[發明專利]一種回轉體類金屬零件的增材制造設備及方法

在審

• 申請號: 201811456837.1
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109290578A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 王潔;張建卓
• 申請（專利權）人: 遼寧工程技術大學
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 北京華夏正合知識產權代理事務所(普通合伙) 11017
• 代理人: 陳曉寧;張麗萍

1.一種回轉體類金屬零件的增材制造設備，其特征在于，包括：

加熱裝置，由支架(1)、頻率控制箱(2)和感應線圈(12)組成，用于對被加工的回轉體類零件(8)的表層進行局部加熱；

送粉機構，由噴頭固定架(9)、送粉管路(11)和送粉箱(10)組成，用于負責增材制造過程中粉料的添加；

機床支撐臺架，用于負責被加工的回轉體類零件(8)的裝夾定位、加工過程的周向進給和軸向進給。

2.如權利要求1所述的回轉體類金屬零件的增材制造設備，其特征在于，所述感應線圈(12)為空心銅管，該銅管所圍成的圓環的內圈直徑大于被加工的回轉體類零件(8)的外徑，用于被加工的回轉體類零件的感應加熱。

3.如權利要求2所述的回轉體類金屬零件的增材制造設備，其特征在于，所述噴頭固定架(9)為圓環狀，其尺寸與所述感應線圈(12)的尺寸相適配，并同所述感應線圈(12)一同固定在所述頻率控制箱(2)的外側。

4.如權利要求3所述的回轉體類金屬零件的增材制造設備，其特征在于，所述噴頭固定架(9)的圓周方向均勻布置有送粉噴頭(17)，用于將粉料均勻噴在經加熱后的被加工的回轉體類零件(8)的表面；

所述送粉噴頭(17)通過所述送粉管路(11)與所述送粉箱(10)連接。

5.如權利要求1所述的回轉體類金屬零件的增材制造設備，其特征在于，所述機床支撐臺架包括機床床身(6)、位于所述機床床身(6)上的第一導軌(4)、軸向進給電機(14)、沿著機床床身(6)在所述軸向進給電機(14)的帶動下沿著第一導軌(4)做軸向進給運動的進給拖板(13)；

所述進給拖板(13)上設有用于定位、夾緊和旋轉被加工的回轉體類零件的夾緊旋轉機構。

6.如權利要求5所述的回轉體類金屬零件的增材制造設備，其特征在于，所述夾緊旋轉機構包括可沿著所述進給拖板(13)上的第二導軌移動的右調整箱(3)和圓周進給箱(16)；

所述右調整箱(3)和圓周進給箱(16)上均安裝有用于定位和夾緊被加工的回轉體類零件(8)的頂尖(7)。

7.如權利要求6所述的回轉體類金屬零件的增材制造設備，其特征在于，所述圓周進給箱(16)上安裝有用于帶動被加工的回轉體類零件沿其軸線做回轉運動的圓周進給電機(15)。

8.一種采用如權利要求1至7中任一項所述的回轉體類金屬零件的增材制造設備的增材制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、首先根據被加工的回轉體類零件(8)的尺寸配制感應線圈(12)和噴頭固定架(9)；

S2、將配制好的感應線圈(12)和噴頭固定架(9)固定在頻率控制箱(2)外側；

S3、將被加工的回轉體類零件(8)穿過感應線圈(12)和噴頭固定架(9)，并通過兩個頂尖(7)固定在機床支撐臺架上；

S4、調整頻率控制箱(2)的位置，保證加工過程中被加工的回轉體類零件的軸心線和感應線圈(12)的軸心線基本重合；

S5、啟動圓周進給電機(15)和軸向進給電機(14)，使被加工的回轉體類零件沿軸向及圓周方向均勻運動；

S6、被加工的回轉體類零件表面在感應線圈(12)的作用下迅速升溫，達到增材制造的溫度，同時送粉機構通過送粉噴頭(17)向感應加熱區送粉，粉料附著在高溫區實現增材制造過程；

S6、感應加熱的同時，被加工的回轉體類零件(8)在圓周進給電機(15)和減速裝置的帶動下做圓周方向的進給，該進給運動保證被加工的回轉體類零件能夠在圓周方向實現均勻的增材制造；

S7、進給拖板(13)帶動被加工的回轉體類零件(8)向其另外一端做軸向進給，實現整個軸向長度方向上的增材制造。

9.如權利要求8所述的回轉體類金屬零件的增材制造方法，其特征在于，所述步驟S7之后還包括以下步驟：

S8、增材加工之后，可將被加工的回轉體類零件(8)運送至車床或磨床進行進一步切削加工。