CN115091197A - 一种电弧增材制造平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电弧增材加工技术领域的一种电弧增材制造平台，包括三轴加工台，三轴加工台的表面传动连接有升降台，升降台的表面固定安装有焊壳，焊壳的内壁转动连接有换能旋壳，换能旋壳的内壁转动连接有主轴，焊壳的周侧面分别固定安装有伺服电机和步进电机，伺服电机的输出轴端与主轴固定连接，步进电机的输出轴端与换能旋壳传动连接，主轴的周侧面固定安装有传动内轮，焊壳的内壁且对应传动内轮下方的位置安装有电磁板，换能旋壳的底面固定安装有焊丝机构。本发明通过换能旋壳、加工模块和焊丝机构的设置，使本装置能够高效完成电弧增材的制造作业，且本装置在电弧增材制造时，兼具焊丝、打磨、钻孔和铣削等多种功能。

Description

一种电弧增材制造平台

技术领域

本发明涉及电弧增材加工技术领域，具体为一种电弧增材制造平台。

背景技术

金属增材制造技术多采用直接金属激光烧结，选择性激光融化成型，选择性激光烧结，电子束熔化烧结及尚未成熟的基于熔焊方法的金属丝熔融沉积成型技术，电弧增材制造技术是一种利用电弧为热源，通过丝材的添加，在程序的控制下，根据三维数字模型由线-面-体逐渐成形出金属零件的先进数字化制造技术，它具有沉积效率高、丝材利用率高、整体制造周期短、成本低等优点，现有技术中已经出现了多种类型的电弧增材制造装置，如公开号为CN214024003U的专利文件公开了一种电弧增材制造三维滑台，该方案通过三维滑台控制机实现自动换层累加，减少了工作量，且代替人工操作，减少了手动误差，但是众所周知，在电弧增材制造成型号还需要对成型后的电弧增材进行钻孔、铣削和打磨作业，而现有的制造平台不便于进行制造功能的快速切换，基于此，本发明设计了一种电弧增材制造平台，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电弧增材制造平台，以解决上述背景技术中提出的现有电弧增材制造平台不便于进行制造功能的快速切换的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电弧增材制造平台，包括三轴加工台，所述三轴加工台的表面传动连接有升降台，所述升降台的表面固定安装有焊壳，所述焊壳的内壁转动连接有换能旋壳，所述换能旋壳的内壁转动连接有主轴，所述焊壳的周侧面分别固定安装有伺服电机和步进电机，所述伺服电机的输出轴端与主轴固定连接，所述步进电机的输出轴端与换能旋壳传动连接，所述主轴的周侧面固定安装有传动内轮，所述焊壳的内壁且对应传动内轮下方的位置安装有电磁板，所述换能旋壳的底面固定安装有焊丝机构，所述换能旋壳的表面固定安装有若干规则分布且功能各异的加工模块。

优选的，所述加工模块包括加工座，所述加工座的周侧面与换能旋壳固定连接，所述加工座的内壁转动连接有加工轴，所述加工轴的端部卡接有加工件，所述加工轴的尾端固定安装有从动套管，所述从动套管的内壁滑动连接有传动嵌柱，所述传动嵌柱的周侧面固定安装有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与从动套管的相对表面之间安装有抗拉弹簧，所述加工座的内壁滑动连接有传动座，所述传动座的背面与传动嵌柱转动连接，所述传动座的内壁转动连接有联轴，所述联轴的周侧面固定安装有与传动内轮配合的从动外轮，所述联轴的周侧面还固定安装有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，所述传动座的背面固定安装有与电磁板磁性相同的永磁体。

优选的，所述从动套管的内腔形状为正多边形，所述传动嵌柱的形状与从动套管的形状适配，所述联轴的轴线与加工轴的轴线垂直。

优选的，所述从动外轮为“工”字形结构，所述从动外轮和传动内轮的周侧面均固定设置有摩擦纹路。

优选的，所述焊丝机构包括固定于换能旋壳内壁的焊台、安装于焊台底面的CMT焊枪和与CMT焊枪配合的负压除尘管，所述焊台和负压除尘管的尾端均与三轴加工台配。

优选的，所述三轴加工台包括机台，所述机台的表面固定安装有机箱，所述机台的内壁安装有可沿横纵方向运动的成型平台，所述机台的内壁还固定安装有驱动成型平台沿横纵方向运动的驱动件，所述机台的内壁安装有竖直设置的丝杆驱动模块，所述丝杆驱动模块的周侧面与升降台传动连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过换能旋壳、加工模块和焊丝机构的设置，使本装置能够高效完成电弧增材的制造作业，且本装置在电弧增材制造时，兼具焊丝、打磨、钻孔和铣削等多种功能，且上述功能能够通过控制换能旋壳的角度进行转换，通过上述多功能及功能切换效果的实现，从而有效提高本制造平台的实用性和通用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明伺服电机和步进电机的剖面结构示意图；

图3为本发明图2中A处的局部放大结构示意图；

图4为本发明加工模块的结构示意图；

图5为本发明图4中B处的局部放大结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-机台，2-机箱，3-成型平台，4-丝杆驱动模块，5-升降台，6-焊壳，7-换能旋壳，8-主轴，9-伺服电机，10-步进电机，11-传动内轮，12-电磁板，13-加工模块，14-加工座，15-加工轴，16-加工件，17-从动套管，18-传动嵌柱，19-第一锥齿轮，20-抗拉弹簧，21-传动座，22-联轴，23-从动外轮，24-第二锥齿轮，25-永磁体，26-CMT焊枪，27-负压除尘管。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种电弧增材制造平台，包括三轴加工台，三轴加工台的表面传动连接有升降台5；

三轴加工台包括机台1，机台1的表面固定安装有机箱2，机台1的内壁安装有可沿横纵方向运动的成型平台3，机台1的内壁还固定安装有驱动成型平台3沿横纵方向运动的驱动件，驱动件可为丝杆；

机台1的内壁安装有竖直设置的丝杆驱动模块4，丝杆驱动模块4的周侧面与升降台5传动连接；

丝杆驱动模块4设置的作用在于驱动升降台5沿径向方向上下移动，丝杆驱动模块4分别包括驱动电机和驱动丝杆，驱动电机的输出轴端与驱动丝杆固定连接；

升降台5的表面固定安装有焊壳6，焊壳6的内壁转动连接有换能旋壳7，换能旋壳7的内壁转动连接有主轴8，焊壳6的周侧面分别固定安装有伺服电机9和步进电机10，伺服电机9的输出轴端与主轴8固定连接，步进电机10的输出轴端与换能旋壳7传动连接，主轴8的周侧面固定安装有传动内轮11，焊壳6的内壁且对应传动内轮11下方的位置安装有电磁板12，换能旋壳7的底面固定安装有焊丝机构，焊丝机构用于电弧增材的金属丝熔融沉积成型作业；

换能旋壳7的表面固定安装有若干规则分布且功能各异的加工模块13，具体的，本换能旋壳7上的加工模块13的数量为三个，三个加工模块13的功能分别为钻孔、铣削、打磨。

加工模块13包括加工座14，加工座14的周侧面与换能旋壳7固定连接，加工座14的内壁转动连接有加工轴15，加工轴15的端部卡接有加工件16；

依据加工功能的不同，加工件16可选为钻头、铣削刀头和打磨头；

加工轴15的尾端固定安装有从动套管17，从动套管17的内腔形状为正多边形，从动套管17的内壁滑动连接有传动嵌柱18，传动嵌柱18的形状与从动套管17的形状适配；

传动嵌柱18的周侧面固定安装有第一锥齿轮19，第一锥齿轮19与从动套管17的相对表面之间安装有抗拉弹簧20，加工座14的内壁滑动连接有传动座21，传动座21的背面与传动嵌柱18转动连接，传动座21的内壁转动连接有联轴22，联轴22的轴线与加工轴15的轴线垂直，联轴22的周侧面固定安装有与传动内轮11配合的从动外轮23，从动外轮23为“工”字形结构，联轴22的周侧面还固定安装有与第一锥齿轮19啮合的第二锥齿轮24，传动座21的背面固定安装有与电磁板12磁性相同的永磁体25，永磁体25的本质为电磁板12，电磁板12通电时产生磁性断电时失去磁性。

从动外轮23和传动内轮11的周侧面均固定设置有摩擦纹路，通过摩擦纹路的设置，从动保证传动内轮11能够对传动外轮进行有效传动。

焊丝机构包括固定于换能旋壳7内壁的焊台、安装于焊台底面的CMT焊枪26和与CMT焊枪26配合的负压除尘管27，焊台和负压除尘管27的尾端均与三轴加工台配合。

工作原理：本装置主要适用于电弧增材的加工作业，使用时，机箱2为CMT焊枪26提供动力源，机箱2同时为负压除尘管27提供负压源，且具体使用时，各个加工模块13的功能均可定制，加工模块13的工作可定制为冲孔、铣削和打磨，依据加工模块13的功能定制，在各个加工模块13上加装具有指定功能的加工件16，电弧增材焊丝成型时，CMT焊枪26工作，继而进行电弧增材的金属丝熔融沉积成型作业，当电弧增材成型完毕后，可对成型后的电弧增材进行冲孔、铣削和打磨加工，各个功能进行时，首先使具有指定功能的加工模块13运动至传动内轮11的正下方，运动完毕后，电磁板12通电产生磁性，电磁板12通电后，继而与传动座21之间产生斥力，斥力产生后，该加工模块13处的从动外轮23与传动内轮11紧密贴合，继而进行该加工模块13处加工轴15的高速驱动作业。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种电弧增材制造平台，包括三轴加工台，其特征在于：所述三轴加工台的表面传动连接有升降台(5)，所述升降台(5)的表面固定安装有焊壳(6)，所述焊壳(6)的内壁转动连接有换能旋壳(7)，所述换能旋壳(7)的内壁转动连接有主轴(8)，所述焊壳(6)的周侧面分别固定安装有伺服电机(9)和步进电机(10)，所述伺服电机(9)的输出轴端与主轴(8)固定连接，所述步进电机(10)的输出轴端与换能旋壳(7)传动连接，所述主轴(8)的周侧面固定安装有传动内轮(11)，所述焊壳(6)的内壁且对应传动内轮(11)下方的位置安装有电磁板(12)，所述换能旋壳(7)的底面固定安装有焊丝机构，所述换能旋壳(7)的表面固定安装有若干规则分布且功能各异的加工模块(13)。

2.根据权利要求1所述的一种电弧增材制造平台，其特征在于：所述加工模块(13)包括加工座(14)，所述加工座(14)的周侧面与换能旋壳(7)固定连接，所述加工座(14)的内壁转动连接有加工轴(15)，所述加工轴(15)的端部卡接有加工件(16)，所述加工轴(15)的尾端固定安装有从动套管(17)，所述从动套管(17)的内壁滑动连接有传动嵌柱(18)，所述传动嵌柱(18)的周侧面固定安装有第一锥齿轮(19)，所述第一锥齿轮(19)与从动套管(17)的相对表面之间安装有抗拉弹簧(20)，所述加工座(14)的内壁滑动连接有传动座(21)，所述传动座(21)的背面与传动嵌柱(18)转动连接，所述传动座(21)的内壁转动连接有联轴(22)，所述联轴(22)的周侧面固定安装有与传动内轮(11)配合的从动外轮(23)，所述联轴(22)的周侧面还固定安装有与第一锥齿轮(19)啮合的第二锥齿轮(24)，所述传动座(21)的背面固定安装有与电磁板(12)磁性相同的永磁体(25)。

3.根据权利要求2所述的一种电弧增材制造平台，其特征在于：所述从动套管(17)的内腔形状为正多边形，所述传动嵌柱(18)的形状与从动套管(17)的形状适配，所述联轴(22)的轴线与加工轴(15)的轴线垂直。

4.根据权利要求2所述的一种电弧增材制造平台，其特征在于：所述从动外轮(23)为“工”字形结构，所述从动外轮(23)和传动内轮(11)的周侧面均固定设置有摩擦纹路。

5.根据权利要求1所述的一种电弧增材制造平台，其特征在于：所述焊丝机构包括固定于换能旋壳(7)内壁的焊台、安装于焊台底面的CMT焊枪(26)和与CMT焊枪(26)配合的负压除尘管(27)，所述焊台和负压除尘管(27)的尾端均与三轴加工台配合。

6.根据权利要求1所述的一种电弧增材制造平台，其特征在于：所述三轴加工台包括机台(1)，所述机台(1)的表面固定安装有机箱(2)，所述机台(1)的内壁安装有可沿横纵方向运动的成型平台(3)，所述机台(1)的内壁还固定安装有驱动成型平台(3)沿横纵方向运动的驱动件，所述机台(1)的内壁安装有竖直设置的丝杆驱动模块(4)，所述丝杆驱动模块(4)的周侧面与升降台(5)传动连接。

Images