CN210602425U - 一种增材制造凸轮轴的冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种增材制造凸轮轴的冷却装置，包括水箱，水泵和冷却型腔，所述水箱的出水口通过第一管路与冷却型腔的进水口连接，所述水泵安装在第一管路上；所述冷却型腔的出水口通过第二管路与水箱的回水口连接；所述冷却型腔的形状与凸轮轴待冷却部位的外形相匹配，所述冷却型腔直接套设式或围绕式安装在凸轮轴上的待冷却部位，即采用直接冷却凸轮轴外壁的冷却方式；所述冷却型腔的腔体内用于盛装冷却液。解决了现有技术中凸轮轴打印过程散热慢，人工成本浪费，生产效率低的问题，通过利用该冷却装置，实现了凸轮轴冷却与打印同步进行的目的，保证了打印过程的恒温作业，提高了凸轮轴的打印效率和质量。
Description
技术领域
本实用新型属于增材制造冷却技术领域，具体涉及一种增材制造凸轮轴的冷却装置。
背景技术
增材制造是一项新兴的技术，相对于传统的、对原材料去除－切削、组装的加工模式不同，是一种“自下而上”通过材料累加的制造方法，从无到有。这使得过去受到传统制造方式的约束，而无法实现的复杂结构件制造变为可能。虽然增材制造技术先进又便捷，但是对于不同结构件的制造，在某些方面还存在一定的难点，使其无法大范围的应用。
目前尚未见报道，利用增材制造技术制造柴油机凸轮轴的相关技术，因为利用增材制造这种方式在制备凸轮轴过程中，会产生大量的热量。如果散热过程慢，会直接影响凸轮轴的打印效率与质量。传统的散热方式是采用自然冷却，这种冷却方法的冷却时间过长且不稳定，造成人工等待成本的浪费，生产效率极低。因此，本领域技术人员亟需研发一种基于增材制造柴油机凸轮轴的冷却装置。
发明内容
本实用新型针对现有技术不足，提供一种增材制造凸轮轴的冷却装置，解决了现有技术中凸轮轴打印过程散热慢，人工成本浪费，生产效率低的问题，通过利用该冷却装置，实现了凸轮轴冷却与打印同步进行的目的，保证了打印过程的恒温作业，提高了凸轮轴的打印效率和质量。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种增材制造凸轮轴的冷却装置，包括水箱，水泵和冷却型腔，所述水箱具有出水口和回水口，所述冷却型腔具有出水口和进水口；所述水箱的出水口通过第一管路与冷却型腔的进水口连接，所述水泵安装在第一管路上；所述冷却型腔的出水口通过第二管路与水箱的回水口连接；
所述冷却型腔的形状与凸轮轴待冷却部位的外形相匹配，所述冷却型腔直接套设式或围绕式安装在凸轮轴上的待冷却部位，即采用直接冷却凸轮轴外壁的冷却方式；所述冷却型腔的腔体内用于盛装冷却液。
所述的冷却装置，所述冷却型腔由n块型腔拼接而成，每块型腔均设有出水口和进水口，所述n块型腔的进水口通过n+1通接头与第一管路连接，对应地，n块型腔的出水口通过n+1通接头与第二管路连接。
所述的冷却装置，所述冷却型腔为环形，由两块半环形的型腔拼接而成，所述两块型腔的进水口通过三通接口与第一管路连接，对应地，两块型腔的出水口通过三通接口与第二管路连接。
所述的冷却装置，所述冷却型腔采用下进上出的进出水方式，即所述冷却型腔的进水口设置在冷却型腔的下部，所述冷却型腔的出水口设置在冷却型腔的上部。
所述的冷却装置，安装冷却型腔时，所述冷却型腔的上表面，低于增材制造凸轮轴待打印面的10-100mm。
所述的冷却装置，所述冷却型腔的内表面涂有导热界面材料，用于填充冷却型腔内壁与凸轮轴外壁接触处的间隙，把冷却型腔和凸轮轴接触表面之间的空气排掉；优选为导热膏或泡沫铜。
所述的冷却装置，所述的冷却液为水。
所述的冷却装置，还包括温度实时监控机构，和安装在第一管路上的流量计，所述水泵为可控增压水泵，在增材制造凸轮轴时，通过温度实时监控机构获得监控温度值，所述可控增压水泵接收到所述监控温度值并通过所述流量计控制水流的速度与大小。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型一种增材制造凸轮轴的冷却装置，利用冷却型腔的形状与凸轮轴待冷却部位的外形相匹配的结构，将冷却型腔直接套设式或围绕式安装在凸轮轴上的待冷却部位，即采用直接冷却凸轮轴外壁的冷却方式，充分利用了接触式传导的冷却原理，有效解决了凸轮轴在增材制造中散热慢的难题，实现了连续作业，调高打印效率的目的。
本实用新型冷却装置的冷却型腔采用拼接式结构，方便凸轮轴在打印过程中的快速更换和安装，拼接式的冷却型腔根据凸轮轴上不同部位的不同外形进行更换，方便快捷，提高冷却效率的同时保证冷却质量。
本实用新型冷却装置的冷却型腔在安装时，冷却型腔的上表面，低于增材制造凸轮轴待打印面的10-100mm。避免打印时电弧对冷却型腔造成损伤。冷却型腔的内表面涂有导热界面材料，加强冷却型腔的吸热性能，并利用冷却液的循环带走热量。
本实用新型冷却装置的通过温度实时监控机构，流量计和可控增压水泵，在增材制造凸轮轴时，通过温度实时监控机构获得监控温度值，可控增压水泵根据监控温度值通过流量计控制水流的速度与大小，保证恒温作业，使增材制造凸轮轴的质量得到保证。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型一种增材制造凸轮轴的冷却装置的结构示意图。
图2为图1所示冷却型腔采用半环式拼接方式组成的结构示意图。
其中：1-水箱，2-水泵，3-冷却型腔，4-第一管路，5-第二管路，6-半环形的型腔，7-三通接口，8-导热界面材料，9-流量计，10-打印枪头，11-测温杆，12-传输线。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
一种增材制造凸轮轴的冷却装置，包括水箱1，水泵2和冷却型腔3，所述水泵为可控增压水泵，所述水箱1具有出水口和回水口，所述冷却型腔具有出水口和进水口；所述水箱1的出水口通过第一管路4与冷却型腔3的进水口连接，所述水泵2安装在第一管路4上；所述冷却型腔3的出水口通过第二管路5与水箱的回水口连接；其中，所述冷却型腔3的尺寸和形状不是单一固定的，其可以根据凸轮轴冷却部位的不同而制造成不同的形状。所述冷却型腔3的形状与凸轮轴待冷却部位的外形相匹配，所述冷却型腔3直接套设式或围绕式安装在凸轮轴上的待冷却部位，即采用直接冷却凸轮轴外壁的冷却方式；所述冷却型腔3的腔体内用于盛装冷却液。优选地，该冷却液为水。
优选地，所述冷却型腔3由n块型腔拼接而成，每块型腔均设有出水口和进水口，所述n块型腔的进水口通过n+1通接头与第一管路连接，对应地，n块型腔的出水口通过n+1通接头与第二管路连接。例如，如图2所示冷却型腔3采用半环式拼接方式组成的结构示意图。所述冷却型腔为环形，是由两块半环形的型腔6拼接而成，所述两块半环形的型腔6的进水口通过三通接口7与第一管路4连接，对应地，2块半环形的型腔6的出水口通过三通接口7与第二管路5连接。通常情况下均选用两块型腔拼接即可到达便于快速装配和拆卸的目的，特殊情况下，也可选用三块或n块型腔拼接，对应的，只需配备相应的四通接口或n+1通接口与总管路连接即可。
更为优选地，所述冷却型腔采用下进上出的进出水方式，即所述冷却型腔3的进水口设置在冷却型腔3的下部，所述冷却型腔3的出水口设置在冷却型腔3的上部。所述冷却型腔3的内表面涂有导热界面材料8，优选为导热膏或者泡沫铜之类的填充物，用于填充冷却型腔内壁与凸轮轴外壁接触处的间隙，增大接触面积，提高导热性。
所述的冷却装置，还包括温度实时监控机构，和安装在第一管路4上的流量计9，在增材制造凸轮轴时，通过温度实时监控机构获得监控温度值，所述可控增压水泵接收到所述监控温度值并通过所述流量计9控制水流的速度与大小。所述温度实时监控机构为测温杆11，所述测温杆11通过传输线12将监控温度值传输给可控增压水泵。
上述一种增材制造凸轮轴的冷却装置的使用方法：首先根据凸轮轴上凸轮和轴心的尺寸和形状制造2个对称的冷却型腔，当需要冷却的时候，将冷却型腔直接安装在凸轮轴上需要冷却的部位，安装冷却型腔时，所述冷却型腔的上表面，低于增材制造凸轮轴待打印面的10-100mm。然后通过冷却型腔3的进水口注水，冷却型腔3的出水口出水形成一个循环水带走热量的冷却模式。产品打印在装配冷却装置，利用冷却装置中的水循环带走大量的热量，打印枪头10打印时通过温杆11实时监控温度，可控增压水泵接收监控温度值并通过流量计9控制水流速度与大小，水经冷却型腔3流回水箱1，有效保证打印过程中凸轮轴的层间温度均匀，从而保证凸轮轴的打印质量，提高打印效率。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种增材制造凸轮轴的冷却装置，包括水箱，水泵和冷却型腔，所述水箱具有出水口和回水口，所述冷却型腔具有出水口和进水口；所述水箱的出水口通过第一管路与冷却型腔的进水口连接，所述水泵安装在第一管路上；所述冷却型腔的出水口通过第二管路与水箱的回水口连接；其特征在于，
所述冷却型腔的形状与凸轮轴待冷却部位的外形相匹配，所述冷却型腔直接套设式或围绕式安装在凸轮轴上的待冷却部位，即采用直接冷却凸轮轴外壁的冷却方式；所述冷却型腔的腔体内用于盛装冷却液。
2.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却型腔由n块型腔拼接而成，每块型腔均设有出水口和进水口，所述n块型腔的进水口通过n+1通接头与第一管路连接，对应地，n块型腔的出水口通过n+1通接头与第二管路连接。
3.如权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却型腔为环形，由两块半环形的型腔拼接而成，所述两块型腔的进水口通过三通接口与第一管路连接，对应地，两块型腔的出水口通过三通接口与第二管路连接。
4.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却型腔采用下进上出的进出水方式，即所述冷却型腔的进水口设置在冷却型腔的下部，所述冷却型腔的出水口设置在冷却型腔的上部。
5.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，安装冷却型腔时，所述冷却型腔的上表面，低于增材制造凸轮轴待打印面的10-100mm。
6.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却型腔的内表面涂有导热界面材料，用于填充冷却型腔内壁与凸轮轴外壁接触处的间隙。
7.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述的冷却液为水。
8.如权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，还包括温度实时监控机构，和安装在第一管路上的流量计，所述水泵为可控增压水泵，在增材制造凸轮轴时，通过温度实时监控机构获得监控温度值，所述可控增压水泵接收到所述监控温度值并通过所述流量计控制水流的速度与大小。
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