CN219043705U - 一种复杂截面结构镁合金构件增材成形的送丝装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及增材制造技术技术领域，具体涉及一种复杂截面结构镁合金构件增材成形的送丝装置,包括焊枪，还包括控制器、送丝嘴和调节机构，调节机构包括安装盘、横向旋转组件和纵向旋转组件，安装盘固定设在焊枪的外壁上，横向旋转组件设在安装盘的顶部，纵向旋转组件设在横向旋转组件上，送丝嘴固定设在纵向旋转组件上，横向旋转组件和纵向旋转组件均与控制器电连接,本实用新型涉及的一种复杂截面结构镁合金构件增材成形的送丝装置,相较于现有技术，不是固定送丝，使得各向送丝不受限制，打印路径不再是单一的直线，可依据复杂截面设计出最优路径，进而完成复杂截面结构镁合金构件的打印。

Description

一种复杂截面结构镁合金构件增材成形的送丝装置

技术领域

本实用新型涉及增材制造技术技术领域，具体涉及一种复杂截面结构镁合金构件增材成形的送丝装置。

背景技术

等离子弧/氩弧焊送丝材增材制造技术是以等离子弧/氩弧焊作为热源将金属丝材熔化，并按照规划的路径逐层进行沉积得到三维零件的一种金属增材制造方法。在大尺寸构件的增材打印上具有极大的优势。

镁合金具有密度小，比强度高，弹性模量大，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐腐蚀性能好等特点。镁合金已经在航空航天、汽车、电子产品、生物医用等领域得到广泛地应用。

传统镁合金制造工艺包括铸造、轧制、挤压和锻造等，其中铸造工艺可以实现复杂结构镁合金零件的整体制造，但其内部质量和性能受其工艺特性影响都难以达到锻造的水平，使其应用范围受限。轧制、挤压和锻造的镁合金构件具有良好的力学性能，但是材料利用率低、构件加工周期长，难以制造结构复杂的构件。使用等离子弧/氩弧焊送丝材增材制造技术打印镁合金构件，不仅可以实现镁合金构件快速成形，同时其内部质量以及力学性能可以达到锻造的水平。

我国专利申请号：CN202022776187.8，公开日：2021.10.01公开了一种万向送丝机构，包括焊炬套环，还包括与焊炬套环连接的送丝支架固定杆；所述焊炬套环与焊炬固定连接；所述送丝支架固定杆末端设置有送丝活动支架一，所述送丝活动支架一侧面设置有第一U型槽，所述第一U型槽的底部设置有与送丝支架固定杆匹配的支架固定孔，所述第一U型槽开口处通过左螺栓进行收合，所述送丝活动支架一右侧设置有右螺栓，所述右螺栓底部穿过送丝活动支架一本体并与送丝活动支架二连接，所述送丝活动支架二上设置有送丝嘴。本实用新型通过送丝活动支架一及送丝活动支架二实现送丝嘴多角度固定，并使送丝角度调整到最舒适的位置，从而提高焊缝质量。

现有技术存在以下不足：

1.现有等离子弧/氩弧焊送丝材增材制造技术均为固定方向送丝，在打印复杂截面结构的镁合金构件时，因为打印路径的变化无法实现打印过程中一直保持在打印方向的前侧送丝，这会导致镁合金焊丝熔化沉积时产生未熔合缺陷、焊道一致性差的问题。

2.需要通过人工旋转螺栓进行送丝角度的调节，调节过程中，需要频繁松紧或旋紧螺栓，无法实现自动调节，费时费力，调节效率有待提升，因而降低了送丝效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种复杂截面结构镁合金构件增材成形的送丝装置。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种复杂截面结构镁合金构件增材成形的送丝装置，包括焊枪，

还包括控制器、送丝嘴和调节机构，调节机构包括安装盘、横向旋转组件和纵向旋转组件，安装盘固定设在焊枪的外壁上，横向旋转组件设在安装盘的顶部，纵向旋转组件设在横向旋转组件上，送丝嘴固定设在纵向旋转组件上，横向旋转组件和纵向旋转组件均与控制器电连接。

优选的，横向旋转组件包括驱动电机、第一链轮、第二链轮、转盘、连杆和滑板，驱动电机固定设在安装盘的顶部，第一链轮固定设在其输出端上，安装盘的顶部固定设有倒U型杆，倒U型杆的顶部设有第一铰接轴，第二链轮固定设在第一铰接轴的外壁上，第一链轮和第二链轮之间套设有链条，且第一链轮小于第二链轮，安装盘的圆周方向上的外壁上设有环形滑槽，滑板通过弧形滑块滑动设置在环形滑槽的内部，连杆铰接设置在转盘的顶部和滑板的顶部之间，驱动电机与控制器电连接。

优选的，纵向旋转组件包括步进电机和第二铰接轴，滑板的底部固定设有两个限位块，第二铰接轴插设在两个限位块之间，送丝嘴的外壁与第二铰接轴固定连接，步进电机固定设在其中一个限位块的外壁上，其输出端与第二铰接轴的端部固定连接，步进电机与控制器电连接。

优选的，焊枪的外壁上设有平槽，倒U型杆的外壁上螺纹连接有手动螺栓，手动螺栓的端部与平槽抵触。

优选的，倒U型杆的顶部固定设有轴承，第一铰接轴的外壁与轴承的内圈固定连接。

优选的，安装盘上设有供焊枪穿过的插孔。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型通过设计调节机构，即安装盘、横向旋转组件和纵向旋转组件，可以进行送丝嘴横向角度和纵向角度的任意送丝角度的调节，从而实现万向送丝效果，相较于现有技术，不是固定送丝，使得各向送丝不受限制，打印路径不再是单一的直线，可依据复杂截面设计出最优路径，进而完成复杂截面结构镁合金构件的打印，同时在调节过程中，无需频繁松紧或旋紧螺栓，能够实现自动调节，省时省力，明显提升了调节效率，进一步提升了送丝效率。

2.本实用新型通过设计将送丝嘴的位置设计在焊枪的前侧，在增材打印过程中，始终保持在行进方向的前侧送丝，可以提高焊道成形质量，避免产生未熔合、搭接不良等缺陷，进而避免浪费，有利于降低打印成本。

3.本实用新型通过设计手动螺栓，倒U型杆，通过在焊枪的外壁上设计平槽，当焊枪外壁上的平槽对准手动螺栓的端部后，由于倒U型杆的外壁与手动螺栓螺纹连接，从而通过人工将手动螺栓从倒U型杆的外壁上旋入直至其端部与平槽贴紧，从而通过手动螺栓实现对焊枪的固定，进而实现焊枪与安装盘的固定连接，有利于提升拆装效率，进而方便进行增材打印工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对本发明实施例中的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型的立体结构示意图一；

图2为本实用新型的平面结构示意图；

图3为图2中的A处放大图；

图4为本实用新型的立体结构示意图二；

图5为本实用新型滑板、弧形滑块和纵向旋转组件的平面结构示意图；

图6为复杂截面结构镁合金构件的截面图；

图中：焊枪1，送丝嘴2，调节机构3，安装盘4，横向旋转组件5，纵向旋转组件6，驱动电机7，第一链轮8，第二链轮9，转盘10，连杆11，滑板12，第一铰接轴13，链条14，环形滑槽15，弧形滑块16，步进电机17，第二铰接轴18，平槽19，手动螺栓20，轴承21。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸。

一种复杂截面结构镁合金构件增材成形的送丝装置，包括焊枪1，

还包括控制器、送丝嘴2和调节机构3，调节机构3包括安装盘4、横向旋转组件5和纵向旋转组件6，安装盘4固定设在焊枪1的外壁上，横向旋转组件5设在安装盘4的顶部，纵向旋转组件6设在横向旋转组件5上，送丝嘴2固定设在纵向旋转组件6上，横向旋转组件5和纵向旋转组件6均与控制器电连接，将送丝嘴2的位置设计在焊枪1的前侧，在增材打印过程中，始终保持在行进方向的前侧送丝，可以提高焊道成形质量，避免产生未熔合、搭接不良等缺陷，进而避免浪费，有利于降低打印成本。

参照图4和图6所示，横向旋转组件5包括驱动电机7、第一链轮8、第二链轮9、转盘10、连杆11和滑板12，驱动电机7固定设在安装盘4的顶部，第一链轮8固定设在其输出端上，安装盘4的顶部固定设有倒U型杆，倒U型杆的顶部设有第一铰接轴13，第二链轮9固定设在第一铰接轴13的外壁上，第一链轮8和第二链轮9之间套设有链条14，且第一链轮8小于第二链轮9，安装盘4的圆周方向上的外壁上设有环形滑槽15，滑板12通过弧形滑块16滑动设置在环形滑槽15的内部，连杆11铰接设置在转盘10的顶部和滑板12的顶部之间，驱动电机7与控制器电连接，当需要调节送丝的横向角度时，通过控制器启动驱动电机7，从而带动其输出端上的第一链轮8旋转，由于第二链轮9与第一铰接轴13固定连接，第一链轮8和第二链轮9通过链条14套接，又由于转盘10与第一铰接轴13固定连接，转盘10的顶部和滑板12的顶部分别与连杆11的两端铰接，滑板12又通过弧形滑块16与安装盘4上的环形滑槽15滑动连接，进而使得滑板12底部的送丝嘴2水平旋转，直至满足送丝的横向角度上的调节要求，将第一链轮8设计成小于第二链轮9，是为了减小送丝嘴2的旋转速度，同时第一链轮8、第二链轮9和链条14的配合相较于皮带结构更加精准，进而有利于提升送丝嘴2的横向角度的调节精度，有利于提升送丝精度，提升增材打印效果，在打印轮廓时，通过打印设备带动焊枪1沿着曲线轮廓移动，通过横向旋转组件5可使得送丝嘴2也沿着曲线轮廓不断改变方向。

参照图5和图6所示，纵向旋转组件6包括步进电机17和第二铰接轴18，滑板12的底部固定设有两个限位块，第二铰接轴18插设在两个限位块之间，送丝嘴2的外壁与第二铰接轴18固定连接，步进电机17固定设在其中一个限位块的外壁上，其输出端与第二铰接轴18的端部固定连接，步进电机17与控制器电连接，当需要调节送丝的纵向角度时，通过控制器启动步进电机17，由于其输出端与第二铰接轴18的端部固定连接，第二铰接轴18与两个限位块转动连接，又由于两个限位块均与滑板12的底部固定连接，送丝嘴2的外壁与第二铰接轴18固定连接，进而带动送丝嘴2纵向旋转，直至满足送丝的纵向角度上的调节要求，在打印填充时，通过打印设备带动焊枪1沿着填充弓字形轨迹不断改变时，通过横向旋转组件5和纵向旋转组件6配合，送丝嘴2也沿着填充轨迹不断旋转，改变送丝方向，使得各向送丝不受限制，打印路径不再是单一的直线，可依据复杂截面设计出最优路径。

参照图3所示，焊枪1的外壁上设有平槽19，倒U型杆的外壁上螺纹连接有手动螺栓20，手动螺栓20的端部与平槽19抵触，当焊枪1外壁上的平槽19对准手动螺栓20的端部后，由于倒U型杆的外壁与手动螺栓20螺纹连接，从而通过人工将手动螺栓20从倒U型杆的外壁上旋入直至其端部与平槽19贴紧，从而通过手动螺栓20实现对焊枪1的固定，进而实现焊枪1与安装盘4的固定连接，方便进行增材打印工作。

参照图3所示，倒U型杆的顶部固定设有轴承21，第一铰接轴13的外壁与轴承21的内圈固定连接，在第一铰接轴13旋转时，由于轴承21与倒U型杆的顶部固定连接，第一铰接轴13的外壁与轴承21的内圈固定连接，从而能够降低第一铰接轴13的旋转摩擦力，因而使得转盘10旋转更加顺滑，有利于提升送丝的横向角度上的调节效率。

安装盘4上设有供焊枪1穿过的插孔，安装焊枪1时，首先将焊枪1插入插孔的内部，直至焊枪1外壁上的平槽19对准手动螺栓20的端部。

Claims (6)

1.一种复杂截面结构镁合金构件增材成形的送丝装置，包括焊枪(1)，其特征在于：

还包括控制器、送丝嘴(2)和调节机构(3)，调节机构(3)包括安装盘(4)、横向旋转组件(5)和纵向旋转组件(6)，安装盘(4)固定设在焊枪(1)的外壁上，横向旋转组件(5)设在安装盘(4)的顶部，纵向旋转组件(6)设在横向旋转组件(5)上，送丝嘴(2)固定设在纵向旋转组件(6)上，横向旋转组件(5)和纵向旋转组件(6)均与控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的一种复杂截面结构镁合金构件增材成形的送丝装置，其特征在于：横向旋转组件(5)包括驱动电机(7)、第一链轮(8)、第二链轮(9)、转盘(10)、连杆(11)和滑板(12)，驱动电机(7)固定设在安装盘(4)的顶部，第一链轮(8)固定设在其输出端上，安装盘(4)的顶部固定设有倒U型杆，倒U型杆的顶部设有第一铰接轴(13)，第二链轮(9)固定设在第一铰接轴(13)的外壁上，第一链轮(8)和第二链轮(9)之间套设有链条(14)，且第一链轮(8)小于第二链轮(9)，安装盘(4)的圆周方向上的外壁上设有环形滑槽(15)，滑板(12)通过弧形滑块(16)滑动设置在环形滑槽(15)的内部，连杆(11)铰接设置在转盘(10)的顶部和滑板(12)的顶部之间，驱动电机(7)与控制器电连接。

3.根据权利要求2所述的一种复杂截面结构镁合金构件增材成形的送丝装置，其特征在于：纵向旋转组件(6)包括步进电机(17)和第二铰接轴(18)，滑板(12)的底部固定设有两个限位块，第二铰接轴(18)插设在两个限位块之间，送丝嘴(2)的外壁与第二铰接轴(18)固定连接，步进电机(17)固定设在其中一个限位块的外壁上，其输出端与第二铰接轴(18)的端部固定连接，步进电机(17)与控制器电连接。

4.根据权利要求3所述的一种复杂截面结构镁合金构件增材成形的送丝装置，其特征在于：焊枪(1)的外壁上设有平槽(19)，倒U型杆的外壁上螺纹连接有手动螺栓(20)，手动螺栓(20)的端部与平槽(19)抵触。

5.根据权利要求4所述的一种复杂截面结构镁合金构件增材成形的送丝装置，其特征在于：倒U型杆的顶部固定设有轴承(21)，第一铰接轴(13)的外壁与轴承(21)的内圈固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种复杂截面结构镁合金构件增材成形的送丝装置，其特征在于：安装盘(4)上设有供焊枪(1)穿过的插孔。

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