CN116575024B - 一种金属表面改性处理用激光熔覆设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金属表面改性处理用激光熔覆设备，包括机架、三爪卡盘和激光熔覆设备本体，所述机架的上端两侧分别设置有三爪卡盘和锁定杆，所述锁定杆的侧面与电动推杆相连接，所述机架的台面内部设置有移动机构，所述移动机构的外侧设置有机械臂，所述机械臂的一端设置有激光熔覆设备本体，所述机架的外侧设置有气泵，所述气泵的两端分别设置有进气收集机构和排气聚集机构；在激光熔覆的过程中排气聚集机构会和工件的侧面接触，部分气体会沿着工件的表面进行移动，气体流动方向与工件的转动方向相反，所以沿着工件表面流动的气体会阻止由于工件转动向外发生滑动的原材料的流失，从而增加对原材料的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及激光熔覆技术领域，具体为一种金属表面改性处理用激光熔覆设备。
背景技术
激光熔覆亦称激光熔敷或激光包覆，是一种新的表面改性技术，它通过在基材表面添加熔覆材料，并利用高能密度的激光束使之与基材表面薄层一起熔凝的方法，在基层表面形成冶金结合的添料熔覆层，圆柱形的工件相比于一般的工件其表面具有弧度，所以一般的激光熔覆设备在对柱形工件进行激光熔覆时有一些缺点，比如：
一般的激光熔覆设备在对柱形工件进行激光熔覆时，由于柱形工件的表面具有一定的弧度，所以易发生原材料向下滑动，致使激光熔覆的效果较差，同时会造成原材料的浪费，而一般的激光熔覆设备再进行使用时很难抑制原材料向下滑动，当原材料发生向下滑动时不可以对原材料进行收集来降低原材料的损失，当进行激光熔覆时会产生粉尘，而一般的激光熔覆设备很难对激光熔覆产生的粉尘进行收集，从而易对施工人员造成危害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金属表面改性处理用激光熔覆设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种金属表面改性处理用激光熔覆设备，包括机架、三爪卡盘和激光熔覆设备本体，所述机架的上端两侧分别设置有三爪卡盘和锁定杆，所述锁定杆的侧面与电动推杆相连接，所述机架的台面内部设置有移动机构，所述移动机构的外侧设置有机械臂，所述机械臂的一端设置有激光熔覆设备本体，所述机架的外侧设置有气泵，所述气泵的两端分别设置有进气收集机构和排气聚集机构，当装置在进行使用时，利用三爪卡盘来对圆柱形工件进行夹持固定，然后电动推杆推动锁定杆进行移动，从而对工件进行夹持，移动机构可以带动机械臂进行移动，从而对机械臂和激光熔覆设备本体的位置进行调整，然后机械臂会再次对激光熔覆设备本体的位置进行调整，从而便于激光熔覆设备本体对工件进行加工，在激光熔覆的过程中排气聚集机构会和工件的侧面接触，部分气体会沿着工件的表面进行移动，气体流动方向与工件的转动方向相反，所以沿着工件表面流动的气体会阻止由于工件转动向外发生滑动的原材料的流失，从而增加对原材料的利用率，而大部分的气体会与工件接触后在工件的导向作用下向上进行移动，从而在熔覆过程中在加工位置的上方形成高速流动的气体层，进而便于对激光熔覆产生的尾气和粉尘进行收集，之后随着进气收集机构进行移动，从而实现气体的循环流动，并且从排气聚集机构内喷出的气体中会含有附带电荷的粉尘，由于喷出的粉尘之间附带同种电荷，所以会使得粉尘再气体中分布的更加均匀，同时附带静电的粉尘会对气体中的粉尘进行吸引，增加装置对气体中的粉尘的吸收效果。
进一步的，所述排气聚集机构包括排气管和排气道，所述排气管与气泵相连接，所述排气管的另一端与排气道相连接，所述排气道设置在机架的台面上端，所述排气道的内部下端设置有搅拌机构，当装置在进行使用时，气泵会带动气体进行流动，从而是的气体从进气收集机构内流入到排气聚集机构的内部，从而通过排气聚集机构将气体排出到外界，而气体会排出时会依次通过排气管和排气道，当气体在经过排气道时会推动搅拌机构进行转动，当搅拌机构进行转动时会推动气体向两侧移动，从而使得排气道内的气体与粉尘分布的更加均匀，同时当搅拌机构进行转动时会产生静电，从而是的与排气道接触的粉尘附带上同种电荷，进一步使得粉尘分布的更加均匀，同时当粉尘随着气体进行循环流动时，由于粉尘附带静电，所以不仅可以利用高速流动的气体来对激光熔覆产生的粉尘进行收集，还可以利用静电来对空气中的粉尘的吸附力，进一步增加装置对空气中粉尘的吸附效果。
进一步的，所述搅拌机构包括支撑轴、固定轴和固定叶片，所述支撑轴设置在排气道的底部，所述支撑轴的外侧套设有固定轴，所述固定轴的外侧等角度设置有固定叶片，当排气道内的气体向外进行流动时会带动固定叶片进行移动，当固定叶片进行移动时会带动固定轴进行转动，当固定轴和固定叶片进行转动时会带动气体向两侧移动，从而使得排气道内的气体和粉尘分布的更加均匀，当固定轴进行转动时支撑轴会对其进行限位，从而保证固定轴的平稳运转，当固定轴进行转动时会不断的与支撑轴进行摩擦，从而使得支撑轴和固定轴附带上静电，而固定轴表面的静电会传递给固定叶片，从而使得与固定轴和固定叶片接触的粉尘附带上同种电荷，进而使得粉尘在排气道的内部分布的更加均匀。
进一步的，所述排气道的排气端呈倾斜状，排气道的排气端口上下两侧分别滑动设置有导流板，通过移动上下两侧的导流板可以调节排气道的开口大小，从而保证气体的压力，使得气体可以循环流动，同时通过单独的移动导流板，可以调节气体从排气道内排出的方向，调节气体的流动轨迹。
进一步的，所述进气收集机构包括收集道和进气管，所述收集道设置在机架的台面上端，所述收集道的开口朝上，所述收集道的上端呈喇叭状，所述进气管的内部分别设置有过滤结构和收集机构，所述过滤结构设置在收集机构的上方，由于收集道的上端呈喇叭状，所以便于对气体以及粉尘进行收集。
进一步的，所述过滤结构包括固定柱、固定环、翼片和过滤孔，所述固定柱螺纹设置在机架的内部，所述固定柱的侧面转动设置有固定环，所述固定环的外侧设置有若干个呈螺旋状的翼片，所述固定柱的内部均匀分布有过滤孔，当气体顺着收集道向下流动会进入到进气管的内部，然后气体会与固定环相接触，而固定环的表面设置有翼片，从而会使得气体沿着翼片进行移动，从而增加气体与翼片其它侧的接触，当气体与翼片接触时会带动翼片进行移动，从而使得固定环进行转动，从而对固定环的角度进行调整，过滤孔可以对较大的粉尘进行过滤，从而使得较大的粉尘在重力作用下向下移动，实现对粉尘的收集，而较小的粉尘会随着气体进行流动，增加装置对空气中粉尘的吸收效果，同时会对激光熔覆的材料进行补充，增加激光熔覆的效果。
进一步的，所述收集机构包括限位板和收集槽，所述限位板呈倾斜状对称设置在进气管的内部，所述限位板设置在过滤结构的下方，所述收集槽设置在限位板的下方，所述收集槽嵌入式安装在机架的内部，在进气管内向下移动的粉尘会通过限位板向下移动进入到收集槽的内部，从而实现对粉尘的收集，由于限位板呈向下的倾斜状，所以收集槽不会阻碍粉尘向下移动，反而可以避免收集槽内的粉尘向上移动。
进一步的，所述移动机构包括丝杆和电动机，所述丝杆转动设置在机架的台面内部，所述丝杆的外侧转动螺纹设置有机械臂，所述机械臂与机架为滑动连接，所述丝杆的外侧设置有电动机，所述电动机设置在机架的侧面，当装置在进行使用时，电动机会带动丝杆进行转动，当丝杆进行转动时，由于丝杆和机械臂为螺纹连接，而机架会对机械臂进行限位，所以机械臂会进行左右移动，从而对机械臂的位置进行调整。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：当装置在进行使用时，利用三爪卡盘来对圆柱形工件进行夹持固定，然后电动推杆推动锁定杆进行移动，从而对工件进行夹持，移动机构可以带动机械臂进行移动，从而对机械臂和激光熔覆设备本体的位置进行调整，然后机械臂会再次对激光熔覆设备本体的位置进行调整，从而便于激光熔覆设备本体对工件进行加工，在激光熔覆的过程中排气聚集机构会和工件的侧面接触，部分气体会沿着工件的表面进行移动，气体流动方向与工件的转动方向相反，所以沿着工件表面流动的气体会阻止由于工件转动向外发生滑动的原材料的流失，从而增加对原材料的利用率，而大部分的气体会与工件接触后在工件的导向作用下向上进行移动，从而在熔覆过程中在加工位置的上方形成高速流动的气体层，进而便于对激光熔覆产生的尾气和粉尘进行收集，之后随着进气收集机构进行移动，从而实现气体的循环流动，并且从排气聚集机构内喷出的气体中会含有附带电荷的粉尘，由于喷出的粉尘之间附带同种电荷，所以会使得粉尘再气体中分布的更加均匀，同时附带静电的粉尘会对气体中的粉尘进行吸引，增加装置对气体中的粉尘的吸收效果。
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。在附图中：
图1是本发明的整体立体结构示意图；
图2是本发明的整体正剖视结构示意图；
图3是本发明的机架内部侧剖视结构示意图；
图4是本发明的排气道侧剖视结构示意图；
图5是本发明的排气道俯剖视结构示意图；
图6是本发明的固定柱侧剖视结构示意图；
图7是排气道内气体流动示意图；
图8是机架台面气体流动示意图。
图中：1、机架；2、三爪卡盘；3、电动推杆；4、锁定杆；5、机械臂；6、激光熔覆设备本体；7、气泵；8、排气管；9、排气道；10、支撑轴；11、固定轴；12、固定叶片；13、导流板；14、收集道；15、进气管；16、固定柱；17、固定环；18、翼片；19、过滤孔；20、限位板；21、收集槽；22、丝杆；23、电动机。
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。
如图1、图2和图8所示，本发明提供技术方案：一种金属表面改性处理用激光熔覆设备，包括机架1、三爪卡盘2和激光熔覆设备本体6，机架1的上端两侧分别设置有三爪卡盘2和锁定杆4，锁定杆4的侧面与电动推杆3相连接，机架1的台面内部设置有移动机构，移动机构的外侧设置有机械臂5，机械臂5的一端设置有激光熔覆设备本体6，机架1的外侧设置有气泵7，气泵7的两端分别设置有进气收集机构和排气聚集机构，当装置在进行使用时，利用三爪卡盘2来对圆柱形工件进行夹持固定，然后电动推杆3推动锁定杆4进行移动，从而对工件进行夹持，移动机构可以带动机械臂5进行移动，从而对机械臂5和激光熔覆设备本体6的位置进行调整，然后机械臂5会再次对激光熔覆设备本体6的位置进行调整，从而便于激光熔覆设备本体对工件进行加工，在激光熔覆的过程中排气聚集机构会和工件的侧面接触，部分气体会沿着工件的表面进行移动，气体流动方向与工件的转动方向相反，所以沿着工件表面流动的气体会阻止由于工件转动向外发生滑动的原材料的流失，从而增加对原材料的利用率，而大部分的气体会与工件接触后在工件的导向作用下向上进行移动，从而在熔覆过程中在加工位置的上方形成高速流动的气体层，进而便于对激光熔覆产生的尾气和粉尘进行收集，之后随着进气收集机构进行移动，从而实现气体的循环流动，并且从排气聚集机构内喷出的气体中会含有附带电荷的粉尘，由于喷出的粉尘之间附带同种电荷，所以会使得粉尘再气体中分布的更加均匀，同时附带静电的粉尘会对气体中的粉尘进行吸引，增加装置对气体中的粉尘的吸收效果。
如图3、图4、图5和图7所示，排气聚集机构包括排气管8和排气道9，排气管8与气泵7相连接，排气管8的另一端与排气道9相连接，排气道9设置在机架1的台面上端，排气道9的内部下端设置有搅拌机构，当装置在进行使用时，气泵7会带动气体进行流动，从而是的气体从进气收集机构内流入到排气聚集机构的内部，从而通过排气聚集机构将气体排出到外界，而气体会排出时会依次通过排气管8和排气道9，当气体在经过排气道9时会推动搅拌机构进行转动，当搅拌机构进行转动时会推动气体向两侧移动，从而使得排气道9内的气体与粉尘分布的更加均匀，同时当搅拌机构进行转动时会产生静电，从而是的与排气道9接触的粉尘附带上同种电荷，进一步使得粉尘分布的更加均匀，同时当粉尘随着气体进行循环流动时，由于粉尘附带静电，所以不仅可以利用高速流动的气体来对激光熔覆产生的粉尘进行收集，还可以利用静电来对空气中的粉尘的吸附力，进一步增加装置对空气中粉尘的吸附效果。
搅拌机构包括支撑轴10、固定轴11和固定叶片12，支撑轴10设置在排气道9的底部，支撑轴10的外侧套设有固定轴11，固定轴11的外侧等角度设置有固定叶片12，当排气道9内的气体向外进行流动时会带动固定叶片12进行移动，当固定叶片12进行移动时会带动固定轴11进行转动，当固定轴11和固定叶片12进行转动时会带动气体向两侧移动，从而使得排气道9内的气体和粉尘分布的更加均匀，当固定轴11进行转动时支撑轴10会对其进行限位，从而保证固定轴11的平稳运转，当固定轴11进行转动时会不断的与支撑轴10进行摩擦，从而使得支撑轴10和固定轴11附带上静电，而固定轴11表面的静电会传递给固定叶片12，从而使得与固定轴11和固定叶片12接触的粉尘附带上同种电荷，进而使得粉尘在排气道9的内部分布的更加均匀。
排气道9的排气端呈倾斜状，排气道9的排气端口上下两侧分别滑动设置有导流板13，通过移动上下两侧的导流板13可以调节排气道9的开口大小，从而保证气体的压力，使得气体可以循环流动，同时通过单独的移动导流板13，可以调节气体从排气道9内排出的方向，调节气体的流动轨迹。
进气收集机构包括收集道14和进气管15，收集道14设置在机架1的台面上端，收集道14的开口朝上，收集道14的上端呈喇叭状，进气管15的内部分别设置有过滤结构和收集机构，过滤结构设置在收集机构的上方，由于收集道14的上端呈喇叭状，所以便于对气体以及粉尘进行收集。
如图6所示，过滤结构包括固定柱16、固定环17、翼片18和过滤孔19，固定柱16螺纹设置在机架1的内部，固定柱16的侧面转动设置有固定环17，固定环17的外侧设置有若干个呈螺旋状的翼片18，固定柱16的内部均匀分布有过滤孔19，当气体顺着收集道14向下流动会进入到进气管15的内部，然后气体会与固定环17相接触，而固定环17的表面设置有翼片18，从而会使得气体沿着翼片18进行移动，从而增加气体与翼片18其它侧的接触，当气体与翼片18接触时会带动翼片18进行移动，从而使得固定环17进行转动，从而对固定环17的角度进行调整，过滤孔19可以对较大的粉尘进行过滤，从而使得较大的粉尘在重力作用下向下移动，实现对粉尘的收集，而较小的粉尘会随着气体进行流动，增加装置对空气中粉尘的吸收效果，同时会对激光熔覆的材料进行补充，增加激光熔覆的效果。
收集机构包括限位板20和收集槽21，限位板20呈倾斜状对称设置在进气管15的内部，限位板20设置在过滤结构的下方，收集槽21设置在限位板20的下方，收集槽21嵌入式安装在机架1的内部，在进气管15内向下移动的粉尘会通过限位板20向下移动进入到收集槽21的内部，从而实现对粉尘的收集，由于限位板20呈向下的倾斜状，所以收集槽21不会阻碍粉尘向下移动，反而可以避免收集槽21内的粉尘向上移动。
移动机构包括丝杆22和电动机23，丝杆22转动设置在机架1的台面内部，丝杆22的外侧转动螺纹设置有机械臂5，机械臂5与机架1为滑动连接，丝杆22的外侧设置有电动机23，电动机23设置在机架1的侧面，当装置在进行使用时，电动机23会带动丝杆22进行转动，当丝杆22进行转动时，由于丝杆22和机械臂5为螺纹连接，而机架1会对机械臂5进行限位，所以机械臂5会进行左右移动，从而对机械臂5的位置进行调整。
本发明的工作原理：当装置在进行使用时，利用三爪卡盘2来对圆柱形工件进行夹持固定，然后电动推杆3推动锁定杆4进行移动，从而对工件进行夹持，移动机构可以带动机械臂5进行移动，从而对机械臂5和激光熔覆设备本体6的位置进行调整，然后机械臂5会再次对激光熔覆设备本体6的位置进行调整，在激光熔覆的过程中排气聚集机构会和工件的侧面接触，部分气体会沿着工件的表面进行移动，气体流动方向与工件的转动方向相反，所以沿着工件表面流动的气体会阻止由于工件转动向外发生滑动的原材料的流失，从而增加对原材料的利用率，而大部分的气体会与工件接触后在工件的导向作用下向上进行移动，从而在熔覆过程中在加工位置的上方形成高速流动的气体层，进而便于对激光熔覆产生的尾气和粉尘进行收集，之后随着进气收集机构进行移动，从而实现气体的循环流动。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (4)
1.一种金属表面改性处理用激光熔覆设备，包括机架(1)、三爪卡盘(2)和激光熔覆设备本体(6)，其特征在于：所述机架(1)的上端两侧分别设置有三爪卡盘(2)和锁定杆(4)，所述锁定杆(4)的侧面与电动推杆(3)相连接，所述机架(1)的台面内部设置有移动机构，所述移动机构的外侧设置有机械臂(5)，所述机械臂(5)的一端设置有激光熔覆设备本体(6)，所述机架(1)的外侧设置有气泵(7)，所述气泵(7)的两端分别设置有进气收集机构和排气聚集机构；
所述排气聚集机构包括排气管(8)和排气道(9)，所述排气管(8)与气泵(7)相连接，所述排气管(8)的另一端与排气道(9)相连接，所述排气道(9)设置在机架(1)的台面上端，所述排气道(9)的内部下端设置有搅拌机构；
所述搅拌机构包括支撑轴(10)、固定轴(11)和固定叶片(12)，所述支撑轴(10)设置在排气道(9)的底部，所述支撑轴(10)的外侧套设有固定轴(11)，所述固定轴(11)的外侧等角度设置有固定叶片(12)；
所述进气收集机构包括收集道(14)和进气管(15)，所述收集道(14)设置在机架(1)的台面上端，所述收集道(14)的开口朝上，所述收集道(14)的上端呈喇叭状，所述进气管(15)的内部分别设置有过滤结构和收集机构，所述过滤结构设置在收集机构的上方；
所述过滤结构包括固定柱(16)、固定环(17)、翼片(18)和过滤孔(19)，所述固定柱(16)螺纹设置在机架(1)的内部，所述固定柱(16)的侧面转动设置有固定环(17)，所述固定环(17)的外侧设置有若干个呈螺旋状的翼片(18)，所述固定柱(16)的内部均匀分布有过滤孔(19)。
2.根据权利要求1所述的一种金属表面改性处理用激光熔覆设备，其特征在于：所述排气道(9)的排气端呈倾斜状，排气道(9)的排气端口上下两侧分别滑动设置有导流板(13)。
3.根据权利要求1所述的一种金属表面改性处理用激光熔覆设备，其特征在于：所述收集机构包括限位板(20)和收集槽(21)，所述限位板(20)呈倾斜状对称设置在进气管(15)的内部，所述限位板(20)设置在过滤结构的下方，所述收集槽(21)设置在限位板(20)的下方，所述收集槽(21)嵌入式安装在机架(1)的内部。
4.根据权利要求1所述的一种金属表面改性处理用激光熔覆设备，其特征在于：所述移动机构包括丝杆(22)和电动机(23)，所述丝杆(22)转动设置在机架(1)的台面内部，所述丝杆(22)的外侧转动螺纹设置有机械臂(5)，所述机械臂(5)与机架(1)为滑动连接，所述丝杆(22)的外侧设置有电动机(23)，所述电动机(23)设置在机架(1)的侧面。
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