激光熔覆同步送粉器機械式自動轉(zhuǎn)換裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種激光熔覆同步送粉器機械式自動轉(zhuǎn)換裝置，包括粉末存儲容器和設于粉末存儲容器上方的若干用于輸送不同粉末的出粉管，所述粉末存儲容器的底部與螺旋送粉機構(gòu)相連，而螺旋送粉機構(gòu)與混合器相連；其特征在于所述粉末存儲容器的頂部設有弧面分度凸輪送粉機構(gòu)，該機構(gòu)包括蝸盤、與蝸盤配合的蝸輪桿及與蝸輪桿相連的蝸輪桿驅(qū)動電機，所述蝸盤上設有一個藉由蝸盤旋轉(zhuǎn)而分別與上方的各出粉管相對的接粉口。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、體積小、制造成本低，且響應速度快，實現(xiàn)了激光熔覆制備梯度復合材料的自動化，能夠大大提高生產(chǎn)效率，節(jié)約空間。
【專利說明】激光熔覆同步送粉器機械式自動轉(zhuǎn)換裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種激光熔覆同步送粉器機械式自動轉(zhuǎn)換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]梯度功能復合材料(FGM)是為了滿足服役極限條件，具有合理化的成分分布和組織結(jié)構(gòu)，性能和功能呈梯度變化的一種新型復合材料。制備梯度功能材料的方法多種多樣，其中有一種是激光熔覆法。激光熔覆法(LSC)是使基材與金屬粉末在高能密度的激光束輻照下熔凝，形成冶金結(jié)合的一種新型加工制造技術(shù)。在成形過程中，通過精確地控制由送粉器噴嘴噴出的粉末的數(shù)量與成分比例，獲得所需要的成分和結(jié)構(gòu)極為重要。傳統(tǒng)的粉末選擇和成分比例控制工序均由人工完成，效率低，精度差。
[0003]目前亦有可實現(xiàn)激光熔覆送粉過程中對粉末實施自動轉(zhuǎn)換的設備，但此類設備往往采用電磁閥和管路控制，不僅結(jié)構(gòu)復雜，所占空間大，制造成本高，且閥門控制響應慢，轉(zhuǎn)換效果差，生產(chǎn)效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型目的是:針對現(xiàn)有技術(shù)中送粉設備結(jié)構(gòu)復雜，粉末混合效率低的問題，提供一種激光熔覆同步送粉器機械式自動轉(zhuǎn)換裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、制造成本低，且響應速度快，實現(xiàn)了激光熔覆制備梯度復合材料的自動化，能夠大大提高生產(chǎn)效率，節(jié)約空間。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案是:一種激光熔覆同步送粉器機械式自動轉(zhuǎn)換裝置，包括粉末存儲容器和設于粉末存儲容器上方的若干用于輸送不同粉末的出粉管，所述粉末存儲容器的底部與螺旋送粉機構(gòu)相連，而螺旋送粉機構(gòu)與混合器相連；其特征在于所述粉末存儲容器的頂部設有弧面分度凸輪送粉機構(gòu)，該機構(gòu)包括蝸盤、與蝸盤配合的蝸輪桿及與蝸輪桿相連的蝸輪桿驅(qū)動電機，所述蝸盤上設有一個藉由蝸盤旋轉(zhuǎn)而分別與上方的各出粉管相對的接粉口。
[0006]進一步的，本實用新型還包括與出粉管數(shù)量對應的升降式接粉機構(gòu)，所述升降式接粉機構(gòu)均包括一位于出粉管和蝸盤之間的接粉漏斗及一驅(qū)動所述接粉漏斗作升降運動的升降驅(qū)動機構(gòu)。升降式接粉機構(gòu)設計的目的是確保出粉管在出粉時采用接粉漏斗進行承接過渡，防止粉塵四散浪費，造成計量不準確。
[0007]更進一步的，本實用新型中所述升降驅(qū)動機構(gòu)為平面擺動槽凸輪機構(gòu)，該平面擺動槽凸輪機構(gòu)包括固定所述接粉漏斗的升降桿、平面槽型凸輪、擺動臂、平面槽型凸輪驅(qū)動電機和固定支架，所述擺動臂末端樞接至固定支架上，升降桿上設有橫向滑槽，擺動臂前端樞接有與所述橫向滑槽配合的第一滾軸，同時該擺動臂支抵于第二滾軸上，該第二滾軸與平面槽型凸輪上的凸輪槽配合。
[0008]進一步的，本實用新型中所述螺旋送粉機構(gòu)包括與粉末存儲容器底部連通的送粉管、設于送粉管內(nèi)的螺旋送粉軸、通過聯(lián)軸器與螺旋送粉軸連接以驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)的送粉軸驅(qū)動電機及固定在送粉管底部的振動器，所述送粉管一端與混合器連通。
[0009]優(yōu)選的，本實用新型中所述送粉軸驅(qū)動電機為步進電機。
[0010]優(yōu)選的，本實用新型中所述蝸輪桿驅(qū)動電機為步進電機。
[0011]優(yōu)選的，本實用新型中所述平面槽型凸輪驅(qū)動電機為步進電機。
[0012]優(yōu)選的，本實用新型中所述出粉管的數(shù)量為六根。
[0013]優(yōu)選的，本實用新型中所述擺動臂上橫向設有限制第二滾軸活動的限位長槽。將第二滾軸限制在限位長槽的范圍內(nèi)活動，也即達成第二滾軸與擺動臂之間的一種連接，確保第二滾軸不會亂跑。
[0014]同常規(guī)技術(shù)一樣，本實用新型中所述的各出粉管末端分別與對應的儲粉倉斗連接，儲粉倉斗用于存儲不同的金屬粉末。出粉管內(nèi)的粉末氣載于出粉管內(nèi)，通過控制出粉管內(nèi)氣體的通斷來控制粉末的輸出。氣體的通斷則由設于管路上的閥門及其控制系統(tǒng)(PC機)控制。出粉管的具體數(shù)量根據(jù)實際需要而定，以六根為例說明本實用新型的工作方式如下:
[0015]弧面分度凸輪機構(gòu)的上方為六根出粉管，六根出粉管中只能有一個與蝸盤的接粉口相對應。蝸輪桿驅(qū)動電機驅(qū)動蝸輪桿帶動蝸盤旋轉(zhuǎn)，改變接粉口的位置，使之與所需的出粉管相對應，完成所需金屬粉末的轉(zhuǎn)換。升降式接粉機構(gòu)的作用是確保出粉管在出粉時能通過接粉漏斗進行承接過渡，防止粉塵四散浪費，造成計量不準確。接粉漏斗由平面擺動槽凸輪機構(gòu)驅(qū)動升降。通過弧面分度凸輪機構(gòu)與平面擺動槽凸輪機構(gòu)的配合使得不同種類及比例的粉料落入粉末存儲容器內(nèi)。
[0016]粉末存儲容器底部的螺旋送粉軸由送粉軸驅(qū)動電機帶動，打散螺紋間的粉末(同時振動器帶動送粉管振動)并將其送至混合器中。同常規(guī)技術(shù)一樣，螺旋送粉軸的直徑、牙型、螺距、齒高等參數(shù)會直接影響傳輸粉末的混合質(zhì)量。最后混合粉末經(jīng)混合器中的載流氣體呈流體形式送出，完成整個送粉過程。
[0017]本實用新型的優(yōu)點是:
[0018]I)本實用新型克服了人工預置粉末法效率低的缺點，針對人工預置粉末法和單路送粉法粉末混合不均勻的問題，本實用新型能夠確保多種粉末在熔化前充分混合，得到致密均勻的涂層組織；既能自動轉(zhuǎn)換金屬粉末，又能將金屬粉末充分混合，確保在制備梯度功能復合材料時，精確控制混合粉末的成分及其比例的要求，實現(xiàn)了激光熔覆制備梯度復合材料的自動化，解決了現(xiàn)有技術(shù)粉末利用率低、送粉器結(jié)構(gòu)復雜的問題。
[0019])本實用新型相比現(xiàn)有的轉(zhuǎn)換設備，結(jié)構(gòu)簡單、體積小、易于機械加工，制造成本低；且由于采用機械式構(gòu)架，響應速度快，能夠大大提高生產(chǎn)效率，并節(jié)省設備的占地空間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述:
[0021]圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為本實用新型中的弧面分度凸輪送粉機構(gòu)的單獨俯視示意圖；
[0023]圖3為本實用新型中的升降式接粉機構(gòu)的單獨結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]其中:1、粉末存儲容器；2、出粉管；3、混合器；4、蝸盤；4a、接粉口 ；5、蝸輪桿；6、接粉漏斗；7、升降桿；8、平面槽型凸輪；9、擺動臂；10、橫向滑槽；11、第一滾軸；12、第二滾軸；13、送粉管；14、螺旋送粉軸；15、聯(lián)軸器；16、振動器；17、限位長槽。
【具體實施方式】
[0025]實施例:結(jié)合圖f圖3所示，本實用新型提供的這種激光熔覆同步送粉器機械式自動轉(zhuǎn)換裝置，其由粉末存儲容器1、出粉管2、混合器3、弧面分度凸輪送粉機構(gòu)、升降式接粉機構(gòu)、螺旋送粉機構(gòu)和混合器所組成。
[0026]本實施例中所述粉末存儲容器I上方布置有六根用于輸送不同粉末的出粉管2，所述粉末存儲容器I的底部與螺旋送粉機構(gòu)相連，而螺旋送粉機構(gòu)與混合器3相連。本實施例中所述螺旋送粉機構(gòu)由與粉末存儲容器I底部連通的送粉管13、設于送粉管13內(nèi)的螺旋送粉軸14、通過聯(lián)軸器15與螺旋送粉軸14連接以驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)的送粉軸驅(qū)動電機(圖中未畫出)及固定在送粉管13底部的振動器16所構(gòu)成，所述送粉管13 —端與混合器3連通，具體結(jié)合圖1所示。
[0027]本實施例中所述粉末存儲容器I的頂部設有弧面分度凸輪送粉機構(gòu)，該機構(gòu)由蝸盤4、與蝸盤4配合的蝸輪桿5及與蝸輪桿5相連的蝸輪桿驅(qū)動電機(圖中未畫出)，所述蝸盤4上設有一個藉由蝸盤4旋轉(zhuǎn)而分別與上方的各出粉管2相對的接粉口 4a，具體見圖2所示。
[0028]本實施例中所述升降式接粉機構(gòu)與出粉管2的數(shù)量對應，每個升降式接粉機構(gòu)均由一位于出粉管2和蝸盤4之間的接粉漏斗6及一驅(qū)動所述接粉漏斗6作升降運動的升降驅(qū)動機構(gòu)所構(gòu)成。本實施例中所述升降驅(qū)動機構(gòu)為平面擺動槽凸輪機構(gòu)，具體結(jié)合圖3所示，該平面擺動槽凸輪機構(gòu)由固定所述接粉漏斗6的升降桿7、平面槽型凸輪8、擺動臂9、平面槽型凸輪驅(qū)動電機(圖中未畫出)和固定支架(圖中未畫出)所構(gòu)成。具體結(jié)合圖3所示，所述擺動臂9末端樞接至固定支架上，升降桿7上設有橫向滑槽10，擺動臂9前端樞接有與所述橫向滑槽10配合的第一滾軸11，同時該擺動臂9支抵于第二滾軸12上，該第二滾軸12與平面槽型凸輪8上的凸輪槽配合。本實施例中所述擺動臂9上橫向設有限制第二滾軸12活動的限位長槽17。將第二滾軸12限制在限位長槽17的范圍內(nèi)活動，也即達成第二滾軸12與擺動臂9之間的一種連接，確保第二滾軸12不會亂跑。
[0029]本實施例中所述送粉軸驅(qū)動電機、蝸輪桿驅(qū)動電機和平面槽型凸輪驅(qū)動電機均為步進電機。
[0030]同常規(guī)技術(shù)一樣，本實用新型中所述的各出粉管2末端分別與對應的儲粉倉斗連接，儲粉倉斗用于存儲不同的金屬粉末。出粉管2內(nèi)的粉末氣載于出粉管2內(nèi)，通過控制出粉管2內(nèi)氣體的通斷來控制粉末的輸出。氣體的通斷則由設于管路上的閥門及其控制系統(tǒng)(PC機)控制。
[0031]本實用新型的工作方式如下:
[0032]弧面分度凸輪機構(gòu)的上方的六根出粉管2中只能有一個與蝸盤4的接粉口 4a相對應。蝸輪桿驅(qū)動電機驅(qū)動蝸輪桿5帶動蝸盤4旋轉(zhuǎn)，改變接粉口 4a的位置，使之與所需的出粉管2相對應，完成所需金屬粉末的轉(zhuǎn)換。升降式接粉機構(gòu)的作用是確保出粉管2在出粉時能通過接粉漏斗6進行承接過渡，防止粉塵四散浪費，造成計量不準確。接粉漏斗6由平面擺動槽凸輪機構(gòu)驅(qū)動升降。通過弧面分度凸輪機構(gòu)與平面擺動槽凸輪機構(gòu)的配合使得不同種類及比例的粉料落入粉末存儲容器I內(nèi)。[0033]粉末存儲容器I底部的螺旋送粉軸14由送粉軸驅(qū)動電機帶動，打散螺紋間的粉末(同時振動器16帶動送粉管13振動)并將其送至混合器3中。同常規(guī)技術(shù)一樣，螺旋送粉軸14的直徑、牙型、螺距、齒高等參數(shù)會直接影響傳輸粉末的混合質(zhì)量。最后混合粉末經(jīng)混合器3中的載流氣體呈流體形式送出，完成整個送粉過程。
[0034]當然上述實施例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據(jù)本實用新型主要技術(shù)方案的精神實質(zhì)所做的修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種激光熔覆同步送粉器機械式自動轉(zhuǎn)換裝置，包括粉末存儲容器(I)和設于粉末存儲容器(I)上方的若干用于輸送不同粉末的出粉管(2 )，所述粉末存儲容器(I)的底部與螺旋送粉機構(gòu)相連，而螺旋送粉機構(gòu)與混合器(3 )相連；其特征在于所述粉末存儲容器(I)的頂部設有弧面分度凸輪送粉機構(gòu)，該機構(gòu)包括蝸盤(4)、與蝸盤(4)配合的蝸輪桿(5)及與蝸輪桿(5)相連的蝸輪桿驅(qū)動電機，所述蝸盤(4)上設有一個藉由蝸盤(4)旋轉(zhuǎn)而分別與上方的各出粉管(2)相對的接粉口(4a)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光熔覆同步送粉器機械式自動轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于還包括與出粉管(2)數(shù)量對應的升降式接粉機構(gòu)，所述升降式接粉機構(gòu)均包括一位于出粉管(2)和蝸盤(4)之間的接粉漏斗(6)及一驅(qū)動所述接粉漏斗(6)作升降運動的升降驅(qū)動機構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光熔覆同步送粉器機械式自動轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述升降驅(qū)動機構(gòu)為平面擺動槽凸輪機構(gòu)，該平面擺動槽凸輪機構(gòu)包括固定所述接粉漏斗(6)的升降桿(7)、平面槽型凸輪(8)、擺動臂(9)、平面槽型凸輪驅(qū)動電機和固定支架，所述擺動臂(9)末端樞接至固定支架上，升降桿(7)上設有橫向滑槽(10)，擺動臂(9)前端樞接有與所述橫向滑槽(10)配合的第一滾軸(11 )，同時該擺動臂(9)支抵于第二滾軸(12)上，該第二滾軸(12)與平面槽型凸輪(8)上的凸輪槽配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光熔覆同步送粉器機械式自動轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述螺旋送粉機構(gòu)包括與粉末存儲容器(I)底部連通的送粉管(13)、設于送粉管(13)內(nèi)的螺旋送粉軸(14)、通過聯(lián)軸器(15)與螺旋送粉軸(14)連接以驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)的送粉軸驅(qū)動電機及固定在送粉管(13)底部的振動器(16)，所述送粉管(13)—端與混合器(3)連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光熔覆同步送粉器機械式自動轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述送粉軸驅(qū)動電機為步進電機。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光熔覆同步送粉器機械式自動轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述蝸輪桿驅(qū)動電機為步進電機。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光熔覆同步送粉器機械式自動轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述平面槽型凸輪驅(qū)動電機為步進電機。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光熔覆同步送粉器機械式自動轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述出粉管(2)的數(shù)量為六根。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光熔覆同步送粉器機械式自動轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于所述擺動臂(9 )上橫向設有限制第二滾軸(12 )活動的限位長槽(17 )。
【文檔編號】C23C24/10GK203569189SQ201320651100
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月21日
【發(fā)明者】王明娣, 杭小琳, 馮志華, 王宏宇, 王傳洋 申請人:蘇州大學