CN114211249A - 一种电弧增材与数控加工一体化的再制造成形装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属增材制造技术领域，且公开了一种电弧增材与数控加工一体化的再制造成形装置，包括底座架，所述底座架的顶端分别固定安装有第一支撑座与第二支撑座，本发明通过第一电机的工作使得第一螺纹柱进行转动，第一螺纹柱转动时会通过第一固定柱与第一滑动块的相配合使用，使得第一移动块在第一螺纹柱上移动时能够保持稳定，且第一移动块移动时能够通过第一滑动块带动第一连接块在第一通孔内部滑动，第一连接块运动带动机械手运动，这样焊枪位于加工台的上方，第二电机的转动带动第二移动块移动，第二移动块移动能够带动数控铣削加工单元位于加工台的上方，从而达到电弧增材与数控一体化制造的效果。
Description
技术领域
本发明涉及金属增材制造技术领域，具体为一种电弧增材与数控加工一体化的再制造成形装置及方法。
背景技术
增材制造是一种快速成型的工艺方法，根据增材制造热源的不同，增材制造主要分为激光增材制造、电子束增材制造、电弧增材制造。激光增材制造和电子束增材制造主要是采用金属粉末逐层熔融堆积的方式，制造出各种复杂结构的金属构件；电弧增材制造主要是采用金属丝材或者粉末逐层堆积的方式，相较于激光增材制造和电子束增材制造，电弧增材制造的成本较低，成形速度快，效率高，电弧增材的实质是微铸造，增材成形后的零件组织不够致密，金属晶粒粗细不均，有些甚至会存在裂纹、气孔、残渣等缺陷，使得成形件的机械性能不高，同时，以电弧为热源制造零件时最大的限制就是加工精度不能满足使用需求，需要对增材之后的制造材料进行二次加工，这不仅浪费了加工效率，还会增加制造材料的二次损坏，增加生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电弧增材与数控加工一体化的再制造成形装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
技术方案
本发明提供如下技术方案：一种电弧增材与数控加工一体化的再制造成形装置，包括底座架，所述底座架的顶端分别固定安装有第一支撑座与第二支撑座，所述第一支撑座的顶端固定安装有第一固定箱，所述第一固定箱的顶端固定安装有加工箱，所述第一固定箱与加工箱的相邻侧内壁均贯穿开设有第二通孔，所述加工箱的内部固定安装有加工台，所述第二支撑座的背部外侧固定安装有第一电机，所述第二支撑座的一侧内壁贯穿开设有第一通孔，所述第一通孔的内部活动安装有第一连接块，所述以连接块的一侧固定安装有机械手，所述机械手的一端活动连接有连接架夹具，所述连接架夹具内部分别活动安装有焊枪与送丝管，所述第二支撑座朝向机械手的一侧顶端固定安装有连接箱，所述连接箱的底端活动连接有数控铣削加工单元，所述数控铣削加工单元的输出轴端固定安装有主轴铣削刀具。
优选的，所述第二支撑座的内部开设有第一安装腔，所述第一安装腔的内部活动安装有第一螺纹柱，所述第一电机的输出轴端与第一螺纹柱之间固定连接，所述第一螺纹柱的外侧螺纹连接有第一移动块。
优选的，所述第一安装腔的内部固定安装有第二固定柱，所述第三固定柱的外侧活动安装有第二滑动块，所述第二滑动块的底端与第二移动块之间固定连接，所述连接箱的底端内壁贯穿开设有第一滑动槽。
优选的，所述连接箱的内部固开设有第二安装腔，所述第二安装腔的内部固定安装有第二电机，所述连接箱的内部活动安装有第二螺纹柱，所述第二电机的输出轴与第二螺纹柱之间固定连接，所述第二螺纹柱的外侧螺纹连接有第二移动块，所述第二连接块的底端贯穿通过连接箱的底端内壁与数控铣削加工单元的顶端固定连接。
优选的，所述第二安装腔的内部固定安装有第一固定柱，所述第一固定柱的外侧活动安装有第一滑动块，所述第一移动块的两侧均与第一滑动块固定连接，所述第一滑动块的另一侧与第一连接块固定连接。
优选的，所述第一固定箱的内部开设有第三安装腔，所述第三安装腔的内部固定安装有连接轴块，所述连接轴块的内部活动安装有第四螺纹柱，所述第四螺纹柱位于连接轴块两侧的表面螺纹开设方向相反，所述第四螺纹柱的外侧螺纹连接有第三移动块，每个所述第三移动块的顶端固定安装有连接杆，所述连接杆贯穿通过第二通孔。
优选的，每个所述连接杆的顶端均固定安装有安装板，每个所述安装板的顶端均固定安装有第二固定箱，所述第二固定箱的内部螺纹连接有第三螺纹柱，所述第三螺纹柱的一端外侧活动安装有限位框，所述限位框的一侧固定安装有夹板。
所述的一种电弧增材与数控加工一体化的再制造成形装置的方法，步骤如下：
步骤一：将所需电弧增材的材料放置在加工箱中的加工台上；
步骤二：并通过第一电机的工作使得第一螺纹柱转动，使得第一移动块与第一滑动块带动第一连接块与机械手至加工台的上方：
步骤三：首先通过第三螺纹柱的调节，使得增材制造材料通过相邻两个夹板进行固定，启动焊枪与送丝管对加工台上的增材制造材料进行电弧增材加工；
步骤四：在电弧加工完成之后，使用合适温度的冷却液对电弧增材材料进行降温处理；
步骤五：在降温处理完成之后，通过第一电机的工作使得第一螺纹柱转动，使得第一移动块与第一滑动块带动第一连接块与机械手远离加工台的上方，并通过第二电机的工作带动数控铣削加工单元位于增材制造材料的上方，通过数控铣削加工单元上的主轴铣削刀具对电弧增材材料进行铣切、切削或打磨，并根据电弧增材材料的实际情形进行多次重复此步骤；
步骤六：铣削结束后，增材制造完成之后，设备停止工作，将增材材料从夹板取出。
有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种电弧增材与数控加工一体化的再制造成形装置及方法，具备以下有益效果：
1、该电弧增材与数控加工一体化的再制造成形装置及方法，通过第一电机的工作使得第一螺纹柱进行转动，第一螺纹柱转动时会通过第一固定柱与第一滑动块的相配合使用，使得第一移动块在第一螺纹柱上移动时能够保持稳定，且第一移动块移动时能够通过第一滑动块带动第一连接块在第一通孔内部滑动，并通过第一连接块的运动带动机械手运动，通过机械手的运动，可以使得焊枪位于加工台的上方，并能够通过第二电机的转动带动第二移动块移动，第二移动块移动时能够带动数控铣削加工单元位于加工台的上方，从而达到电弧增材与数控一体化制造的效果。
2、该电弧增材与数控加工一体化的再制造成形装置及方法，通过将材料放置在加工台上，通过转动第四螺纹柱，第四螺纹柱转动时会通过第三移动块带动连接杆在第二通孔的内部移动，即为连接杆将会带动安装板移动，在安装板无法移动时，通过将第三螺纹柱进行转动，第三螺纹柱转动时会通过第二固定箱与限位框的配合使用带动夹板与制造材料相互接触，通过相邻两个夹板的配合使用，从而达到增材材料的稳定。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明第二支撑座后侧图；
图3为本发明第二支撑座正面内部示意图；
图4为本发明连接箱正面内部示意图；
图5为本发明第一固定箱与加工箱俯视图；
图6为本发明第一固定箱与加工箱正面示意图；
图7为本发明第一固定箱与加工箱剖视图。
图中：1-底座架、2-第一支撑座、3-第二支撑座、4-连接箱、5-第一固定箱、6-加工箱、7-第一电机、8-第一通孔、9-第一连接块、10-机械手、11-数控铣削加工单元、12-连接架夹具、13-焊枪、14-送丝管、15-第一螺纹柱、16-第一移动块、17-第一固定柱、18-第一滑动块、19-第二电机、20-第二螺纹柱、21-第二移动块、22-主轴铣削刀具、23-加工台、24-第二固定箱、25-夹板、26-第三螺纹柱、27-第二通孔、28-连接轴块、29-安装板、30-限位框、31-第四螺纹柱、32-第三移动块、33-连接杆。
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。
实施例一：
请参阅图1-图4，本发明提供一种技术方案：一种电弧增材与数控加工一体化的再制造成形装置，包括底座架1，底座架1的顶端分别固定安装有第一支撑座2与第二支撑座3，第一支撑座2的顶端固定安装有第一固定箱5，第一固定箱5的顶端固定安装有加工箱6，第一固定箱5与加工箱6的相邻侧内壁均贯穿开设有第二通孔27，加工箱6的内部固定安装有加工台23，第二支撑座3的背部外侧固定安装有第一电机7，第二支撑座3的一侧内壁贯穿开设有第一通孔8，第一通孔8的内部活动安装有第一连接块9，以连接块9的一侧固定安装有机械手10，机械手10的一端活动连接有连接架夹具12，连接架夹具12内部分别活动安装有焊枪13与送丝管14，第二支撑座3朝向机械手10的一侧顶端固定安装有连接箱4，连接箱4的底端活动连接有数控铣削加工单元11，数控铣削加工单元11的输出轴端固定安装有主轴铣削刀具22。
本实施例中，优选的，第二支撑座2的内部开设有第一安装腔，第一安装腔的内部活动安装有第一螺纹柱15，第一电机7的输出轴端与第一螺纹柱15之间固定连接，第一螺纹柱15的外侧螺纹连接有第一移动块16。
本实施例中，第一安装腔的内部固定安装有第二固定柱，第三固定柱的外侧活动安装有第二滑动块，第二滑动块的底端与第二移动块21之间固定连接，连接箱4的底端内壁贯穿开设有第一滑动槽。
本实施例中，连接箱4的内部固开设有第二安装腔，第二安装腔的内部固定安装有第二电机19，连接箱4的内部活动安装有第二螺纹柱20，第二电机19的输出轴与第二螺纹柱20之间固定连接，第二螺纹柱20的外侧螺纹连接有第二移动块21，第二连接块21的底端贯穿通过连接箱4的底端内壁与数控铣削加工单元11的顶端固定连接。
本实施例中，第二安装腔的内部固定安装有第一固定柱17，第一固定柱17的外侧活动安装有第一滑动块18，第一移动块16的两侧均与第一滑动块18固定连接，第一滑动块18的另一侧与第一连接块9固定连接。
本实施例工作原理：使用时，通过第一电机7的工作使得第一螺纹柱15进行转动，第一螺纹柱15转动时会通过第一固定柱17与第一滑动块18的相配合使用，使得第一移动块16在第一螺纹柱15上移动时能够保持稳定，且第一移动块16移动时能够通过第一滑动块18带动第一连接块9在第一通孔8内部滑动，并通过第一连接块9的运动带动机械手10运动，通过机械手10的运动，可以使得焊枪13位于加工台23的上方，并能够通过第二电机19的转动带动第二移动块21移动，第二移动块21移动时能够带动数控铣削加工单元11位于加工台23的上方，从而达到电弧增材与数控一体化制造的效果。
实施例二：
请参阅图1、图5-图7，本发明提供一种技术方案：一种电弧增材与数控加工一体化的再制造成形装置，包括底座架1，底座架1的顶端分别固定安装有第一支撑座2与第二支撑座3，第一支撑座2的顶端固定安装有第一固定箱5，第一固定箱5的顶端固定安装有加工箱6，第一固定箱5与加工箱6的相邻侧内壁均贯穿开设有第二通孔27，加工箱6的内部固定安装有加工台23，第二支撑座3的背部外侧固定安装有第一电机7，第二支撑座3的一侧内壁贯穿开设有第一通孔8，第一通孔8的内部活动安装有第一连接块9，以连接块9的一侧固定安装有机械手10，机械手10的一端活动连接有连接架夹具12，连接架夹具12内部分别活动安装有焊枪13与送丝管14，第二支撑座3朝向机械手10的一侧顶端固定安装有连接箱4，连接箱4的底端活动连接有数控铣削加工单元11，数控铣削加工单元11的输出轴端固定安装有主轴铣削刀具22。
本实施例中，第一固定箱5的内部开设有第三安装腔，第三安装腔的内部固定安装有连接轴块28，连接轴块28的内部活动安装有第四螺纹柱31，第四螺纹柱31位于连接轴块28两侧的表面螺纹开设方向相反，第四螺纹柱31的外侧螺纹连接有第三移动块32，每个第三移动块32的顶端固定安装有连接杆33，连接杆33贯穿通过第二通孔27。
本实施例中，每个连接杆33的顶端均固定安装有安装板29，每个安装板29的顶端均固定安装有第二固定箱24，第二固定箱24的内部螺纹连接有第三螺纹柱26，第三螺纹柱26的一端外侧活动安装有限位框30，限位框30的一侧固定安装有夹板25。
本实施例工作原理：使用时，通过将材料放置在加工台23上，通过转动第四螺纹柱31，第四螺纹柱31转动时会通过第三移动块32带动连接杆33在第二通孔27的内部移动，即为连接杆33将会带动安装板29移动，在安装板29无法移动时，通过将第三螺纹柱26进行转动，第三螺纹柱26转动时会通过第二固定箱24与限位框30的配合使用带动夹板25与制造材料相互接触，通过相邻两个夹板25的配合使用，从而达到增材材料的稳定。
实施例三：
一种电弧增材与数控加工一体化的再制造成形装置的方法，步骤如下：
步骤一：将所需电弧增材的材料放置在加工箱6中的加工台23上；
步骤二：并通过第一电机7的工作使得第一螺纹柱15转动，使得第一移动块16与第一滑动块18带动第一连接块9与机械手10至加工台23的上方：
步骤三：首先通过第三螺纹柱26的调节，使得增材制造材料通过相邻两个夹板25进行固定，启动焊枪13与送丝管14对加工台23上的增材制造材料进行电弧增材加工；
步骤四：在电弧加工完成之后，使用合适温度的冷却液对电弧增材材料进行降温处理；
步骤五：在降温处理完成之后，通过第一电机7的工作使得第一螺纹柱15转动，使得第一移动块16与第一滑动块18带动第一连接块9与机械手10远离加工台23的上方，并通过第二电机19的工作带动数控铣削加工单元11位于增材制造材料的上方，通过数控铣削加工单元11上的主轴铣削刀具22对电弧增材材料进行铣切、切削或打磨，并根据电弧增材材料的实际情形进行多次重复此步骤；
步骤六：铣削结束后，增材制造完成之后，设备停止工作，将增材材料从夹板25取出。
Claims (8)
1.一种电弧增材与数控加工一体化的再制造成形装置，包括底座架(1)，其特征在于：所述底座架(1)的顶端分别固定安装有第一支撑座(2)与第二支撑座(3)，所述第一支撑座(2)的顶端固定安装有第一固定箱(5)，所述第一固定箱(5)的顶端固定安装有加工箱(6)，所述第一固定箱(5)与加工箱(6)的相邻侧内壁均贯穿开设有第二通孔(27)，所述加工箱(6)的内部固定安装有加工台(23)，所述第二支撑座(3)的背部外侧固定安装有第一电机(7)，所述第二支撑座(3)的一侧内壁贯穿开设有第一通孔(8)，所述第一通孔(8)的内部活动安装有第一连接块(9)，所述以连接块(9)的一侧固定安装有机械手(10)，所述机械手(10)的一端活动连接有连接架夹具(12)，所述连接架夹具(12)内部分别活动安装有焊枪(13)与送丝管(14)，所述第二支撑座(3)朝向机械手(10)的一侧顶端固定安装有连接箱(4)，所述连接箱(4)的底端活动连接有数控铣削加工单元(11)，所述数控铣削加工单元(11)的输出轴端固定安装有主轴铣削刀具(22)。
2.根据权利要求1所述的一种电弧增材与数控加工一体化的再制造成形装置，其特征在于：所述第二支撑座(2)的内部开设有第一安装腔，所述第一安装腔的内部活动安装有第一螺纹柱(15)，所述第一电机(7)的输出轴端与第一螺纹柱(15)之间固定连接，所述第一螺纹柱(15)的外侧螺纹连接有第一移动块(16)。
3.根据权利要求2所述的一种电弧增材与数控加工一体化的再制造成形装置，其特征在于：所述第一安装腔的内部固定安装有第二固定柱，所述第三固定柱的外侧活动安装有第二滑动块，所述第二滑动块的底端与第二移动块(21)之间固定连接，所述连接箱(4)的底端内壁贯穿开设有第一滑动槽。
4.根据权利要求1所述的一种电弧增材与数控加工一体化的再制造成形装置，其特征在于：所述连接箱(4)的内部固开设有第二安装腔，所述第二安装腔的内部固定安装有第二电机(19)，所述连接箱(4)的内部活动安装有第二螺纹柱(20)，所述第二电机(19)的输出轴与第二螺纹柱(20)之间固定连接，所述第二螺纹柱(20)的外侧螺纹连接有第二移动块(21)，所述第二连接块(21)的底端贯穿通过连接箱(4)的底端内壁与数控铣削加工单元(11)的顶端固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种电弧增材与数控加工一体化的再制造成形装置，其特征在于：所述第二安装腔的内部固定安装有第一固定柱(17)，所述第一固定柱(17)的外侧活动安装有第一滑动块(18)，所述第一移动块(16)的两侧均与第一滑动块(18)固定连接，所述第一滑动块(18)的另一侧与第一连接块(9)固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种电弧增材与数控加工一体化的再制造成形装置，其特征在于：所述第一固定箱(5)的内部开设有第三安装腔，所述第三安装腔的内部固定安装有连接轴块(28)，所述连接轴块(28)的内部活动安装有第四螺纹柱(31)，所述第四螺纹柱(31)位于连接轴块(28)两侧的表面螺纹开设方向相反，所述第四螺纹柱(31)的外侧螺纹连接有第三移动块(32)，每个所述第三移动块(32)的顶端固定安装有连接杆(33)，所述连接杆(33)贯穿通过第二通孔(27)。
7.根据权利要求6所述的一种电弧增材与数控加工一体化的再制造成形装置，其特征在于：每个所述连接杆(33)的顶端均固定安装有安装板(29)，每个所述安装板(29)的顶端均固定安装有第二固定箱(24)，所述第二固定箱(24)的内部螺纹连接有第三螺纹柱(26)，所述第三螺纹柱(26)的一端外侧活动安装有限位框(30)，所述限位框(30)的一侧固定安装有夹板(25)。
8.根据权利要求1所述的一种电弧增材与数控加工一体化的再制造成形装置的方法，其特征在于，步骤如下：
步骤一：将所需电弧增材的材料放置在加工箱(6)中的加工台(23)上；
步骤二：并通过第一电机(7)的工作使得第一螺纹柱(15)转动，使得第一移动块(16)与第一滑动块(18)带动第一连接块(9)与机械手(10)至加工台(23)的上方：
步骤三：首先通过第三螺纹柱(26)的调节，使得增材制造材料通过相邻两个夹板(25)进行固定，启动焊枪(13)与送丝管(14)对加工台(23)上的增材制造材料进行电弧增材加工；
步骤四：在电弧加工完成之后，使用合适温度的冷却液对电弧增材材料进行降温处理；
步骤五：在降温处理完成之后，通过第一电机(7)的工作使得第一螺纹柱(15)转动，使得第一移动块(16)与第一滑动块(18)带动第一连接块(9)与机械手(10)远离加工台(23)的上方，并通过第二电机(19)的工作带动数控铣削加工单元(11)位于增材制造材料的上方，通过数控铣削加工单元(11)上的主轴铣削刀具(22)对电弧增材材料进行铣切、切削或打磨，并根据电弧增材材料的实际情形进行多次重复此步骤；
步骤六：铣削结束后，增材制造完成之后，设备停止工作，将增材材料从夹板(25)取出。
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