[發明專利]一種層流等離子體的金屬表面強化復合加工裝置及方法

在審

• 申請號: 201810232456.9
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN108425087A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: 曹修全;姚進;陳艷;余德平
• 申請（專利權）人: 四川理工學院
• 主分類號: C23C4/134
• 分類號: C23C4/134;C23C4/06;B23P6/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 錢成岑

1.一種層流等離子體的金屬表面強化復合加工裝置，其特征在于：包括層流等離子體噴涂系統（1）、控制裝置（2）和精加工裝置（3），所述控制裝置（2）分別與層流等離子體噴涂系統（1）和精加工裝置（3）電連接，所述層流等離子體噴涂系統（1）的層流等離子體發生器（101）與精加工裝置（3）的刀具（301）平行設置，所述刀具（301）同步跟隨層流等離子體發生器（101）沿待處理工件軸向運動。

2.根據權利要求1所述的一種層流等離子體的金屬表面強化復合加工裝置，其特征在于：所述的層流等離子體噴涂系統（1）還包括輔助裝置（102），所述輔助裝置（102）與層流等離子體發生器（101）連接，所述輔助裝置（102）包括等離子體電源、供氣裝置、冷卻系統和送粉裝置。

3.根據權利要求2所述的一種層流等離子體的金屬表面強化復合加工裝置，其特征在于：所述的精加工裝置（3）還包括夾具（302），所述夾具（302）上固定安裝刀具（301）。

4.根據權利要求3所述的一種層流等離子體的金屬表面強化復合加工裝置，其特征在于：所述的層流等離子體的金屬表面強化復合加工裝置還包括刀架，所述刀架的兩端分別安裝有層流等離子體發生器（101）和精加工裝置（3），所述刀架可沿待處理工件軸向移動。

5.根據權利要求4所述的一種層流等離子體的金屬表面強化復合加工裝置，其特征在于：所述的控制裝置（2）與刀架電連接，所述控制裝置（2）可控制刀架上固定的刀具（3）與工件之間的距離以及刀架的軸向移動速度。

6.根據權利要求5所述的一種層流等離子體的金屬表面強化復合加工裝置，其特征在于：所述的刀具（301）為車刀或銑刀。

7.根據權利要求6所述的一種層流等離子體的金屬表面強化復合加工裝置，其特征在于：所述的層流等離子體發生器（301）上固設有射流噴頭，所述射流噴頭可通過控制裝置（2）調節其與待處理工件的距離以及水平夾角。

8.根據權利要求7所述的一種層流等離子體的金屬表面強化復合加工裝置，其特征在于：所述的刀架上還安裝有砂輪，所述砂輪平行于層流等離子體發生器（301）設置，且砂輪跟隨車刀或銑刀同步運動。

9.根據權利要求8所述的一種層流等離子體的金屬表面強化復合加工裝置，其特征在于：所述的層流等離子體的金屬表面強化復合加工裝置還包括多工位工作臺，所述多工位工作臺上設有工件夾具、層流等離子體噴涂系統（1）、控制裝置（2）和精加工裝置（3）。

10.根據權利要求1-9任意一項所述的一種層流等離子體的金屬表面強化復合加工裝置的加工方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

S1、將待處理工件裝夾在多工位工作臺的工件夾具上；

S2、啟動層流等離子體噴涂系統（1），層流等離子體發生器（101）復位至待處理零件的端部，所述層流等離子體發生器（101）的射流噴頭與待處理零件的端面平齊；

S3、在控制裝置（2）內設置層流等離子體發生器（101）和精加工裝置（3）的運動參數，即設置層流等離子體發生器（101）與刀具（301）之間的距離、運動速度以及層流等離子體發生器（101）和刀具（301）各自相對于待處理工件的距離；

S4、層流等離子體發生器（101）按照控制裝置（2）的設定的運動參數對待加工零件進行表面層流等離子射流噴涂，控制裝置（2）同時控制輔助裝置（102）協同層流等離子體發生器（101）工作，為層流等離子體發生器（101）提供金屬粉末、冷卻和惰性氣體保護；

S5、刀具（301）與層流等離子體發生器（101）之間保持固定距離，刀具（301）跟隨層流等離子體發生器（101）對經層流等離子體發生器（101）噴涂后的工件表面進行精加工；

S6、刀具（301）對零件表面精加工后，控制裝置（2）停止層流等離子體發生器（301）和精加工裝置（3）的工作，粉末回收系統吸取散落在多工位工作臺上的金屬粉末和涂層屑，取下已精加工的工件，完成工件表面的復合加工。