[發(fā)明專利]一種重型運載火箭連接環(huán)電磁脈沖增材裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110691514.6
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113385803B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設計）人: 陳玉華;胡錦揚;張體明;謝吉林;尹立孟;王善林;黃永德;魏明煒;章文滔
• 申請（專利權(quán)）人: 南昌航空大學
• 主分類號: B23K20/06
• 分類號: B23K20/06;B23K20/26
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王富強

本發(fā)明公開了一種重型運載火箭連接環(huán)電磁脈沖增材裝置，包括支架、齒輪盤、第一驅(qū)動電機、環(huán)形地軌和設置在支架頂端的、呈半圓環(huán)形的導軌，齒輪盤通過周向設置的多個滾輪與環(huán)形地軌轉(zhuǎn)動配合，齒輪盤的頂面用于放置環(huán)形的增材基體，第一驅(qū)動電機的輸出軸上固設有與齒輪盤嚙合的第一驅(qū)動齒輪；導軌上滑動設置有三個升降模塊，三個升降模塊分別驅(qū)動彎曲模塊、電磁頭和旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓模塊進行升降；電磁頭中設置有電磁線圈，電磁線圈電連接有電容和放電電路；旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓模塊包括第二驅(qū)動電機和與第二驅(qū)動電機的輸出軸固連的摩擦棒；彎曲模塊能夠根據(jù)連接環(huán)的曲率彎曲增材薄片。本發(fā)明能夠提高重型運載火箭連接環(huán)增材件組織的致密性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及增材制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種重型運載火箭連接環(huán)電磁脈沖增材裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著我國航空航天事業(yè)不斷發(fā)展，對運載火箭、空間站等大型化、整體化制造提出了更高需求，如10米級高強鋁合金重型運載火箭連接環(huán)，采用傳統(tǒng)制造工藝很難完成。電弧熔絲3D打印技術(shù)由于需要逐層熔覆，易產(chǎn)生氣孔、成分偏析等制造缺陷，直接影響了增材構(gòu)件的力學性能。電磁脈沖增材技術(shù)作為一種新型、環(huán)保、高效的固相連接技術(shù)，在航空航天和汽車行業(yè)都具有非常大的應用前景。

在申請?zhí)枮閆L201780007332.4的專利中公開了一種用于在增材制造工藝中使用沖擊焊接成形的方法，該方法包括提供具有位于護套內(nèi)的粉末填充金屬芯的線材，然后將線材插入具有開口的導管內(nèi)，之后提供一個能量脈沖(電磁脈沖或激光脈沖)與護套相互作用以夾斷線材的一段，其中能量脈沖使段以足夠的速度朝向基底推進，粉末填充金屬芯焊接至基底。為了消除熔覆過程中易產(chǎn)生的氣孔、成分偏析等制造缺陷，其采用夾斷線材的方式進行增材，從而提高增材件的性能，但這種增材方法效率較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種重型運載火箭連接環(huán)電磁脈沖增材裝置及方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提高重型運載火箭連接環(huán)增材件組織的致密性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

本發(fā)明提供了一種重型運載火箭連接環(huán)電磁脈沖增材裝置，包括支架、齒輪盤、第一驅(qū)動電機、環(huán)形地軌和設置在所述支架頂端的、呈半圓環(huán)形的導軌，所述齒輪盤通過周向設置的多個滾輪與所述環(huán)形地軌轉(zhuǎn)動配合，所述齒輪盤的頂面用于放置環(huán)形的增材基體，所述第一驅(qū)動電機的輸出軸上固設有與所述齒輪盤嚙合的第一驅(qū)動齒輪；所述導軌上滑動設置有三個升降模塊，一個所述升降模塊能夠驅(qū)動彎曲模塊進行升降，另一個所述升降模塊能夠驅(qū)動電磁頭進行升降，再一個所述升降模塊能夠驅(qū)動旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓模塊進行升降；

所述電磁頭中設置有電磁線圈，所述電磁線圈電連接有電容和放電電路；

所述旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓模塊包括第二驅(qū)動電機和與所述第二驅(qū)動電機的輸出軸固連的摩擦棒；

所述彎曲模塊包括支撐框架和固設在所述支撐框架的底端的支撐板，所述支撐板上設置有導料槽和能夠驅(qū)動所述導料槽中的增材薄片相對所述導料槽滑動的驅(qū)動輪，所述支撐板上還設置有楔形塊、頂塊和頂輪，所述楔形塊、所述頂塊和所述頂輪均靠近所述導料槽的出料端，所述楔形塊的斜面和所述頂塊與所述增材薄片的一側(cè)緊密接觸，所述增材薄片的另一側(cè)與所述頂輪滑動配合。

優(yōu)選的，所述支撐框架上還固設有打磨機，所述打磨機用于打磨待結(jié)合的表面；所述待結(jié)合的表面為所述增材基體的表面和所述增材薄片的表面。

優(yōu)選的，所述升降模塊包括通過多個滑塊與所述導軌滑動配合的滑動框架，所述導軌的外側(cè)面上固設有弧形齒條，所述滑動框架上固設有導軌電機，所述導軌電機的輸出軸上固設有與所述弧形齒條嚙合的第二驅(qū)動齒輪，所述滑動框架上固設有一螺母，所述螺母與絲桿螺紋連接，絲桿電機能夠驅(qū)動所述絲桿轉(zhuǎn)動，所述絲桿電機固設在安裝板上，所述安裝板上連接有多個與所述滑動框架滑動配合的導向柱，所述導向柱的軸向與所述絲桿的軸向平行，所述導向柱遠離所述安裝板的一端與升降板固連，所述安裝板和所述升降板分別與所述絲桿轉(zhuǎn)動配合。