°的扇形支撑组件组成。
有益效果：
本发明的3D打印回转体构件的矫形焊接装置中，当对回转体构件焊接时，通过转动锥环进而推动销和螺栓在槽道中滑动，对回转体接口进行矫形，可满足不同直径尺寸3D打印回转构件对接焊接需要，本发明的3D打印回转体构件的矫形焊接装置结构简单、适用性强、调节速度快、操作方便，能够有效控制焊接变形，节约了设计、制造的成本，提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明矫形焊接装置示意图。
图2为本发明矫形焊接装置局部示意图。
图3为本发明矫形焊接装置两侧局部装配结构示意图。
图4为本发明矫形焊接装置中间部分胀形盘结构示意图。
图5为本发明矫形焊接装置中间部分胀形盘局部装配示意图。
图6为本发明矫形焊接装置焊接时装配整体示意图。
其中，1-芯轴，2-螺母，3-垫片，4-堵盘Ⅰ，5-支撑组件，6-锥环，7-锁紧螺母，8-堵盘Ⅱ，9-波形弹性垫圈，10-销，11-限位盘，12-螺栓，13-回转体构件。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明的3D打印回转体构件的矫形焊接装置如图1所示，包括芯轴1、堵盘Ⅰ4、堵盘Ⅱ8、三个支撑组件5、限位盘11、锥环6、锁紧螺母7、三个销10、螺栓12、螺母2、垫片3和波形弹性垫圈9。
如图2和图3所示，芯轴1长度根据需要焊接的回转体构件13(包括两个对接的回转体构件，待焊接部位为其对接面)的长度设定，保证芯轴1的长度大于回转体构件13的总长度。所述堵盘Ⅰ4、堵盘Ⅱ8分别同轴套装在所述芯轴1的两侧，能够沿芯轴1轴向滑动实现位置调节，使位于堵盘Ⅰ4、堵盘Ⅱ8之间的芯轴1的长度与回转体构件13的总长度一致，使两个堵盘恰好可以卡住回转体构件13的两端。堵盘Ⅰ4借助所述螺母2和垫片3固定在芯轴1上，堵盘Ⅱ8借助所述螺母2和波形弹性垫圈9固定在芯轴1上，通过堵盘Ⅰ4和堵盘Ⅱ8卡住回转体构件的轴向两端。
具体地，为了使堵盘更好可以卡住回转体构件的轴向两端，芯轴1可以设置为变直径轴，中心和两侧均存在凸台，堵盘Ⅰ4和堵盘Ⅱ8的中心穿过芯轴1，芯轴1两边边缘处的凸台直径与回转体构件两端的内径相同，堵盘Ⅰ4一侧与轴端凸台处相接触，另一侧放入垫片3，再安装螺母拧紧即可。堵盘Ⅱ8与堵盘Ⅰ4相对一侧与轴端凸台处相接触，另一侧放入波形弹性垫圈9，再安装螺母拧紧即可。
支撑组件5、限位盘11、锥环6和锁紧螺母7的位置如图4和图5所示，锥环6和限位盘11均套装在芯轴1上；三个支撑组件5为圆心角为120°的扇形体，三个扇形的支撑组件5组合成一个具有锥形中心孔的胀形盘，胀形盘锥形中心孔小端所在端面与限位盘11相接触，锥形中心孔大端所在端面朝向锥环6，锥环6的锥面与锥形中心孔滑动配合。
每个支撑组件5上均设有三个槽道，中间槽道设有销10，两侧槽道设有螺栓12，槽道方向与支撑组件5当前位置处的径向方向一致。
胀形盘固定在回转体构件13焊接对接处，通过锁紧螺母7固定在芯轴1上对回转体构件13焊接对接处进行支撑，通过胀形盘对称的支撑回转体构件，使其均匀受力，从而达到焊接矫形的作用。当中心胀形盘与回转体构件13焊接对接处相对应时，转动锥环6进而推动销10和螺栓12在槽道中滑动(销10对胀形盘径向胀开起导向作用)，改变胀形盘的直径直至对回转体构件13焊接对接处进行支撑，达到中心胀形盘对回转体构件13接口进行矫形的目的，在转动到位后，将螺栓12紧固，用于对到位后的支撑组件5进行固定。
进一步地，堵盘Ⅰ4和堵盘Ⅱ8上分布四个圆孔；支撑组件5上可以设置减重孔；限位盘11内部沿半径为45mm和75.5mm处均布三个减重孔，实现结构轻量化。
图6为本发明矫形焊接装置焊接时装配整体示意图。通过将3D打印回转体构件固定在装置上，可实现对回转体构件13对接处进行支撑，通过可活动中心胀形盘可对回转体13接口进行矫形。该装置结构简单，调节速度快，操作方便，提高了工作效率。同时可满足不同直径尺寸3D打印回转构件对接焊接需要，避免了针对不同尺寸回转体构件需独立设计矫形装置的困境，实现装置的重复使用，节约了设计、制造的成本。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种3D打印回转体构件的矫形焊接装置，其特征在于，包括芯轴(1)、堵盘Ⅰ(4)、堵盘Ⅱ(8)、锁紧螺母(7)、芯轴组件以及限位盘(11)；
其中，所述堵盘Ⅰ(4)、堵盘Ⅱ(8)分别固定在所述芯轴(1)的两侧，对回转体构件的轴向两端进行限位；
所述锁紧螺母(7)、芯轴组件以及限位盘(11)均套接在芯轴(1)上；锁紧螺母(7)与限位盘(11)分别位于芯轴组件两侧，将芯轴组件固定在回转体构件(13)焊接对接处；芯轴组件用于从内部对回转体构件(13)焊接对接处进行支撑。
2.如权利要求1所述的3D打印回转体构件的矫形焊接装置，其特征在于，所述芯轴组件包括两个以上的支撑组件(5)、锥环(6)、销(10)以及螺栓(12)；
锥环(6)套装在芯轴(1)上，两个以上的支撑组件(5)组合成一个具有锥形中心孔的胀形盘，胀形盘锥形中心孔小端所在端面与限位盘(11)相接触，锥形中心孔大端所在端面朝向锥环(6)，锥环(6)的锥面与锥形中心孔滑动配合；
每个支撑组件(5)上均设有两个以上槽道，中间槽道设有销(10)，两侧槽道设有螺栓(12)，槽道方向与支撑组件(5)当前位置处的径向方向一致；
当胀形盘与回转体构件(13)焊接对接处相对应时，转动锥环(6)进而推动销(10)和螺栓(12)在槽道中滑动，改变胀形盘的直径直至对回转体构件(13)焊接对接处进行支撑；螺栓(12)用于对到位后的支撑组件(5)进行固定。
3.如权利要求1所述的3D打印回转体构件的矫形焊接装置，其特征在于，所述芯轴(1)为变直径轴，中心和两侧均存在凸台，堵盘Ⅰ(4)和堵盘Ⅱ(8)的中心穿过芯轴(1)，芯轴(1)两边边缘处的凸台直径与回转体构件两端的内径相同，堵盘Ⅰ(4)一侧与轴端凸台处相接触，另一侧设有垫片(3)，通过螺母拧紧；堵盘Ⅱ(8)与堵盘Ⅰ(4)相对一侧与轴端凸台处相接触，另一侧设有波形弹性垫圈(9)，通过螺母拧紧。
4.如权利要求1所述的3D打印回转体构件的矫形焊接装置，其特征在于，堵盘Ⅰ(4)、堵盘Ⅱ(8)以及支持组件(5)上设有减重孔。
5.如权利要求1所述的3D打印回转体构件的矫形焊接装置，其特征在于，所述胀形盘由三个圆心角为120°的扇形支撑组件(5)组成。
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