[發明專利]一種帶阻尼功能的電火花沉積接觸力控制裝置

有效

• 申請號: 202010089847.7
• 申請日: 2020-02-13
• 公開（公告）號: CN111168268B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 韓紅彪;王順;李夢楠;李世康;劉春陽;隋新
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: B23K31/02
• 分類號: B23K31/02;B23K37/02
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 逯雪峰

本發明涉及一種帶阻尼功能的電火花沉積接觸力控制裝置，該裝置主要由氣缸、滑臺、底座、砝碼、夾持機構、角度調節裝置、節流閥、壓力表和氣門嘴等組成，氣缸活塞的移動方向與滑臺移動方向一致，活塞移動時帶動滑臺移動，從而帶動電極上下移動，向下移動時使電極與工件接觸，利用密閉氣動系統中氣缸產生的推力抵消了滑動部件的重力，以砝碼的重力推動滑動部件向下運動形成電極與工件的接觸力，密閉氣動系統中的節流閥對活塞的移動產生阻尼，抑制電極與工件運動過程中產生反沖力而引起的電極振動；在電火花沉積堆焊過程中，隨著電極損耗和滑臺的移動，可確保電極與工件穩定接觸和接觸力的恒定，工作可靠，調節方便。

技術領域

本發明涉及電火花沉積技術領域，具體涉及一種帶阻尼功能的電火花沉積接觸力控制裝置。

背景技術

電火花沉積堆焊技術是利用電火花加工過程中工具電極材料遷移到工件表面發生合金化反應形成致密的強化層，從而提高工件表面性能的一種表面處理技術。

電火花沉積堆焊過程中需要電極與工件不斷接觸產生電火花進行沉積和堆焊，電極與工件之間的接觸力是控制沉積堆焊的效率和沉積層質量的關鍵因素。然而現在，電火花沉積堆焊大多是由人工操作完成，工作人員通常是憑借經驗，大概保持一定的接觸力進行堆焊，存在較大的隨意性，不能保證電極與工件的接觸力大小及沉積時的相對位置，導致堆焊的表面層質量存在不均勻、不致密等問題，影響沉積質量和生產效率。

無論是旋轉電極還是超聲振動電極，操作時電極與工件之間接觸力都要求不大(大約0.5N-5N左右)，但是電極與工件的相對運動會產生較大的振動，其沖擊力有時遠大于其接觸力，常常會導致接觸力傳感器過載而失效。

實現電火花沉積堆焊的自動化，有利于確保沉積質量，提高沉積效率，有利于電火花沉積堆焊技術的推廣應用，電極與工件之間接觸力的自動控制是實現電火花沉積堆焊自動化的關鍵。

目前一些電火花沉積堆焊的接觸力自動控制裝置已經設計出來，但大都比較復雜，且在較小接觸力的情況下缺少阻尼功能，導致振動比較嚴重，影響操作的穩定性和質量。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種帶阻尼功能的電火花沉積接觸力控制裝置，在電火花沉積堆焊過程中，可確保電極與工件接觸力的恒定，并能夠利用節流閥對活塞的移動產生阻尼，確保電火花沉積堆焊過程中電極與工件的穩定接觸，工作可靠，調節方便。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：一種帶阻尼功能的電火花沉積接觸力控制裝置，包括底座、滑臺、砝碼、夾持機構、角度調節裝置以及與滑臺連接的氣動系統，所述滑臺滑動設置在底座上，底座安裝在角度調節裝置上，砝碼設置在滑臺頂部，所述夾持機構安裝在滑臺上，電極安裝在夾持機構末端，電極的軸線方向與滑臺的移動方向水平；所述氣動系統主要由氣缸、單向節流閥、壓力表和氣門嘴組成，氣缸的進氣口和出氣口通過兩個方向相反的單向節流閥并聯后連通，活塞兩側氣缸內的氣體壓力相同，壓力表用于實時監測氣缸內的壓強大小，氣缸內的壓強大小可通過向氣門嘴充氣來調整；通過調節單向節流閥的開度可調節氣缸的阻尼作用，所述氣缸的外殼安裝在底座上，氣缸的活塞桿與滑臺相連，氣缸活塞移動方向與滑臺移動方向一致，活塞移動時帶動滑臺移動，從而帶動電極上下移動；

在電火花沉積實驗前，滑臺上不施加砝碼，電極與工件未接觸，通過氣門嘴向氣缸內充氣，調整氣缸兩側的氣體壓強，使滑臺的受力達到平衡；在電火花沉積實驗時，在滑臺上施加砝碼，使滑臺的受力平衡被打破，滑臺向下移動，帶動電極向下移動與工件接觸形成接觸力，電極與工件的接觸力使滑臺受力重新達到平衡，通過調整砝碼重力即可調整電極與工件的接觸力大小；在電火花沉積堆焊過程中，隨著電極損耗，滑臺向下移動受力重新達到平衡，可確保電極與工件的接觸位置保持不變以及接觸力的恒定；單向節流閥限制氣體的流速，產生額外的阻力，能夠對活塞的移動產生阻尼，抑制電極與工件運動過程中產生反沖力而引起的電極振動。