CN111745262A - 一种可用于侧向送丝增材制造的万向旋转送丝装置以及工艺 - Google Patents

一种可用于侧向送丝增材制造的万向旋转送丝装置以及工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可用于侧向送丝增材制造的万向旋转送丝装置以及工艺，包括集成旋转装置，所述集成旋转装置的内部贯穿有焊枪，所述焊枪的底部表面套设有安装架，所述安装架的底部侧边安装有微调装置，微调装置的底端安装有送丝嘴，所述焊枪的底部设置有基板，基板的表面设置有等离子成型制造层，等离子成型制造层与焊枪的底端面存在间距；送丝装置、安装架、微调装置与送丝嘴可实现同步实时旋转，成形过程中随着成形方向变化角度实时变化，实时保持拉丝状态且夹角一致；万向旋转送丝装置，可对送丝嘴与焊枪之间的夹角进行调节，万向旋转送丝装置与焊枪同轴，可实现在前进方向的竖直面上，增材制造过程中送丝嘴与焊枪的夹角始终保持一致。

Description

一种可用于侧向送丝增材制造的万向旋转送丝装置以及工艺
技术领域
本发明属于弧焊增材制造技术领域，具体涉及一种可用于侧向送丝增材制造的万向旋转送丝装置。
背景技术
目前弧焊增材制造越来越普遍，低成本增材制造；弧焊增材制造电源采用气保焊甚至CMT，均为同轴送丝。
增材制造材质受限，尤其是钛合金、镁合金等难以成形或性能极差，熔化极电流不稳定，性能低于激光成形同时波动较大，氩弧/等离子/电子束均为侧向送丝，增材制造过程不同于焊接过程，会在不同方向运行，若送丝方向和角度唯一，打印性能各向异性或无法成行；若以激光、电子束等作为热源，增材制造成本较高；若以气保焊机作为热源，成形参数不稳定，成形性能较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可用于侧向送丝增材制造的万向旋转送丝装置以及工艺，以解决上述背景技术中提出的增材制造材质受限，尤其是钛合金、镁合金等难以成形或性能极差，熔化极电流不稳定，性能低于激光成形同时波动较大，氩弧/等离子/电子束为侧向送丝，增材制造过程不同于焊接过程，会在不同方向运行，若送丝方向和角度唯一，打印性能各向异性或无法成行；若以激光、电子束等作为热源，增材制造成本较高；若以气保焊机作为热源，成形参数不稳定，成形性能较差的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可用于侧向送丝增材制造的万向旋转送丝装置，包括集成旋转装置，所述集成旋转装置的内部贯穿有焊枪，所述焊枪的底部表面套设有安装架，所述安装架的底部侧边安装有微调装置，所述微调装置的底端安装有送丝嘴，所述焊枪的底部设置有基板。
优选的，所述基板的表面设置有等离子成型制造层，所述等离子成型制造层与焊枪的底端面存在间距。
优选的，所述送丝嘴呈倾斜状设置，所述送丝嘴的底端与等离子成型制造层的表面存在固定范围间距。
优选的，所述焊枪轴向不旋转，与所述集成旋转装置、安装架、微调装置与送丝嘴可实现同步实时绕焊枪轴心旋转。
本发明还提供一种可用于侧向送丝增材制造的万向旋转送丝工艺：
a、该工艺结合万向旋转送丝装置，在前进方向的竖直面上，对送丝嘴与焊枪之间的夹角进行实时调节；万向旋转送丝装置与焊枪同轴，可实现增材制造过程中送丝嘴与焊枪的夹角始终保持一致；
b、在增材制造过程中，送丝嘴始终保持侧向在前送丝；即沿着焊枪的运动方向，送丝嘴始终在焊枪的前方送丝；
c、运动轨迹为向量b，上一方向运动轨迹为向量a，运动轨迹方向变化的角度就是向量a和向量b的夹角θ，万向旋转送丝装置也转动一个角度θ。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.送丝装置可实时旋转，成形过程中随着方向变化，实时保持拉丝状态且夹角一致；
2.该工艺结合万向旋转送丝装置，可对送丝嘴与焊枪之间的夹角进行调节，万向旋转送丝装置与焊枪同轴，可实现增材制造过程中送丝嘴与焊枪的夹角始终保持一致，该工艺结合万向旋转送丝装置，可实现增材制造过程中，送丝嘴始终保持侧向在前送丝，即沿着焊枪的运动前进方向，送丝嘴始终在焊枪的前方送丝。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的正视图；
图3为本发明的运动轨迹图；
图中：1、焊枪；2、安装架；3、微调装置；4、基板；5、等离子成型制造层；6、集成旋转装置；7、送丝嘴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
实施例1
请参阅图1至图3，本发明提供一种技术方案：一种可用于侧向送丝增材制造的万向旋转送丝装置，包括集成旋转装置6，集成旋转装置6的内部贯穿有焊枪1，焊枪1的底部表面套设有安装架2，安装架2的底部侧边安装有微调装置3，微调装置3的底端安装有送丝嘴7，焊枪1的底部设置有基板4。
本实施例中，优选的，基板4的表面设置有等离子成型制造层5，等离子成型制造层5与焊枪1的底端面存在间距。
本实施例中，优选的，送丝嘴7呈倾斜状设置，送丝嘴7的底端与等离子成型制造层5的表面相接触。
本实施例中，优选的，焊枪1轴向不旋转，与所述集成旋转装置6、安装架2、微调装置3与送丝嘴7可实现同步实时绕焊枪轴心旋转，成形过程中随着成形方向变化角度实时变化，实时保持拉丝状态且夹角一致。
本发明还提供一种可用于侧向送丝增材制造的万向旋转送丝工艺：
该工艺结合万向旋转送丝装置，对送丝嘴7与焊枪1之间的夹角进行调节；万向旋转送丝装置与焊枪1同轴，可实现增材制造过程中送丝嘴与焊枪1的夹角始终保持一致；
b、在增材制造过程中，送丝嘴7始终保持侧向在前送丝；即沿着焊枪1的运动方向，送丝嘴7始终在焊枪1的前方送丝；
c、运动轨迹为向量b，上一方向运动轨迹为向量a，运动轨迹方向变化的角度就是向量a和向量b的夹角θ，万向旋转送丝装置也转动一个角度θ。
实施例2
请参阅图1至图3，本发明提供一种技术方案：一种可用于侧向送丝增材制造的万向旋转送丝装置，包括集成旋转装置6，集成旋转装置6的内部贯穿有焊枪1，焊枪1的底部表面套设有安装架2，安装架2的底部侧边安装有微调装置3，微调装置3的底端安装有送丝嘴7，焊枪1的底部设置有基板4。
本实施例中，优选的，基板4的表面设置有等离子成型制造层5，等离子成型制造层5与焊枪1的底端面存在间距。
本实施例中，优选的，送丝嘴7呈倾斜状设置，送丝嘴7的底端与等离子成型制造层5的表面相接触。
本实施例中，优选的，焊枪1轴向不旋转，与所述集成旋转装置6、安装架2、微调装置3与送丝嘴7可实现同步实时绕焊枪轴心旋转，成形过程中随着成形方向变化角度实时变化，实时保持拉丝状态且夹角一致。
本发明还提供一种可用于侧向送丝增材制造的万向旋转送丝工艺：
a、该工艺结合万向旋转送丝装置，对送丝嘴7与焊枪1之间的夹角进行调节；万向旋转送丝装置与焊枪1同轴，可实现增材制造过程中送丝嘴与焊枪1的夹角始终保持一致；
b、在增材制造过程中，送丝嘴7始终保持侧向在前送丝；即沿着焊枪1的运动方向，送丝嘴7始终在焊枪1的前方送丝；
c、运动轨迹为向量b，上一方向运动轨迹为向量a，运动轨迹方向变化的角度就是向量a和向量b的夹角θ，万向旋转送丝装置也转动一个角度θ。
该装置包括运动点A、B、C、D；其中从A点起始到D点结束；分为三段，定义为向量AB、向量BC，向量CD；向量AB和向量BC的夹角为θ1＝70°，向量BC和向量CD的夹角为θ2＝30°。
本发明的工作原理及使用流程：本发明在使用时，参照图1，通过焊枪1将送丝嘴7送出的材料打印纸基板4上，参照图3，当打印完AB段后，焊枪1通过集成旋转装置6将自身的运动轨迹逆时针旋转70°转变为BC段，万向旋转送丝装置逆时针旋转70°，保持送丝嘴7侧向在前送丝，当打印完BC段后，焊枪1运动轨迹顺时针旋转30°转变为CD段，万向旋转送丝装置顺时针旋转30°，保持送丝嘴7侧向在前送丝；
其中，运动轨迹为向量b，上一方向运动轨迹为向量a；定义运动轨迹方向变化的角度为向量a和向量b的夹角θ。送丝嘴转动的角度θ’，θ’＝万向旋转送丝装置，且旋转方向一致；
通过万向旋转送丝装置艺实现送丝嘴转动角度θ’，保证送丝嘴始终维持侧向在前送丝。
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 (5)

1.一种可用于侧向送丝增材制造的万向旋转送丝装置，包括集成旋转装置(6)，其特征在于：所述集成旋转装置(6)的核心部件为旋转轴承与电机，内部贯穿有焊枪(1)，焊枪轴向不运动，旋转装置(6)与安装架(2)连接并固定，可实现无限制旋转，所述焊枪(1)的底部表面套设有安装架(2)，所述安装架(2)的底部侧边安装有微调装置(3)，所述微调装置(3)的底端安装有送丝嘴(7)，所述焊枪(1)的底部设置有基板(4)。
2.根据权利要求1所述的一种可用于侧向送丝增材制造的万向旋转送丝装置，其特征在于：所述基板(4)的表面设置有等离子成型制造层(5)，所述等离子成型制造层(5)与焊枪(1)的底端面存在间距。
3.根据权利要求2所述的一种可用于侧向送丝增材制造的万向旋转送丝装置，其特征在于：所述送丝嘴(7)呈倾斜状设置，所述送丝嘴(7)的底端与等离子成型制造层(5)的表面相存在固定范围间距。
4.根据权利要求1所述的一种可用于侧向送丝增材制造的万向旋转送丝装置，其特征在于：所述焊枪(1)轴向不旋转，与所述集成旋转装置(6)、安装架(2)、微调装置(3)与送丝嘴(7)可实现同步实时绕焊枪轴心旋转。
5.根据权利要求1所述的一种可用于侧向送丝增材制造的万向旋转送丝工艺，其特征在于：
a、该工艺结合万向旋转送丝装置，在前进方向的竖直面上，对送丝嘴(7)与焊枪(1)之间的夹角进行调节；万向旋转送丝装置与焊枪(1)同轴，在前进方向的竖直面上，可实现增材制造过程中送丝嘴与焊枪的夹角始终保持一致；
b、在增材制造过程中，送丝嘴(7)始终保持侧向在前送丝；即沿着焊枪(1)的运动方向，送丝嘴(7)始终在焊枪(1)的前方送丝，保持成形过程处于拉丝状态；
c、运动轨迹为向量b，上一方向运动轨迹为向量a，运动轨迹方向变化的角度就是向量a和向量b的夹角θ，万向旋转送丝装置也转动一个角度θ。
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