[發明專利]一種增材制造氣體保護密封裝置及密封方法

在審

• 申請號: 202110228086.3
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN113028058A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 張志輝;劉瑞佳;于征磊;李湘吉;劉思遠;彭君;任露泉
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: F16J15/16
• 分類號: F16J15/16;B23K37/00;B33Y30/00
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

1.一種增材制造氣體保護密封裝置，其特征在于：包括密封罩(1)、臺架(2)、密封門(3)、工作臺(4)、一級密封定板(5)、一級密封動板(6)和錐形密封螺紋膠頭(7)，所述的臺架(2)設置在基板(9)上端，兩個滑軌(20)分別平行設置在臺架(2)上端；

所述的工作臺(4)首端固連有一級密封定板(5)，所述的一級密封定板(5)外側設置有供絲杠(12)軸向穿過的錐形密封螺紋膠頭(7)，所述的一級密封定板(5)通過具有限位功能的緩沖部件(8)連接有一級密封動板(6)，所述的一級密封動板(6)外側設置有第一密封膠條(60)，所述的工作臺(4)、一級密封定板(5)和一級密封動板(6)均設置有與滑軌(20)相匹配的第一滑槽(21)，所述的工作臺(4)、一級密封定板(5)和一級密封動板(6)均通過第一滑槽(21)滑動連接在滑軌(20)上，所述臺架(2)一端設置有電機(11)，所述電機(11)的轉動由外部數控系統控制，所述電機(11)的轉動軸上連接有絲杠(12)，所述的絲杠(12)依次貫穿工作臺(4)、一級密封定板(5)、錐形密封螺紋膠頭(7)和一級密封動板(6)后轉動連接在臺架(2)末端的支座(22)上，所述的工作臺(4)通過滾珠絲杠螺母滑動連接在絲杠(12)上，所述一級密封動板(6)供絲杠(12)穿過的通孔為錐形孔(61)，當具有限位功能的緩沖部件(8)被壓縮時，錐形密封螺紋膠頭(7)擠壓至錐形孔(61)內將絲杠(12)密封；

所述的臺架(2)上端設置有由外部數控系統控制的可移動激光熔覆頭或者可移動焊鉗(100)，所述的臺架(2)一端設置有密封罩(1)，密封罩(1)的開口側滑動連接有密封門(3)，所述的密封罩(1)上設置有進氣口和出氣口，所述的一級密封定板(5)外側下端設置有密封膠體(50)，當具有限位功能的緩沖部件(8)被壓縮時，密封膠體(50)受到擠壓會將位于兩個滑軌(20)之間的一級密封動板(6)與工作臺(4)之間的間隙封堵；

所示的具有限位功能的緩沖部件(8)包括四個定向內導桿(80)和四個一級密封預緊彈簧(81)，所述的的一級密封定板(5)外側四角處均設置有容納一級密封預緊彈簧(81)和定向內導桿(80)的空腔，所述的四個定向內導桿(80)靠近一級密封定板(5)側均設置有環形壓板(82)，所述的定向內導桿(80)另一端均固連在一級密封動板(6)上，所述的一級密封預緊彈簧(81)設置在一級密封定板(5)與環形壓板(82)之間的空腔內，所述的一級密封動板(6)內側兩端均設置有沿絲杠(12)軸向方向設置的滑塊(62)，一級密封定板(5)兩端均設置有與滑塊(62)相配合的第二滑槽，滑塊(62)滑動連接在第二滑槽內且滑塊(62)末端設置有限位凸起。

所示的錐形密封螺紋膠頭(7)錐尖側呈徑向分布的十字花瓣結構；

所述的一級密封動板(6)輪廓邊緣設置有二級密封定槽(63)，第一密封膠條(60)內嵌在二級密封定槽(63)內部；

所述的一級密封定板(5)下端通過帶加強筋的L型連接板(51)與工作臺(4)連接；

所述的密封罩(1)開口方向兩側沿重力方向相對設置有兩個內部嵌有第二密封膠條的U型板(10)，密封門(3)滑動連接在兩個內部嵌有密封膠條的U型板(10)之間。

2.根據權利要求1所述的一種增材制造氣體保護密封裝置，其特征在于：所述兩個U型板(10)之間的工作臺(4)上設置有插接槽(40)，插接槽(40)內部設置有第二密封軟體，密封門(3)可沿著U型板(10)下滑至插接槽(40)內部與密封軟體接觸。

3.根據權利要求2所述的一種增材制造氣體保護密封裝置，其特征在于：所述的密封門(3)外側設置有齒條(30)，步進電機(31)通過步進電機支座(32)設置在基板(9)上，步進電機(31)的工作端設置有與齒條(30)相嚙合的齒輪(33)，齒輪(33)帶動密封門(3)在U型板(10)內上下滑動。

4.根據權利要求3所述的一種增材制造氣體保護密封裝置，其特征在于：所述的密封門(3)上端設置有密封蓋板膠體(34)，當密封門(3)底端插接至插接槽(40)時，密封蓋板膠體(34)可蓋合在密封罩(1)上端。

5.權利要求1所述一種增材制造氣體保護密封裝置的密封方法，包括如下步驟：

步驟一：將工作臺(4)運動到位置鉗工操作原點a；

步驟二：將等待增材或焊接的毛坯或工裝準確安裝在工作臺(4)上并保證毛坯或工裝運動過程中與密封罩1、可移動激光熔覆頭或者可移動焊鉗(100)不發生干涉；

步驟三：將工作臺(4)移動到位置密封準備點c，為密封門3密封做準備；

步驟四：將密封門(3)關閉，密封門(3)關閉后將工作臺(4)運動至密封原點b，一級密封動板(6)上的第一密封膠條(60)與密封門(3)接觸擠壓，錐形密封螺紋膠頭(7)擠壓至錐形孔(61)內，對絲杠(12)進行徑向密封，氣體系統開始通過進氣口和出氣口工作實現艙內環境氣氛營造；

步驟五：可移動激光熔覆頭或者可移動焊鉗(100)按照編輯的程序開始對需要增材或焊接的毛坯加工；

步驟六：可移動激光熔覆頭或者可移動焊鉗(100)對毛坯加工完成后，打開氣體系統開始泄壓，還原艙內環境氛圍與外界相同；

步驟七：將工作臺(4)移動至密封準備點c，使一級密封動板(6)與密封門(3)脫離，為密封門(3)打開做準備；

步驟八：密封門(3)打開后，將工作臺(4)移動到鉗工操作原點a；

步驟九：對加工后的毛坯加工面進行鉗工操作；

步驟十：鉗工操作完成后重復步驟三～步驟七的工作,如果增材或者焊接結束后還要進行鉗工操作，將重復步驟八～步驟九操作，如果不需要繼續進行鉗工操作將執行步驟八后直接執行步驟十一；

步驟十一：待所有工序均全部完成之后，將工作臺(4)移動至鉗工操作原點a進行零件取卸，等待其他零件安裝進行加工。