金属增材制造过程中工件的锤击强化机

文档序号:770430 发布日期:2021-04-09 浏览:35次 >En<

阅读说明:本技术 金属增材制造过程中工件的锤击强化机 (Hammering strengthening machine for workpiece in metal additive manufacturing process ) 是由 石贞 于 2020-11-28 设计创作,主要内容包括:本发明公开了金属增材制造过程中工件的锤击强化机,包括底座、导轨和第四步进电机;底座:上表面左右两端与中部和前表面右侧分别开设有不同形状的安装槽,底座的上表面左右两端分别安装有L形结构的支撑板,且支撑板的顶端固定连接有顶板,底座的上表面中部所开设的安装槽的内部上端设置有环形结构的转盘,转盘的侧环面中部开设有凹槽,底座的上表面左侧所开设的安装槽的内部设置有第一步进电机,锤头位置及角度便于调整,且设备对工件的固定性较好,同时设备在工作时能够自行对工件的位置及角度进行调节,以保证设备能够对工件的边角位置进行锤击,从而使设备的使用较为方便。(The invention discloses a hammering strengthening machine for a workpiece in a metal additive manufacturing process, which comprises a base, a guide rail and a fourth stepping motor, wherein the base is provided with a first guide rail; base: the mounting groove of different shapes has been seted up respectively on both ends and middle part and front surface right side about the upper surface, the backup pad of L shape structure is installed respectively at both ends about the upper surface of base, and the top fixedly connected with roof of backup pad, the inside upper end of the mounting groove seted up at the upper surface middle part of base is provided with loop configuration&#39;s carousel, the side anchor ring middle part of carousel is seted up flutedly, the inside of the mounting groove seted up on the upper surface left side of base is provided with first step motor, the adjustment of tup position and angle is convenient for, and equipment is better to the fixity of work piece, equipment can adjust the position and the angle of work piece by oneself at the during operation simultaneously, in order to guarantee that equipment can carry out the hammering to the corner position of work piece, thereby.)

金属增材制造过程中工件的锤击强化机

技术领域

本发明涉及锤击强化机技术领域,具体为金属增材制造过程中工件的锤击强化机。

背景技术

增材制造过程采用计算机设计软件制作工件三维模型,然后在计算机中对三维模型进行分层切片处理,使三维模型离散化为一系列二维层面,对每一层面进行路径规划、参数优化,再利用能量源进行逐层扫描并逐层添加材料,从而将三维模型转换成实体工件,但是在现有的金属增材制造过程中,熔融金属在极大的温度梯度下迅速熔化和凝固,可能在工件内部的层与层之间、不同搭接的道与道之间等局部区域产生各种特殊的内部冶金缺陷,如局部未熔合、气隙、卷入性和析出性气孔、裂纹,并严重影响成型工件的内部质量、力学性能,同时影响工件的表面精度与力学性能,此外,成型工件熔池顶部界面类似椭球体,导致成型层表面的平整度并不好,随着成型层的累积和成型件尺寸的不断增大,容易导致塌边和凹陷等问题,所以在金属增材制造的过程中,需要使用锤击设备对工件进行锤击,以达到消除工件残余内应力,抑制气孔和裂纹的出现,并提高成型工件表面精度,改善成型工件的制造精度和力学性能,但是现有的锤击设备存在锤头位置难以调整,难以对工件边角位置进行锤击,设备的固定机构对工件固定的稳定性较差,且难以自动调整工件角度及位置的缺点,导致锤击设备的使用较为不便。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷,提供金属增材制造过程中工件的锤击强化机,锤头位置及角度便于调整,且设备对工件的固定性较好,同时设备在工作时能够自行对工件的位置及角度进行调节,以保证设备能够对工件的边角位置进行锤击,从而使设备的使用较为方便,可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:金属增材制造过程中工件的锤击强化机,包括底座、导轨和第四步进电机;

底座:上表面左右两端与中部和前表面右侧分别开设有不同形状的安装槽,底座的上表面左右两端分别安装有L形结构的支撑板,且支撑板的顶端固定连接有顶板,底座的上表面中部所开设的安装槽的内部上端设置有环形结构的转盘,转盘的侧环面中部开设有凹槽,底座的上表面左侧所开设的安装槽的内部设置有第一步进电机,且第一步进电机的输出轴端部设置有与转盘的侧环面所开设的凹槽传动连接的滚轮,底座的上表面中部所开设的安装槽的内部设置有第一液压伸缩杆,第一液压伸缩杆的伸缩端固定连接有承重板,且承重板与转盘的内环侧相对应;

导轨:呈竖向设置于底座的后端,导轨的内部底端安装有第二液压伸缩杆,第二液压伸缩杆的伸缩端固定连接有固定板,固定板的左右两侧端部分别与导轨的内部左右两侧面滑动连接,且固定板的上表面中部设置有第二步进电机,第二步进电机的输出轴端部固定连接有活动板,活动板的上表面前端中部开设有滑槽,且活动板的前端所开设的滑槽的内部滑动连接有滑块,活动板的上表面后端左右两侧分别设置有两个第一电动推杆,且两个第一电动推杆的伸缩端端部分别固定连接滑块的后侧面上端左右两侧,滑块的下表面中部安装有第三步进电机,且第三步进电机的输出轴端部固定安装有电锤主体;

第四步进电机:共设置有两个,两个第四步进电机分别安装于左右两侧的支撑板的外侧面中部,第四步进电机的输出轴端部固定连接有连接板,且连接板的相对面四角分别设置有第二电动推杆,且同侧的第二电动推杆的伸缩端端部固定连接有侧推板;

其中:还包括单片机,所述单片机设置于底座的前表面右侧中部所开设的安装槽的内部,单片机的输入端电连接外部电源的输出端,且单片机的输出端与第一步进电机、第一液压伸缩杆、第二液压伸缩杆、第二步进电机、第一电动推杆、第三步进电机、电锤主体、第四步进电机和第二电动推杆的输入端电连接。

进一步的,还包括支撑架,所述支撑架为U形结构,且支撑架的前端侧臂为三角形结构,支撑架固定安装于活动板的下表面,且支撑架的后端下表面与固定板的上表面滑动连接。设置的支撑架能够加强活动板的稳定性,避免设备在使用时所产生的振动使活动板产生松动现象,从而保证设备在使用时的安全性与稳定性。

进一步的,还包括垫板,所述垫板共设置有两块,两块垫板分别安装于两块侧推板的相对面,且垫板的相对内侧面表面呈线性阵列开设有防滑槽。设置的垫板能够避免设备在对工件进行夹持时划伤工件表面,同时垫板表面所开设的防滑槽能够加强设备对工件的固定,从而使设备的使用更加便捷。

进一步的,还包括支撑杆,所述支撑杆共设置有四根,四根支撑杆的下端内侧面分别与底座的左右两侧面前后两端固定连接,且支撑杆的顶端分别与顶板的下表面四角固定连接,且支撑杆的相对内侧面分别与对应的支撑板的外表面前后两端固定连接。设置的支撑板能够加强支撑板与顶板的稳定性,从而保证设备在使用时的安全性。

进一步的,还包括第三电动推杆和卡块,所述第三电动推杆共设置有两个,两个第三电动推杆分别设置于底座的上表面右侧所开设的安装槽的内部前后两端,且第三电动推杆的伸缩端固定连接有卡块,卡块的左侧与转盘的外环侧对应卡接,第三电动推杆的输入端电连接单片机的输出端。设置的第三电动推杆和卡块能够将转盘的位置进行锁定,避免设备在对工件进行锤击时转盘出现偏移而影响工件的加工效果,从而使设备的使用更加方便。

进一步的,还包括过电滑环和电磁铁,所述底座的上表面中部所开设的安装槽的上端开设有环状槽,且底座的上端环状槽的内部设置有过电滑环,所述转盘的上表面呈圆周阵列开设有安装孔,且转盘的上表面所开设的安装孔的内部设置有电磁铁,电磁铁的输入端通过过电滑环电连接单片机的输出端。设置的过电滑环和电磁铁能够将工件固定于转盘的上表面,从而保证工件在进行加工时的稳定,以保证工件的生产质量。

进一步的,还包括盖板,所述盖板共设置有两个,两个盖板分别铰接于底座的上表面左右两侧所开设的安装槽的内部,且两个盖板分别将底座的上表面左右两侧所开设的安装槽覆盖。设置的盖板能够有效防止设备在锤击工件时所产生的残渣掉落至安装槽内部,从而达到降低设备损坏几率的目的。

进一步的,还包括门板和钢化玻璃,所述门板共设置有两个,两个门板分别铰接于两块支撑板的前端,门板的前表面中部开设有开口,且门板的前端开口的内部设置有钢化玻璃。设置的门板和钢化玻璃不仅能够防止设备在锤击工件时所产生的残渣飞溅伤人,同时能够方便工作人员观察工件的加工情况,以保证设备的正常运行,从而使设备的使用更加便捷。

进一步的,还包括第四电动推杆,所述第四电动推杆共设置有两个,两个第四电动推杆分别设置于固定板的下表面左右两侧,且两个第四电动推杆的伸缩端端部安装有防滑垫板,两块防滑垫板的外表面分别与导轨的内部左右两侧面相接触,第四电动推杆的输入端电连接单片机的输出端。设置的第四电动推杆能够对固定板进行加固,避免固定板出现移动而影响设备对工件的加工。

进一步的,还包括底板,所述底板为胶质平板结构,底板设置于底座和导轨的下表面,且底板的下表面与地面相接触。设置的底板能够有效缓解设备产生的振动对地面造成的影响,从而保证设备的平稳运行。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:本金属增材制造过程中工件的锤击强化机,具有以下好处:

1、锤头位置及角度便于调整,且设备对工件的固定性较好,同时设备在工作时能够自行对工件的位置及角度进行调节,以保证设备能够对工件的边角位置进行锤击,从而使设备的使用较为方便。

2、设置的支撑架能够加强活动板的稳定性,避免设备在使用时所产生的振动使活动板产生松动现象,同时支撑板能够加强支撑板与顶板的稳定性,从而保证设备在使用时的安全性与稳定性。

3、设置的第三电动推杆和卡块能够将转盘的位置进行锁定,避免设备在对工件进行锤击时转盘出现偏移而影响工件的加工效果,从而使设备的使用更加方便。

4、设置的门板和钢化玻璃不仅能够防止设备在锤击工件时所产生的残渣飞溅伤人,同时能够方便工作人员观察工件的加工情况,以保证设备的正常运行,从而使设备的使用更加便捷。

附图说明

图1为本发明结构示意图;

图2为本发明前侧剖面结构示意图;

图3为本发明右侧剖面结构示意图;

图4为本发明A处放大结构示意图。

图中:1底座、2支撑板、3顶板、4转盘、5第一步进电机、6第一液压伸缩杆、7承重板、8导轨、9第二液压伸缩杆、10固定板、11第二步进电机、12活动板、13第一电动推杆、14滑块、15第三步进电机、16电锤主体、17第四步进电机、18连接板、19第二电动推杆、20侧推板、21支撑架、22垫板、23支撑杆、24第三电动推杆、25卡块、26过电滑环、27电磁铁、28盖板、29门板、30钢化玻璃、31第四电动推杆、32底板、33单片机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4,本发明提供一种技术方案:金属增材制造过程中工件的锤击强化机,包括底座1、导轨8和第四步进电机17;

底座1:上表面左右两端与中部和前表面右侧分别开设有不同形状的安装槽,底座1的上表面左右两端分别安装有L形结构的支撑板2,且支撑板2的顶端固定连接有顶板3,底座1的上表面中部所开设的安装槽的内部上端设置有环形结构的转盘4,转盘4的侧环面中部开设有凹槽,底座1的上表面左侧所开设的安装槽的内部设置有第一步进电机5,且第一步进电机5的输出轴端部设置有与转盘4的侧环面所开设的凹槽传动连接的滚轮,底座1的上表面中部所开设的安装槽的内部设置有第一液压伸缩杆6,第一液压伸缩杆6的伸缩端固定连接有承重板7,且承重板7与转盘4的内环侧相对应;还包括支撑杆23,支撑杆23共设置有四根,四根支撑杆23的下端内侧面分别与底座1的左右两侧面前后两端固定连接,且支撑杆23的顶端分别与顶板3的下表面四角固定连接,且支撑杆23的相对内侧面分别与对应的支撑板2的外表面前后两端固定连接。设置的支撑板23能够加强支撑板2与顶板3的稳定性,从而保证设备在使用时的安全性。还包括第三电动推杆24和卡块25,第三电动推杆24共设置有两个,两个第三电动推杆24分别设置于底座1的上表面右侧所开设的安装槽的内部前后两端,且第三电动推杆24的伸缩端固定连接有卡块25,卡块25的左侧与转盘4的外环侧对应卡接,第三电动推杆24的输入端电连接单片机33的输出端。设置的第三电动推杆24和卡块25能够将转盘4的位置进行锁定,避免设备在对工件进行锤击时转盘4出现偏移而影响工件的加工效果,从而使设备的使用更加方便。还包括过电滑环26和电磁铁27,底座1的上表面中部所开设的安装槽的上端开设有环状槽,且底座1的上端环状槽的内部设置有过电滑环26,转盘4的上表面呈圆周阵列开设有安装孔,且转盘4的上表面所开设的安装孔的内部设置有电磁铁27,电磁铁27的输入端通过过电滑环26电连接单片机33的输出端。设置的过电滑环26和电磁铁27能够将工件固定于转盘4的上表面,从而保证工件在进行加工时的稳定,以保证工件的生产质量。还包括盖板28,盖板28共设置有两个,两个盖板28分别铰接于底座1的上表面左右两侧所开设的安装槽的内部,且两个盖板28分别将底座1的上表面左右两侧所开设的安装槽覆盖。设置的盖板28能够有效防止设备在锤击工件时所产生的残渣掉落至安装槽内部,从而达到降低设备损坏几率的目的。还包括门板29和钢化玻璃30,门板29共设置有两个,两个门板29分别铰接于两块支撑板2的前端,门板29的前表面中部开设有开口,且门板29的前端开口的内部设置有钢化玻璃30。设置的门板29和钢化玻璃30不仅能够防止设备在锤击工件时所产生的残渣飞溅伤人,同时能够方便工作人员观察工件的加工情况,以保证设备的正常运行,从而使设备的使用更加便捷。还包括底板32,底板32为胶质平板结构,底板32设置于底座1和导轨8的下表面,且底板32的下表面与地面相接触。设置的底板32能够有效缓解设备产生的振动对地面造成的影响,从而保证设备的平稳运行。

导轨8:呈竖向设置于底座1的后端,导轨8的内部底端安装有第二液压伸缩杆9,第二液压伸缩杆9的伸缩端固定连接有固定板10,固定板10的左右两侧端部分别与导轨8的内部左右两侧面滑动连接,且固定板10的上表面中部设置有第二步进电机11,第二步进电机11的输出轴端部固定连接有活动板12,活动板12的上表面前端中部开设有滑槽,且活动板12的前端所开设的滑槽的内部滑动连接有滑块14,活动板12的上表面后端左右两侧分别设置有两个第一电动推杆13,且两个第一电动推杆13的伸缩端端部分别固定连接滑块14的后侧面上端左右两侧,滑块14的下表面中部安装有第三步进电机15,且第三步进电机15的输出轴端部固定安装有电锤主体16;还包括支撑架21,支撑架21为U形结构,且支撑架21的前端侧臂为三角形结构,支撑架21固定安装于活动板12的下表面,且支撑架21的后端下表面与固定板10的上表面滑动连接。设置的支撑架21能够加强活动板12的稳定性,避免设备在使用时所产生的振动使活动板12产生松动现象,从而保证设备在使用时的安全性与稳定性。还包括第四电动推杆31,第四电动推杆31共设置有两个,两个第四电动推杆31分别设置于固定板10的下表面左右两侧,且两个第四电动推杆31的伸缩端端部安装有防滑垫板,两块防滑垫板的外表面分别与导轨8的内部左右两侧面相接触,第四电动推杆31的输入端电连接单片机33的输出端。设置的第四电动推杆31能够对固定板10进行加固,避免固定板10出现移动而影响设备对工件的加工。

第四步进电机17:共设置有两个,两个第四步进电机17分别安装于左右两侧的支撑板2的外侧面中部,第四步进电机17的输出轴端部固定连接有连接板18,且连接板18的相对面四角分别设置有第二电动推杆19,且同侧的第二电动推杆19的伸缩端端部固定连接有侧推板20;还包括垫板22,垫板22共设置有两块,两块垫板22分别安装于两块侧推板20的相对面,且垫板22的相对内侧面表面呈线性阵列开设有防滑槽。设置的垫板22能够避免设备在对工件进行夹持时划伤工件表面,同时垫板22表面所开设的防滑槽能够加强设备对工件的固定,从而使设备的使用更加便捷。

其中:还包括单片机33,单片机33设置于底座1的前表面右侧中部所开设的安装槽的内部,单片机33的输入端电连接外部电源的输出端,且单片机33的输出端与第一步进电机5、第一液压伸缩杆6、第二液压伸缩杆9、第二步进电机11、第一电动推杆13、第三步进电机15、电锤主体16、第四步进电机17和第二电动推杆19的输入端电连接。

在使用时:将工件放置于转盘4的上表面,然后通过第二电动推杆19带动侧推板20将工件进行夹持定位,单片机33控制电磁铁27将工件进行吸附,同时根据预设程序控制第二液压伸缩杆9带动固定板10进行升降,以保证电锤主体16处于合适高度,然后第二步进电机11带动活动板12进行转动,且第一电动推杆13带动滑块14进行移动,使电锤主体16到达合适位置,电锤主体16对工件进行锤击,需要改变工件角度时,第二电动推杆19带动侧推板20收回,第一步进电机5带动转盘4进行转动,从而使工件进行转动,改变工件高度时,电磁铁27解除对工件的锁定,然后第一液压伸缩杆6通过承重板7带动工件上升,然后第二电动推杆19带动侧推板重新将工件固定,改变工件角度时,第一液压伸缩杆6带动承重板7下降,然后第四步进电机17通过带动连接板18的转动带动第二电动推杆19与侧推板20进行转动,以达到转动工件的目的。

值得注意的是,本实施例中所公开的第一步进电机5选用上海美蓓亚精密电机有限公司的BML2型直流电机,第一液压伸缩杆6选用扬州奥硕液压机械有限公司的011型电液推杆,第二液压伸缩杆9选用扬州奥硕液压机械有限公司的021型电液推杆,第二步进电机11选用上海美蓓亚精密电机有限公司的BML1型直流电机,第一电动推杆13选用东莞龙翔五金的步进50型电动推杆,第三步进电机15选用淄博奥维传动的ZYT型直流电机,电锤主体16选用德国芝浦的Z1C-OLD-30型电锤主体,第四步进电机17选用深圳市鼎宏电机制品有限公司的2IK6GN-C型步进电机,第二电动推杆19选用昆山诺曼森传动设备有限公司的DDA200型电动推杆,第三电动推杆24选用昆山诺曼森传动设备有限公司的DDA80型电动推杆,过电滑环26选用广东嘉驰的100型过电滑环,电磁铁27选用浙江兴昊的XDA-120型电磁铁,第四电动推杆31选用东莞特姆优传动科技有限公司的U1型电动推杆,单片机33具体型号为西门子S7-200。单片机33控制第一步进电机5、第一液压伸缩杆6、第二液压伸缩杆9、第二步进电机11、第一电动推杆13、第三步进电机15、电锤主体16、第四步进电机17、第二电动推杆19、第三电动推杆24、过电滑环26、电磁铁27和第四电动推杆31工作采用现有技术中常用的方法。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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