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一种激光熔覆设备的制作方法

时间:2022-02-17 阅读: 作者:专利查询

一种激光熔覆设备的制作方法

1.本实用新型涉及零件加工技术领域,尤其涉及一种激光熔覆设备。


背景技术:

2.在零件加工过程中,通常会利用激光熔覆设备,在零件的外表面或内表面形成一层厚度符合要求的熔覆层。激光熔覆设备一般包括基座、主轴箱以及激光熔覆机构。被加工的零件在主轴箱的驱动下转动,此时有利于激光熔覆机构对其进行加工处理。
3.现有技术提供的应用于激光熔覆设备的主轴箱所包括的主轴存在轴向窜动的风险。此时,由主轴箱驱动的待加工零件不仅会发生轴向的窜动,而且还存在摆动的风险。这将会导致经激光熔覆机构熔覆在零件上的熔覆层的不均匀性,从而降低加工后零件的质量。


技术实现要素:

4.本实用新型的目的在于提供一种激光熔覆设备,用于提高加工后零件的质量。
5.为了实现上述目的,本实用新型提供一种激光熔覆设备。该激光熔覆设备包括:基座、主轴箱、支撑机构和激光熔覆机构。
6.主轴箱包括箱体、第一驱动组件、第一轴承组件、第二轴承组件、第一调节螺母、第二调节螺母和主轴。箱体由基座承载,第一驱动组件容置在箱体内,第一驱动组件的动力输出端与主轴动力连接。第一轴承组件和第二轴承组件由箱体承载,第一轴承组件和第二轴承组件所具有的中心轴线重合。第一调节螺母设置在第一轴承组件与第二轴承组件相对的一端,第一调节螺母与主轴紧固连接,用于限定主轴轴向的自由度。第二调节螺母设置在第二轴承组件与第一轴承组件相对的一端,第二调节螺母与主轴紧固连接,用于限定主轴轴向的自由度。主轴由第一轴承组件和第二轴承组件承载,且贯穿箱体后与零件动力连接。激光熔覆机构和主轴箱相对设置,激光熔覆机构用于加工零件。支撑机构位于主轴箱和激光熔覆机构之间,用于支撑零件。
7.与现有技术相比,本实用新型提供的激光熔覆设备中,由于第一调节螺母可以用于限定主轴轴向的自由度,第二调节螺母可以用于限定主轴轴向的自由度。即,通过在主轴上设置第一调节螺母和第二调节螺母,可以避免主轴发生轴向的窜动。此时,不仅可以避免与主轴动力连接的零件发生轴向的窜动。同时,还可以避免主轴在旋转过程中,由于主轴轴向窜动引起的主轴径向摆动的问题,进而可以避免与主轴动力连接的零件发生径向的摆动。基于此,可以减小或消除激光熔覆机构与零件之间的角度误差以及其他加工误差,使零件表面形成厚度均匀且合格的熔覆层,以提高零件的加工质量。
附图说明
8.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,构成本实用新型的一部分,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的
不当限定。在附图中:
9.图1为本实用新型实施例中激光熔覆设备的第一视角图;
10.图2为本实用新型实施例中主轴箱的剖视图;
11.图3为本实用新型实施例中图2的部分结构放大示意图;
12.图4为本实用新型实施例中主轴箱的第一视角图;
13.图5为本实用新型实施例中激光熔覆设备的俯视图;
14.图6为本实用新型实施例中支撑机构的第一视角图;
15.图7为本实用新型实施例中支撑机构的第二视角图;
16.图8为本实用新型实施例中激光熔覆设备的第二视角图;
17.图9为本实用新型实施例中第一移动件的结构示意图;
18.图10为本实用新型实施例中折叠式防护件的结构示意图;
19.图11为本实用新型实施例中图1的部分结构放大示意图;
20.图12为本实用新型实施例中激光熔覆设备的第三视角图;
21.图13为本实用新型实施例中激光熔覆设备的后视图;
22.图14为本实用新型实施例中激光熔覆设备的仰视图;
23.图15为本实用新型实施例中激光熔覆设备的主视图;
24.图16为本实用新型实施例中激光熔覆设备的右视图;
25.图17为本实用新型实施例中激光熔覆设备的左视图;
26.图18为本实用新型实施例中激光熔覆设备的第四视角图;
27.图19为本实用新型实施例中主轴箱的第二视角图;
28.图20为本实用新型实施例中图4的左视图;
29.图21为本实用新型实施例中图4的右视图;
30.图22为本实用新型实施例中图4的后视图;
31.图23为本实用新型实施例中图4的正视图;
32.图24为本实用新型实施例中图4的仰视图;
33.图25为本实用新型实施例中图4的俯视图;
34.图26为本实用新型实施例中图6的仰视图;
35.图27为本实用新型实施例中图6的正视图;
36.图28为本实用新型实施例中图6的左视图;
37.图29为本实用新型实施例中图6的右视图;
38.图30为本实用新型实施例中图6的俯视图;
39.图31为本实用新型实施例中图6的后视图。
40.附图标记:
41.1-基座;
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2-主轴箱,
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20-箱体,
42.21-第一驱动组件,
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210-电机,
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211-减速机;
43.22-第一轴承组件,
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220-第一轴承座,
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221-第一轴承,
44.222-第一轴承压盖,
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223-第一油管接头,
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224-第一密封圈;
45.23-第二轴承组件,
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230-第二轴承座,
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231-第二轴承,
46.232-第二轴承压盖,
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233-第二油管接头,
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234-第二密封圈;
47.24-第一调节螺母,
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25-第二调节螺母,
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26-主轴,
48.27-编码器齿轮,
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28-皮带,
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290-带轮,
49.291-防护壳,
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293-三爪定心卡盘;
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3-支撑机构,
50.30-基板,
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31-第二驱动组件,
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310-驱动件,
51.311-执行件,
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32-支撑架,
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33-滚动件,
52.330-连接轴,
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34-导向组件,
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340-导向套,
53.341-导向柱;
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4-激光熔覆机构,
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40-激光熔覆头,
54.41-移动组件,
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410-第一移动件,
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4100-第一丝杆,
55.4101-第一驱动件,
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4102-第一滑块,
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4103-第一导向件,
56.4104-折叠式防护件,
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41040-不锈钢伸缩片,
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41041-百叶式可伸缩片,
57.411-第二移动件,
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412-第三移动件,
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42-吸尘件,
58.43-监测件;
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5-控制机构,
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50-系统操作屏,
59.51-控制柜,
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6-零件。
具体实施方式
60.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
61.需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
62.此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上,除非另有明确具体的限定。
63.在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
64.在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
65.在零件加工过程中,通常会利用激光熔覆设备,在零件的外表面或内表面形成一层厚度符合要求的熔覆层。激光熔覆设备一般包括基座、主轴箱以及激光熔覆机构。被加工的零件在主轴箱的驱动下转动,此时有利于激光熔覆机构对其进行加工处理。
66.现有技术提供的应用于激光熔覆设备的主轴箱所包括的主轴存在轴向窜动的风
险,进一步地,在主轴转动过程中,由于主轴的轴向窜动会使主轴存在径向摆动的风险。此时,由主轴箱驱动的待加工零件不仅会发生轴向的窜动,同时还存在径向摆动的风险。这将会导致经激光熔覆机构熔覆在零件上的熔覆层的不均匀性,从而降低加工后零件的质量。
67.为了解决上述技术问题,本实用新型实施例提供了一种激光熔覆设备。上述激光熔覆设备可以用于加工零件的内孔,以在零件内孔的侧壁上形成厚度均匀且合格的熔覆层。应理解,此处加工具有内孔的零件仅用于解释说明,不用于具体限定。
68.参见图1至图4,该激光熔覆设备包括:基座1、主轴箱2、支撑机构3和激光熔覆机构4。主轴箱2包括箱体20、第一驱动组件21、第一轴承组件22、第二轴承组件23、第一调节螺母24、第二调节螺母25和主轴26。箱体20由基座1承载,第一驱动组件21容置在箱体20内,第一驱动组件21的动力输出端与主轴26动力连接。第一轴承组件22和第二轴承组件23由箱体20承载,第一轴承组件22和第二轴承组件23所具有的中心轴线重合。第一调节螺母24设置在第一轴承组件22与第二轴承组件23相对的一端,第一调节螺母24与主轴26紧固连接,用于限定主轴26轴向的自由度。第二调节螺母25设置在第二轴承组件23与第一轴承组件22相对的一端,第二调节螺母25与主轴26紧固连接,用于限定主轴26轴向的自由度。主轴26由第一轴承组件22和第二轴承组件23承载,且贯穿箱体20后与零件6动力连接。激光熔覆机构4和主轴箱2相对设置,激光熔覆机构4用于加工零件6。支撑机构3位于主轴箱2和激光熔覆机构4之间,用于支撑零件6。
69.参见图1,上述基座1的形状、材质等均可以根据实际情况进行设置,在此不做具体限定。在基座1的底端具有移动空间,这里的“移动空间”用于后期叉车或其他移动设备搬运基座1或激光熔覆设备。此外,在基座1的底端(周边裙部)还开设有多个螺栓孔,用于对应固定多个高度调节件。上述高度调节件可以是垫铁、地脚或支撑杆等。在本实用新型实施例中,采用支撑杆作为高度调节件。当基座1或激光熔覆设备所处的位置不是水平面时,可以通过调节支撑杆的高度,以使基座1或激光熔覆设备处于水平状态,进而可以确保零件6的加工精度,提高零件6的加工质量。
70.参见图1至图5,由于上述第一驱动组件21、第一轴承组件22、第二轴承组件23、第一调节螺母24、第二调节螺母25和主轴26均设置在箱体20内,此时可以防止零件6加工过程中产生的粉末进入上述构件中,以确保上述构件的正常工作。在实际使用过程中,通过第一驱动组件21、第一轴承组件22和第二轴承组件23的配合,使主轴26的转动,进而带动零件6转动。上述箱体20由基座1承载,箱体20的形状、材质、制作工艺等均可以根据实际情况进行设置,在此不做具体限定。例如,箱体20可以采用刚度高的材料制成,例如钢材、合金。由于刚度高的材料抵抗变形的能力强,在实际使用过程中不易变形或开裂,可以确保箱体20的稳定性和安全性,进而可以确保激光熔覆设备的稳定性和安全性。在本实用新型实施例中,箱体20采用30mm的钢板焊接形成。进一步地,在第一驱动组件21的外侧设置有防护壳291,用于防止零件6加工过程中产生的粉末进入防护壳291,避免影响第一驱动组件21的正常工作,以确保主轴26带动零件6正常转动。
71.参见图1,上述激光熔覆机构4可以设置在基座1的端部,也可以设置在基座1的中间任意位置,还可以设置在基座1的侧面,只要可以用于加工零件6即可。例如,上述激光熔覆机构4可以和主轴箱2相对设置。此时,激光熔覆机构4与主轴箱2驱动连接的零件6正对,便于调整激光熔覆机构4与零件6之间的相对位置,有利于激光熔覆机构4加工零件6。此外,
上述激光熔覆机构4相对于基座1可以是固定连接,也可以是滑动连接。上述“加工零件6”可以理解为,激光熔覆机构4通过利用激光熔覆头40发射激光熔覆粉末,以在零件6外壁上形成一层厚度符合要求的熔覆层。
72.参见图1和图2,上述支撑机构3相对于基座1可以是固定连接,也可以是滑动连接。此外,支撑机构3可以设置在基座1的中间任意位置,只要确保支撑机构3可以支撑零件6即可。若支撑机构3与基座1固定连接,此时零件6可以稳定的设置在支撑机构3与主轴箱2之间,即支撑机构3和主轴箱2上的三爪定心卡盘293共同作用,以稳定支撑零件6。此时,不仅可以确保零件6的加工安全,同时还可以对长、重零件6的同心度进行把控。若支撑机构3与基座1滑动连接,此时主轴箱2与支撑机构3之间的距离可以根据待加工零件6的长度进行调节,以适用于不同长度的零件6,扩大激光熔覆设备的使用范围。当支撑机构3设置在基座1的中间任意位置时,此时不受限于支撑机构3与基座1的连接方式,支撑机构3可以用于支撑任意长度的零件6。在本实用新型实施例中,上述支撑机构3相对于基座1滑动连接。
73.参见图1和图2,本实用新型实施例提供的激光熔覆设备中,由于第一调节螺母24可以用于限定主轴26轴向的自由度,第二调节螺母25可以用于限定主轴26轴向的自由度。即,通过在主轴26上设置第一调节螺母24和第二调节螺母25,可以避免主轴26发生轴向的窜动。此时,不仅可以避免与主轴26动力连接的零件6发生轴向的窜动。同时,还可以避免主轴26在旋转过程中,由于主轴26轴向窜动引起的主轴26径向摆动的问题,进而可以避免与主轴26动力连接的零件6发生径向的摆动。基于此,可以减小或消除激光熔覆机构4与零件6之间的角度误差以及其他加工误差,使零件6表面形成厚度均匀且合格的熔覆层,以提高零件6的加工质量。
74.作为一种可能的实现方式,上述基座为一体式基座或组装式基座。
75.在一种示例中,参见图1,当上述基座1为一体式基座时,在实际使用前,不需要对基座1再进行组装。此时,不仅可以防止由于焊接或螺纹连接等组装方式,导致的基座1发生形变或基准面发生变化等情况的产生,即可以减小或消除基座1的组装误差。同时,当采用一体式基座时,由于基座1的组装误差减小或消除,此时不需要再调整基座1各部分之间的相对位置,节省了调整时间,提高了零件6的加工效率。接着,由于零件6可以通过主轴箱2和支撑机构3设置在一体式基座上,并且主轴箱2和支撑机构3所在位置的基座1不存在组装误差,此时可以确保零件6设置的角度,位置均符合实际要求。进一步地,由于用于加工零件6的激光熔覆机构4也设置在一体式基座上。此时可以确保激光熔覆机构4设置的角度,位置也符合实际要求,进而可以减小或消除激光熔覆机构4与零件6之间的角度误差以及其他加工误差。基于此,可以使零件6表面形成厚度合格的熔覆层,以提高零件6的加工质量。
76.示例性的,上述一体式基座可以采用铸造成型工艺制作,可以采用3d打印成型工艺制作。
77.具体的,当采用铸造成型工艺制作基座时,可以生产任意形状、任意大小的基座。例如,内腔形状复杂的基座。并且,上述工艺适应性强,可以用于制作不同材质的基座。再者,利用铸造成型工艺制作的基座成本较低,可以批量生产。此外,采用铸造成型工艺制作形成的基座,具有高效的精度持久保持性,免售后维护。应理解,这里的“免售后维护”可以理解为在激光熔覆设备正常使用年限内,采用铸造成型工艺制作的基座的刚性、尺寸以及外观基本与出厂前(制作成型时)没有发生变化,进而不需要中途对基座进行刚性形变的修
正或尺寸校正。
78.当采用3d打印成型工艺制作基座时,不需要剔除边角料,节省了材料,提高了材料的利用率。其次,该工艺不需要庞大复杂的生产线。利用计算机、打印机等设备即可获得基座需要的形状以及结构,降低了生产成本,同时还缩短了不同规格的基座的研发制作周期。此外,利用上述工艺可以制作出高精度、并且复杂的基座。
79.在另一种示例中,参见1,当上述基座1为组装式基座时,基座1可以根据待打印零件6的长度或直径,随时延长(或缩短)基座1的长度或扩大(或缩小)基座1的宽度,以满足待打印零件6的尺寸需要。同时,也可以根据待打印零件6的尺寸以及加工场地的大小,缩短基座1的长度或缩小基座1的宽度。进一步地,组装式基座还可以适应入口狭小或存在弯曲通道的加工场地。例如,当加工场地的入口较小时,可以先将组装式基座拆分,接着将拆分后的零部件带入加工场地中,之后再对基座1进行组装以满足实际需要。基于此,组装式基座可以扩大基座1的适用范围,进而扩大激光熔覆设备的适用范围。
80.参见图1,上述组装式基座可以采用刚度高的材料制成,例如钢材、合金。由于刚度高的材料抵抗变形的能力强,在实际使用过程中不易变形或开裂,可以确保组装式基座的稳定性和安全性,进而可以确保激光熔覆设备的稳定性和安全性。在本实用新型实施例中,组装式基座被拆分成多个部分,每个部分均采用钢制方管焊接组成。在实际使用之前,根据待打印零件6的尺寸以及加工场地的大小,选择合适数量的焊接好的部分,并将其组装在一起即可。应理解,这里的“组装在一起”中“组装”的方式,可以是螺栓连接、焊接等。
81.作为一种可能的实现方式,参见图2,上述第一驱动组件21可以包括电机210以及与电机210动力连接的减速机211,减速机211所具有的输出轴与主轴26动力连接。
82.示例性的,参见图2,由于电机210在低速驱动主轴转动(例如主轴的转动速度为10r/min)过程中,电机210频率过低,此时电机210无法产生足够大的启动转矩,以保证电动机的正常启动。同时,对于自通风的电机210,如果电机210频率过低,且电机210勉强启动时,由于电机210转速过低,启动电流较大。此时会造成绕组发热,易损坏绕组,进而损坏电机210。基于此,通过设置减速机211不仅可以在不降低电机210频率的情况下降低主轴的转动速度,同时还可以增加电机210的转矩,防止电机210启动时电流过大烧穿电机210,进而起到保护电机210的作用。
83.作为一种可能的实现方式,参见图2和图3,上述第一轴承组件22可以包括第一轴承座220、第一轴承221和第一轴承压盖222。第一轴承座220由箱体20承载,第一轴承221容置在第一轴承座220内,第一轴承压盖222盖设在第一轴承221与第二轴承231相对的端面。第一调节螺母24螺纹旋接在第一轴承压盖222与第二轴承压盖232相对的一端,并且第一调节螺母24和主轴26紧固连接。
84.具体的,参见图2和图3,上述主轴26上具有与第一调节螺母24的内螺纹相匹配的外螺纹,第一调节螺母24通过螺纹旋接在主轴26上,并且第一调节螺母24与第一轴承压盖222抵接。至于第一调节螺母24与第一轴承压盖222抵接的方式,可以根据实际情况进行设置。例如,第一调节螺母24与第一轴承压盖222可以仅是接触面相互紧靠。或者,可以是第一调节螺母24的部分结构伸入第一轴承压盖222中,并且第一调节螺母24与第一轴承压盖222的接触面紧靠。
85.参见图2和图3,此外,上述第一轴承组件22还可以包括第一油管接头223和第一密
封圈224。上述第一油管接头223的一端与第一轴承221连接,另一端设置在箱体的外壁上,此时便于外部通过第一油管接头223为第一轴承221提供润滑脂油。第一密封圈224设置在第一轴承221上,第一密封圈224可以用于防止第一轴承221漏油,同时也防止外界的杂物进入第一轴承221,提高第一轴承221的使用寿命。至于第一密封圈224的材质、结构等,在此不做具体限定。
86.参见图2和图3,第二轴承组件23包括第二轴承座230、第二轴承231和第二轴承压盖232。第二轴承座230由箱体20承载,第二轴承231容置在第二轴承座230内,第二轴承压盖232盖设在第二轴承231与第一轴承221相对的端面。第二调节螺母25螺纹旋接在第二轴承压盖232与第一轴承压盖222相对的一端,并且第二调节螺母25和主轴26紧固连接。
87.具体的,参见图2和图3,上述主轴26上具有与第二调节螺母25的内螺纹相匹配的外螺纹,第二调节螺母25通过螺纹旋接在主轴26上,并且第二调节螺母25与第二轴承压盖232抵接。至于第二调节螺母25与第二轴承压盖232抵接的方式,可以参考前文描述在此不再赘述。
88.参见图2和图3,此外,上述第二轴承组件23还可以包括第二油管接头233和第二密封圈234。上述第二油管接头233的一端与第二轴承231连接,另一端设置在箱体的外壁上,此时便于外部通过第二油管接头233为第二轴承231提供润滑脂油。第二密封圈234设置在第二轴承231上,第二密封圈234可以用于防止第二轴承231漏油,同时也防止外界的杂物进入第二轴承231,提高第二轴承231的使用寿命。至于第二密封圈234的材质、结构等,在此不做具体限定。
89.作为一种可能的实现方式,参见图2和图3,上述主轴箱2还可以包括编码器齿轮27和编码器(图2和图3中均未示出)。编码器齿轮27与主轴26所具有的动力输入端连接,编码器与编码器齿轮27连接,用于检测主轴26的转速。
90.示例性的,参见图2和图3,由前文可知,减速机211所具有的输出轴与主轴26动力连接。具体的,减速机211所具有的输出轴通过皮带28与设置在主轴26所具有的动力输入端的带轮290连接。接着,将编码器齿轮27与带轮290啮合。由于带轮290设置在主轴26上,此时带轮290的转速与主轴26的转速一致,又由于编码器齿轮27与带轮290啮合,此时编码器齿轮27与带轮290的转速一致,即编码器齿轮27与主轴26的转速一致。进一步地,由于编码器与编码器齿轮27连接,此时可以通过编码器检测出主轴26的转速,有利于根据待加工零件6的尺寸实时调整主轴26的转速,以更好的加工零件6,提高零件6的加工质量。在本实用新型实施例中,上述主轴26的转动速度可以是10r/min至80r/min,例如,可以是10r/min、23r/min、50r/min、65r/min或80r/min。具体的,可以根据激光熔覆时的线速度确定主轴26的转动速度。由于激光出粉的速度基本不变,当激光熔覆时的线速度保持一致时,可以使大零件和小零件在激光熔覆时,表面形成厚度一致的熔覆层。基于此,在加工大零件时,主轴26的转动速度要小一些。在加工小零件时,主轴26的转动速度要大一些。例如,当待加工的零件6较细时,主轴26的转动速度可以是80r/min。当待加工的零件6较粗时,主轴26的转动速度可以是10r/min。
91.作为一种可能的实现方式,参见图6和图7,上述支撑机构可以包括基板30、第二驱动组件31、支撑架32以及至少两个滚动件33。
92.参见图1、图6和图7,由前文描述可知,上述支撑机构3相对于基座1可以是固定连
接,也可以是滑动连接。在本实用新型实施例中,支撑机构3相对于基座1滑动连接。具体的,沿基座1的长度方向,基座1上设置有两条导轨(图1、图6和图7中均未示出),基板30设置在导轨上,并且基板30可以沿着导轨运动,即基板30可滑动的设置在基座1上。至于基板30的规格可以根据实际情况进行设置,在此不做具体限定。
93.参见图6和图7,第二驱动组件31的第一端与基板30连接,第二驱动组件31的第二端与支撑架32连接。上述连接方式多种多样,例如可以是焊接、螺纹连接或螺栓连接等。在本实用新型实施例中,由于第二驱动组件31的第一端设置有连接板,当第二驱动组件31的第一端贯穿基板30后,连接板与基板30螺栓连接,进而将第二驱动组件31的第一端与基板30连接。由于支撑架32正对第二驱动组件31的一面上设置有盲孔,第二驱动组件31的第二端与盲孔紧配合,进而使第二驱动组件31的第二端与支撑架32连接。
94.参见图6和图7,沿远离第二驱动组件31的一端,至少两个滚动件33相互平行的设置在支撑架32上,且至少两个滚动件33所具有的中心轴线与主轴所具有的中心轴线相互平行。
95.具体的,参见图6和图7,上述滚动件33可以用于支撑待加工零件6,并且在零件6转动过程中,上述滚动件33可以随着零件6一起转动。此时可以减小滚动件33与零件6之间的摩擦力,避免零件6受到损伤。进一步地,由于第二驱动组件31可以带动支撑架32和至少两个滚动件33做往复直线运动。此时可以根据待加工零件6的厚度,调节支撑机构3的高度,以使零件6稳定的设置在主轴箱的三爪定心卡盘处,以提高零件6的加工质量。
96.参见图6和图7,上述滚动件33设置在支撑架32上的方式多种多样,下面以两种可能的实现方式为例进行描述。应理解,以下描述仅用于理解,不用于具体限定。
97.示例一:参见图6和图7,沿着滚动件33的中心轴线,滚动件33上设置有一根连接轴330。在支撑架32的边缘对称开设至少两对凹槽。在实际使用过程中,将连接轴330搭设在支撑架32的凹槽上。
98.示例二:沿着滚动件的中心轴线,滚动件上设置有一根连接轴。在支撑架上对称开设至少两对通孔。在实际使用过程中,将连接轴贯穿上述通孔,以将滚动件设置在支撑架上。
99.上述两个示例中的连接轴的规格、凹槽的数量、通孔的数量均可以根据实际情况确定。上述滚动件可以是钢制滚轮或轴承等。在本实用新型实施例中,支撑架的两对凹槽上分别设置有一个钢制滚轮。
100.在一种可选方式中,参见图6和图7,上述第二驱动组件31可以包括驱动件310以及与驱动件310驱动连接的执行件311。执行件311的第一端与基板30连接,执行件311的第二端与支撑架32远离至少两个滚动件33的一端连接。在驱动件310的驱动下,执行件311用于带动支撑架32和至少两个滚动件33做往复直线运动。至于执行件311与基板30、支撑架32的连接方式,可以参考前文关于第二驱动组件31与基板30、支撑架32的连接方式,在此不再赘述。上述执行件311可以是丝杆升降机,驱动件310可以手轮或电机。
101.参见图6和图7,上述支撑机构3还可以包括导向组件34,导向组件34可以包括导向套340和导向柱341。导向套340与基板30连接,导向柱341的第一端插设在导向套340内,导向柱341的第二端与支撑架32连接。第二驱动组件31用于沿导向柱341的轴向带动支撑架32和至少两个滚动件33做往复直线运动。
102.具体的,参见图6和图7,上述导向组件34不仅可以为执行件311的运动起到导向作用,同时还可以起到支撑的作用,防止支撑架32上承载的零件由于受力不均匀发生侧翻,进而避免执行件311损坏。上述连接方式多种多样,例如可以是焊接、螺纹连接或螺栓连接等。在本实用新型实施例中,由于导向套340外侧设置有连接板,当连接板与基板30螺栓连接时,导向套340与基板30连接。由于支撑架32正对导向柱341的一面上设置有盲孔,导向柱341的第二端与盲孔紧配合,进而使导向柱341的第二端与支撑架32连接。上述导向套340可以是直线轴承、无油衬套等。在本实用新型实施例中,上述导向套340为直线轴承。
103.作为一种可能的实现方式,参见图1和图8,上述激光熔覆机构4可以包括激光熔覆头40以及移动组件41。
104.参见图1和图8,具体的,当将零件6固定在支撑机构3和主轴箱2上后,通过控制移动组件41可以调整激光熔覆头40与零件6之间的相对位置,例如激光熔覆头40与零件6之间的相对高度。同时还可以控制激光熔覆头40与零件6之间的垂直度。通过对以上参数、维度的控制,可以使利用激光熔覆头40在零件6内孔的侧壁上加工形成的熔覆层厚度更加精确,以满足实际需要。在本实用新型实施例中,移动组件41相对于基座1是滑动连接。由前文描述可知,沿基座1的长度方向,基座1上设置有两条导轨。移动组件41设置在导轨上,并且移动组件41可以沿着导轨运动,即移动组件41可滑动的设置在基座1上。
105.参见图1和图8,上述移动组件41可以包括运动方向不同且依次连接的第一移动件410、第二移动件411和第三移动件412。可以理解为,第一移动件410、第二移动件411和第三移动件412,这三个结构的运动方向均不相同,当然也可以理解为任意两个移动件的运动方向不同。上述第一移动件410设置在基座1上,激光熔覆头40设置在第三移动件412上,第三移动件412的长度延伸方向与基座1的长度延伸方向一致。此时,激光熔覆头40可以在第三移动件412的带动下,沿基座1的长度延伸方向运动。
106.参见图1和图8,移动组件41用于带动激光熔覆头40沿第一移动件410和/或,第二移动件411和/或,第三移动件412做直线运动。可以理解为,移动组件41可以带动激光熔覆头40仅沿第一移动件410做直线运动。或,移动组件41可以带动激光熔覆头40仅沿第二移动件411做直线运动。或,移动组件41可以带动激光熔覆头40仅沿第三移动件412做直线运动。或,移动组件41可以带动激光熔覆头40沿第一移动件410和第二移动件411做直线运动。或,移动组件41可以带动激光熔覆头40沿第一移动件410和第三移动件412做直线运动。或,移动组件41可以带动激光熔覆头40沿第二移动件411和第三移动件412做直线运动。或,移动组件41可以带动激光熔覆头40沿第一移动件410、第二移动件411和第三移动件412做直线运动。基于此,在上述移动组件41的带动下,激光熔覆头40可以根据零件6的长度、零件6的厚度以及零件6待加工的位置实施调整,以到达实际需要的位置。
107.参见图1和图8,上述第一移动件410、第二移动件411和第三移动件412可以分别代表三个不同的方向,并且这三个方向可以相互垂直,也可以不相互垂直。当上述三个方向相互垂直时,可以是任意三个相互垂直的方向。例如,在三维坐标系o-xyz中,上述第一移动件410可以带动激光熔覆头40沿x轴方向运动。第二移动件411可以带动激光熔覆头40沿z轴方向运动,此时可以使激光熔覆头40根据零件6厚度进行上下距离位置的调节。第三移动件412可以带动激光熔覆头40沿y轴方向运动,此时可以实现激光熔覆头40聚焦对中心时的纵向微调,提高激光熔覆头40的加工质量。此外,上述第一移动件410、第二移动件411和第三
移动件412中任意一个,均可与现有技术中的标准三维模组进行组装,实现上述移动件结构的通用性。
108.参见图8,在一种示例中,上述移动组件41中的第一移动件410、第二移动件411和第三移动件412组成结构可以相同,也可以完全不同,还可以部分相同。下面以第一移动件410和第三移动件412的组成结构为例进行描述,应理解,以下描述仅用于解释说明,不用于具体限定。
109.参见图8和图9,上述第一移动件410可以包括第一丝杆4100、与第一丝杆4100驱动连接的第一驱动件4101、第一滑块4102以及至少一个第一导向件4103。上述第一导向件4103和第一丝杆4100的长度方向均沿x轴方向(即基座的宽度方向)延伸。例如,上述第一驱动件4101可以是电机或手轮,在本实用新型实施例中,上述第一驱动件4101为手轮。第一导向件4103可以是导轨或滑轨。上述第一丝杆4100包括螺杆和螺母。第一滑块4102通过第一丝杆4100中的螺母与第一丝杆4100中的螺杆连接,手轮与螺杆连接为螺杆提供动力,以带动螺母运动,进而带动与螺母连接的第一滑块4102运动。由于上述第一移动件410包括相互平行并且间隔设置的两个导轨,第一丝杆4100沿x轴方向设置在两个导轨之间。此时,上述第一滑块4102的第一侧滑动设置在导轨上,第二移动件411与第一滑块4102的第二侧连接。基于此,工作人员可以通过控制手轮,以使第二移动件411利用第一滑块4102和导轨,在第一移动件410上沿x轴方向运动。
110.参见图8和图9,上述第二移动件411的组成结构与第一移动件410的组成结构大部分相同,区别在于在本实用新型实施例中,第二移动件411中的第二驱动件采用的是电机,当然也可以采用手轮。
111.在一种可选方式中,参见图8至图10,上述沿第一移动件410和第二移动件411的长度方向,第一移动件410和第二移动件411上均设置有至少一个折叠式防护件4104,用于防护第一移动件410和第二移动件411。在本实用新型实施例中,由于需要利用激光熔覆头发射激光熔覆粉末,以在零件内孔的侧壁上形成一层熔覆层。在实际加工过程中,粉末会飘散到空气中,易落在第一移动件410和第二移动件411上,此时会加剧第一移动件410和第二移动件411的磨损,造成第一移动件410和第二移动件411夹粉卡顿,降低第一移动件410和第二移动件411的使用寿命。由于上述第一移动件410和第二移动件411会带动激光熔覆头运动,此时防护件为折叠式防护件4104。上述折叠式防护件4104可以是百叶式可伸缩结构、平行四边形式可伸缩结构等。
112.下面以第一移动件上设置的折叠式防护件为例进行描述,应理解,以下描述仅用于解释说明,不用于具体限定。
113.示例性的,参见图8至图10,上述折叠式防护件4104可以沿第一导向件4103(例如导轨)的长度方向折叠或展开,基于此,当第一移动件410带动激光熔覆头运动时,折叠式防护件4104可以沿第一导向件4103向靠近或远离基座1宽度方向折叠收缩,防止粉末进入第一移动件410中,以确保第一移动件410正常运动。当上述第一导向件4103(例如导轨)为v型直线导轨(或u型直线导轨)时,开设在折叠式防护件4104上的凹槽为,与v型直线导轨(或u型直线导轨)形状相同的v型凹槽(或u型凹槽)。
114.具体的,参见8至图10,当折叠式防护件4104为折叠式防护罩时,折叠式防护罩可以包括上下两部分。其中,上半部分为不锈钢伸缩片41040,下半部分为百叶式可伸缩片
41041。沿折叠式防护罩的长度方向,上述百叶式可伸缩片41041上开设有与第一导向件4103形状相同的凹槽。相邻百叶式可伸缩片41041之间具有保护膜(图10中未示出),上述保护膜不仅可以将相邻百叶式可伸缩片41041紧密的连接在一起,同时还可以防止粉末散落到第一导向件4103上,起到保护第一导向件4103的作用。至于保护膜的材质、大小在此不做具体限定。上述不锈钢伸缩片41040可以是由多个盔甲不锈钢伸缩片组成,每个百叶式可伸缩叶片上均设置有盔甲不锈钢伸缩片,每个盔甲不锈钢伸缩片之间相互紧密衔接形成叠层。基于此,可以使整个折叠式防护罩的罩壳(即折叠式防护罩的上半部分)形成一个具有平面的整体。并且,上述结构可以使折叠式防护罩伸缩前后始终衔接呈无缝状态。此时,不仅有利于折叠式防护罩的上半部分承接散落的粉末,同时还有利于回收或清理上述粉末,避免由于折叠式防护罩的上半部分凹凸不平或有缝隙,导致粉末夹杂在折叠式防护罩的缝隙中。进一步地,上述不锈钢伸缩片41040由强度大的材料制成。此时,不锈钢伸缩片41040的承载量可以在6kg左右,进而可以确保当不锈钢伸缩片41040遇到外力时,保持初始状态,不产生形变。例如,当第二移动件411沿第一导向件4103运动时,第二移动件411会对折叠式防护罩施加推力或压缩力。由于构成折叠式防护罩的不锈钢伸缩片41040由强度大的材料制成,此时折叠式防护罩不仅不会发生边缘位置翘起的现象,同时还可以使折叠式防护罩整体平稳固定的,依附在第一导向件4103上。上述折叠式防护罩的宽度、压缩量、伸长量可以根据实际情况进行设置,在此不再赘述。
115.参见图8至图10,此外,在实际使用过程中,上述折叠式防护罩上还可以设置积粉盘(图8至图10中均未示出)。积粉盘与折叠式防护罩的连接方式多种多样,例如,可以是螺纹连接、卡接、粘结等。在本实用新型实施例中,积粉盘与折叠式防护罩采用螺纹连接。积粉盘位于折叠式防护罩上的位置,可以根据零件6加工的位置随时调整,至于积粉盘位置调整的方式、积粉盘的形状大小材质等在此均不做具体限定。通过设置积粉盘不仅可以随时收集散落下来的粉末,以便于后期重复利用或集中处理,同时还可以使折叠式防护罩和第一导向件4103保持整洁,有效的解决积粉的现象,进而解决第一移动件410由于粉末造成的易磨损的问题,延长第一移动件410的使用寿命。当然,也可以在折叠式防护罩处设置吸粉设备,以及时收集粉末,减小粉末暴露时间,便于二次利用。应理解,上述折叠式防护罩、积粉盘、吸粉设备不仅可以用于防护激光熔覆过程中散落的粉末,还可以防护空气中的其他粉尘,以及激光熔覆设备整体由于加工产生的铁屑等。
116.上述第三移动件可以包括沿y轴方向(即基座的长度方向)延伸的导轨,并且沿导轨的长度方向,在导轨上设置有齿条。在上述导轨和齿条上设置有驱动件,上述驱动件可以包括电机和齿轮,齿轮与齿条啮合。在电机的驱动下,电机带动齿轮运动,齿轮带动设置在导轨上的齿条移动,进而带动设置在齿条上的激光熔覆头运动。通过采用上述方式不仅可以快速、准确的调节激光熔覆头与零件之间的距离,同时还省时省力,提高了工作效率。此外,通过设置不同长度的第三移动件,可以使第三移动件适应不同长度(或深度)零件的加工。例如,上述第三移动件可以带动激光熔覆头对长度(或深度)为2米的零件,进行内孔侧壁的加工。
117.作为一种可能的实现方式,参见图11,上述激光熔覆设备还可以包括吸尘件42和监测件43。
118.参见图11,上述吸尘件42和监测件43均设置在激光熔覆头40的一侧,吸尘件42用
于吸收粉尘,防护激光熔覆头40。即通过设置吸尘件42可以吸取在加工过程中产生的粉末,此时不仅可以防止漂浮的粉末散落到零件6和激光熔覆头40上,确保零件6的加工质量和激光熔覆头40的正常使用,同时还可以回收粉末,对粉末进行二次利用。上述监测件43用于监测零件6的加工进度。即通过设置监测件43可以简单、快速、有效的监测观察零件6内孔的侧壁的加工情况以及激光熔覆头40的工作状态,进而有利于把控零件6的加工质量以及确保激光熔覆头40正常工作。在本实用新型实施例中,上述吸尘件42可以吸尘器,监测件43可以是内窥镜。
119.作为一种可能的实现方式,参见图11至图13,上述激光熔覆设备还可以包括控制机构5。主轴箱2、激光熔覆机构4、吸尘件42和监测件43可以均与控制机构5通信连接。具体的,上述控制机构5可以包括系统操作屏50和控制柜51。例如,可以在系统操作屏50的固定处开设有过线孔,电气控制管线通过过线孔与控制柜51连接。也可以将系统操作屏50和控制柜51通过航插连接。应理解,上述系统操作屏50和控制柜51连接的方式可以根据实际情况进行设置,在此不做具体限定。上述系统操作屏50不仅可以用于控制各个机构工作,还可以对零件6的加工参数进行设置。上述控制柜51为上述各个机构提供电力,并兼具控制元件安装,电源周转等功能。上述控制柜51上还设置有三个不同颜色的指示灯(图11至图13中均未示出)。具体的,控制柜51上设置有红色指示灯、黄色指示灯和绿色指示灯。当激光熔覆设备整体正常工作时,绿色指示灯亮起。当激光熔覆设备需要停机检修时,黄色指示灯亮起。当激光熔覆设备中某一部件出现故障时,红色指示灯亮起。相应的,以上各色指示灯亮起时,在系统操作屏50上也会显示相应的文字信息,从两个方面提醒工作人员进行相应的操作。
120.下面以一种可能的实现方式为例,描述激光熔覆设备的具体使用方式。应理解,以下描述仅用于理解,不用于具体限定。
121.参见图1至图31,将激光熔覆设备组成完成后,在实际加工之前,首先根据待加工零件6的长度和直径,调整支撑机构3与基座1之间的相对位置以及支撑机构3的高度,以使待加工零件6稳定的固定在三爪定心卡盘293和支撑机构3上。接着,利用机械臂或机器人等将待加工零件6吊装到激光熔覆设备处,采用主轴箱2和支撑机构3的一夹一滚轮支撑的方式夹持固定零件6,同时利用支撑机构3调整好零件6的旋转中心。之后,根据待加工零件6的长度、厚度以及激光熔覆头40需要聚焦对中心的位置等,调整第一移动件410、第二移动件411和第三移动件412。当上述移动件调整完毕后,工作人员利用系统操作屏50,控制激光熔覆头40对零件6内孔的侧壁进行加工处理。在激光熔覆头40加工过程中,工作人员可以通过内窥镜实时监测零件6内孔侧壁的加工情况,以不断调整零件6的加工参数,直至零件6加工完成。
122.在上述实施方式的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
123.以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。