CN109304465B - 一种金属增材制造过程中工件的锤击强化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属增材制造过程中工件的锤击强化装置，涉及金属技术领域，具体为一种金属增材制造过程中工件的锤击强化装置，包括底座、推杆和导向杆，所述底座的中部安装有顶杆，且顶杆的上方安装有限位滑槽，所述限位滑槽的上方安装有平板，所述平板的左右两侧均安装有支杆，且支杆的内部设置有调节螺杆，所述推杆的前端安装有伺服电机，且推杆位于支杆的上方。该金属增材制造过程中工件的锤击强化装置，遮尘罩可以防止外部的灰尘进入导向杆的内部，油环可以防止润滑油泄露，浸油海绵既可以有效的为活塞杆提供润滑效果，减轻活塞杆与导向杆之间的机械磨损，又能够有效的减轻活塞杆与导向杆之间的撞击力度。

Description

一种金属增材制造过程中工件的锤击强化装置

技术领域

本发明涉及金属增材制造设备技术领域，具体为一种金属增材制造过程中工件的锤击强化装置。

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。

在中国发明专利申请公开说明书CN206997778U中公开的一种金属增材制造过程中工件的锤击强化，该金属增材制造过程中工件的锤击强化，虽然释放残余应力及性能改善措施，抑制气孔和裂纹的出现，提高成型工件表面精度，但是，该金属增材制造过程中工件的锤击强化，不能好的根据装置做功的需要将待加工物体调整到合适位置，不能很好的对待加工物体的四周进行加固，不能很好的根据待加工物体的材质以及做功所需的力度使用重锤或者轻锤，不能很好的对装置做功产生的反向作用力进行削弱，降低装置做功产生的震动幅度，不能很好的减轻工作部件的机械磨损。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种金属增材制造过程中工件的锤击强化装置，解决了上述背景技术中提出的不能好的根据装置做功的需要将待加工物体调整到合适位置，不能很好的对待加工物体的四周进行加固，不能很好的根据待加工物体的材质以及做功所需的力度使用重锤或者轻锤，不能很好的对装置做功产生的反向作用力进行削弱，降低装置做功产生的震动幅度，不能很好的减轻工作部件的机械磨损的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种金属增材制造过程中工件的锤击强化装置，包括底座、推杆、导向杆和储气罐，所述底座的中部安装有顶杆，且顶杆的上方安装有限位滑槽，所述限位滑槽的上方安装有平板，所述平板的左右两侧均安装有支杆，且支杆的内部设置有调节螺杆，所述推杆的前端安装有伺服电机，且推杆位于支杆的上方，所述推杆的上方安装有轴杆，且轴杆远离推杆的一端安装有弹簧，所述弹簧远离轴杆的一端安装有重锤，且重锤的上方安装有轻锤，所述轻锤的上方安装有活塞杆，且活塞杆的上方安装有遮尘罩，所述导向杆的左侧安装有横杆，且导向杆位于遮尘罩的上方，所述横杆的后端安装有转盘，所述导向杆的上方连接有气管，且气管的中部安装有压缩机。

可选的，所述支杆通过调节螺杆与推杆之间构成拉伸结构，且支杆的竖直中心线与推杆的竖直中心线之间相互重合。

可选的，所述轴杆通过弹簧与重锤之间构成弹性结构，且伺服电机、轴杆和重锤三者均关于底座的竖直中心线方向对称分布。

可选的，所述顶杆的横截面设置为“T”字形结构，且顶杆通过限位滑槽与平板之间构成滑动结构，并且顶块、压块和拉杆三者之间均沿平板的四周均匀分布。

可选的，所述顶块通过拉杆、限位螺杆和调节滑槽三者之间的配合与平板构成可拆卸结构，且调节滑槽的内部呈“十”形结构。

可选的，所述活塞杆分别贯穿于遮尘罩、浸油海绵和油环三者的内部，且活塞杆的外部宽度小于导向杆的内部宽度。

可选的，所述转盘通过内齿套和主动齿轮之间的配合与电动机构成啮合传动，且转盘通过内滑槽与固定板之间构成滑动结构，并且内滑槽的内部呈圆环状结构。

可选的，所述固定板通过固定块构成一体式结构，且固定块包裹于滑轨的内部，并且滑轨垂直于储气罐的竖直中心线。

可选的，所述储气罐通过压缩机、气管和导向杆三者之间的配合与缓冲室构成连通结构，且缓冲室的竖直中心线与浮块的竖直中心线之间相互重合，并且浮块的外部呈“工”字形结构。

本发明提供了一种金属增材制造过程中工件的锤击强化装置，具备以下有益效果：

1、该金属增材制造过程中工件的锤击强化装置，通过限位滑槽能够有效的帮助平板沿顶杆的外部转动，能够有效的帮助使用者根据待加工物体的加工部位的不同，通过转动平板从而改变物体的方向，对物体的不同部位进行做工，同时顶杆能够为平板提供有效的支撑，承受平板自身的重量以及装置工作时产生的敲击力，将物体放置在平板的上方表面，拉杆可以沿调节滑槽的中轴线方向移动，通过拉杆、限位螺杆和调节滑槽三者之间的配合能够有效的帮助使用者根据物体的宽度调节顶块之间的距离，进而对物体进行固定，防止物体在装置工作中移动，提高装置对待加工物体的有效做功。

2、该金属增材制造过程中工件的锤击强化装置，通过调节螺杆能够有效的控制支杆与推杆之间所能构成的长度，便于使用者根据待加工物件的高度控制支杆与推杆之间所构成的合适长度，进而控制重锤与待加工物件之间的距离，能够使重锤对待加工物件进行有效敲击，从而敲碎待加工物件外部表面吸附的杂质，通过伺服电机、轴杆、弹簧与重锤四周之间的配合对待加工物件进行循环多次敲击，重锤对成型层进行敲击，有效释放成型件内部残余应力，改善金属内部组织形态，提高组织均匀性，在改善力学性能的同时增强了塑性，起到抑制裂纹萌生的作用，进而提高了成型件的疲劳寿命。

3.该金属增材制造过程中工件的锤击强化装置，遮尘罩可以防止外部的灰尘进入导向杆的内部，从而增大导向杆与活塞杆之间的摩擦力，或造成灰尘堆积，遮尘罩的褶皱结构为遮尘罩提供了可以变形的物理状态，能够有效的帮助遮尘罩进行工作，油环可以防止润滑油泄露，浸油海绵既可以有效的为活塞杆提供润滑效果，减轻活塞杆与导向杆之间的机械磨损，又能够有效的减轻活塞杆与导向杆之间的撞击力度。

4.该金属增材制造过程中工件的锤击强化装置，通过固定块和固定板之间的配合能够带动轻锤沿滑轨的水平中心线方向移动，能够有效的帮助使用者根据待加工物体所需敲击的部位进行移动，从而能够帮助使用者对待加工物体进行有效做功，通过压缩机、气管和导向杆三者之间的配合能够有效的将储气罐内部的气体导入缓冲室的内部，当轻锤对待加工物体进行敲击产生反向作用力时，活塞杆产生沿导向杆竖直中心线方向的作用力，气体推动浮块沿导向杆竖直中心线方向移动，对缓冲室内部的气体产生挤压，从而削弱敲击产生反向作用力，保证轻锤能够连续的对待加工物体进行敲击。

5.该金属增材制造过程中工件的锤击强化装置，通过内齿套和主动齿轮之间的配合能够有效的提高电动机的动力传递效率，降低电动机工作时做功部件之间的机械磨损，保证电动机能够稳定持续通过内齿套和主动齿轮之间的配合带动转盘转动，从而转盘通过横杆带动活塞杆沿导向杆的竖直中心线方向移动，使轻锤能够连续的对待加工物体进行有效的敲击，降低成型件气孔的出现几率，有助于组织应力的释放，进而减少裂纹的产生。

附图说明

图1为本发明主视结构示意图；

图2为本发明平板的底部结构示意图；

图3为本发明平板的俯视结构示意图；

图4为本发明转盘的内部结构示意图；

图5为本发明导向杆的内部结构示意图；

图6为本发明油环结构示意图。

图中：1、底座；2、支杆；3、调节螺杆；4、推杆；5、伺服电机；6、轴杆；7、弹簧；8、重锤；9、顶杆；10、平板；11、拉杆；12、顶块；13、压块；14、轻锤；15、活塞杆；16、遮尘罩；17、导向杆；18、转盘；19、横杆；20、固定板；21、气管；22、压缩机；23、储气罐；24、限位滑槽；25、调节滑槽；26、限位螺杆；27、内滑槽；28、内齿套；29、主动齿轮；30、电动机；31、缓冲室；32、浸油海绵；33、浮块；34、油环；35、固定块；36、滑轨。

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。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：一种金属增材制造过程中工件的锤击强化装置，包括底座1、推杆4、导向杆17和储气罐23，底座1的中部安装有顶杆9，且顶杆9的上方安装有限位滑槽24，限位滑槽24的上方安装有平板10，且平板10的上方安装有调节滑槽25，调节滑槽25的内部设置有拉杆11，且拉杆11的内部设置有限位螺杆26，顶块12通过拉杆11、限位螺杆26和调节滑槽25三者之间的配合与平板10构成可拆卸结构，且调节滑槽25的内部呈“十”形结构，该金属增材制造过程中工件的锤击强化装置，通过限位滑槽24能够有效的帮助平板10沿顶杆9的外部转动，能够有效的帮助使用者根据待加工物体的加工部位的不同，通过转动平板10从而改变物体的方向，对物体的不同部位进行做工，同时顶杆9能够为平板10提供有效的支撑，承受平板10自身的重量以及装置工作时产生的敲击力，将物体放置在平板10的上方表面，拉杆11可以沿调节滑槽25的中轴线方向移动，通过拉杆11、限位螺杆26和调节滑槽25三者之间的配合能够有效的帮助使用者根据物体的宽度调节顶块12之间的距离，进而对物体进行固定，防止物体在装置工作中移动，提高装置对待加工物体的有效做功；

平板10的上方安装有顶块12，且顶块12的上方安装有压块13，顶杆9的横截面设置为“T”字形结构，且顶杆9通过限位滑槽24与平板10之间构成滑动结构，并且顶块12、压块13和拉杆11三者之间均沿平板10的四周均匀分布，平板10的左右两侧均安装有支杆2，且支杆2的内部设置有调节螺杆3，支杆2的上方安装有推杆4，且推杆4的前端安装有伺服电机5，支杆2通过调节螺杆3与推杆4之间构成拉伸结构，且支杆2的竖直中心线与推杆4的竖直中心线之间相互重合，推杆4的上方安装有轴杆6，且轴杆6远离推杆4的一端安装有弹簧7，弹簧7远离轴杆6的一端安装有重锤8，且重锤8的上方安装有轻锤14，轴杆6通过弹簧7与重锤8之间构成弹性结构，且伺服电机5、轴杆6和重锤8三者均关于底座1的竖直中心线方向对称分布，该金属增材制造过程中工件的锤击强化装置，通过调节螺杆3能够有效的控制支杆2与推杆4之间所能构成的长度，便于使用者根据待加工物件的高度控制支杆2与推杆4之间所构成的合适长度，进而控制重锤8与待加工物件之间的距离，能够使重锤8对待加工物件进行有效敲击，从而敲碎待加工物件外部表面吸附的杂质，通过伺服电机5、轴杆6、弹簧7与重锤8四周之间的配合对待加工物件进行循环多次敲击，重锤8对成型层进行敲击，有效释放成型件内部残余应力，改善金属内部组织形态，提高组织均匀性，在改善力学性能的同时增强了塑性，起到抑制裂纹萌生的作用，进而提高了成型件的疲劳寿命，轻锤14的上方安装有活塞杆15，且活塞杆15的上方安装有遮尘罩16，遮尘罩16的上方安装有导向杆17，导向杆17的内部设置有油环34，且油环34的上方安装有浸油海绵32，活塞杆15分别贯穿于遮尘罩16、浸油海绵32和油环34三者的内部，且活塞杆15的外部宽度小于导向杆17的内部宽度，该金属增材制造过程中工件的锤击强化装置，遮尘罩16可以防止外部的灰尘进入导向杆17的内部，从而增大导向杆17与活塞杆15之间的摩擦力，或造成灰尘堆积，遮尘罩16的褶皱结构为遮尘罩16提供了可以变形的物理状态，能够有效的帮助遮尘罩16进行工作，油环34可以防止润滑油泄露，浸油海绵32既可以有效的为活塞杆15提供润滑效果，减轻活塞杆15与导向杆17之间的机械磨损，又能够有效的减轻活塞杆15与导向杆17之间的撞击力度；

浸油海绵32的上方安装有缓冲室31，且缓冲室31的内部设置有浮块33，储气罐23通过压缩机22、气管21和导向杆17三者之间的配合与缓冲室31构成连通结构，且缓冲室31的竖直中心线与浮块33的竖直中心线之间相互重合，并且浮块33的外部呈“工”字形结构，导向杆17的左侧安装有横杆19，且横杆19的后端安装有转盘18，转盘18的后端安装有内滑槽27，且内滑槽27的后端安装有固定板20，固定板20的后端安装有电动机30，转盘18通过内齿套28和主动齿轮29之间的配合与电动机30构成啮合传动，且转盘18通过内滑槽27与固定板20之间构成滑动结构，并且内滑槽27的内部呈圆环状结构，该金属增材制造过程中工件的锤击强化装置，通过内齿套28和主动齿轮29之间的配合能够有效的提高电动机30的动力传递效率，降低电动机30工作时做功部件之间的机械磨损，保证电动机30能够稳定持续通过内齿套28和主动齿轮29之间的配合带动转盘18转动，从而转盘18通过横杆19带动活塞杆15沿导向杆17的竖直中心线方向移动，使轻锤14能够连续的对待加工物体进行有效的敲击，降低成型件气孔的出现几率，有助于组织应力的释放，进而减少裂纹的产生，转盘18的内部设置有内齿套28，且内齿套28的内部设置有主动齿轮29，导向杆17的上方连接有气管21，且气管21的中部安装有压缩机22，压缩机22的后端安装有固定块35，且固定块35的上方安装有储气罐23，固定块35的内部设置有滑轨36，固定板20通过固定块35构成一体式结构，且固定块35包裹于滑轨36的内部，并且滑轨36垂直于储气罐23的竖直中心线，该金属增材制造过程中工件的锤击强化装置，通过固定块35和固定板20之间的配合能够带动轻锤14沿滑轨36的水平中心线方向移动，能够有效的帮助使用者根据待加工物体所需敲击的部位进行移动，从而能够帮助使用者对待加工物体进行有效做功，通过压缩机22、气管21和导向杆17三者之间的配合能够有效的将储气罐23内部的气体导入缓冲室31的内部，当轻锤14对待加工物体进行敲击产生反向作用力时，活塞杆15产生沿导向杆17竖直中心线方向的作用力，气体推动浮块33沿导向杆17竖直中心线方向移动，对缓冲室31内部的气体产生挤压，从而削弱敲击产生反向作用力，保证轻锤14能够连续的对待加工物体进行敲击。

综上，该金属增材制造过程中工件的锤击强化装置，使用时，将物体放置在平板10的上方表面，拉杆11沿调节滑槽25的中轴线方向移动，通过拉杆11、限位螺杆26和调节滑槽25三者之间的配合根据物体的宽度调节顶块12之间的距离，进而对物体进行固定，防止物体在装置工作中移动，提高装置对待加工物体的有效做功；

其次，通过调节螺杆3能够有效的控制支杆2与推杆4之间所能构成的长度，便于使用者根据待加工物件的高度控制支杆2与推杆4之间所构成的合适长度，进而控制重锤8与待加工物件之间的距离，启动伺服电机5，通过伺服电机5、轴杆6、弹簧7与重锤8四周之间的配合对待加工物件进行循环多次敲击，重锤8对成型层进行敲击，有效释放成型件内部残余应力，改善金属内部组织形态，提高组织均匀性，在改善力学性能的同时增强了塑性，起到抑制裂纹萌生的作用，进而提高了成型件的疲劳寿命，重锤8对待加工物件进行有效敲击，从而敲碎待加工物件外部表面吸附的杂质，再其次，通过限位滑槽24使平板10沿顶杆9的外部转动，帮助使用者根据待加工物体的加工部位的不同，通过转动平板10从而改变物体的方向，对物体的不同部位进行做工，同时顶杆9能够为平板10提供有效的支撑，承受平板10自身的重量以及装置工作时产生的敲击力，然后，启动电动机30，通过内齿套28和主动齿轮29之间的配合能够有效的提高电动机30的动力传递效率，使电动机30通过内齿套28和主动齿轮29之间的配合带动转盘18转动，从而转盘18通过横杆19带动活塞杆15沿导向杆17的竖直中心线方向移动，使轻锤14能够连续的对待加工物体进行有效的敲击，降低成型件气孔的出现几率，有助于组织应力的释放，进而减少裂纹的产生，同时，启动压缩机22，通过压缩机22、气管21和导向杆17三者之间的配合将储气罐23内部的气体导入缓冲室31的内部，当轻锤14对待加工物体进行敲击产生反向作用力时，活塞杆15产生沿导向杆17竖直中心线方向的作用力，气体推动浮块33沿导向杆17竖直中心线方向移动，对缓冲室31内部的气体产生挤压，从而削弱敲击产生反向作用力，保证轻锤14能够连续的对待加工物体进行敲击，而遮尘罩16可以防止外部的灰尘进入导向杆17的内部，从而增大导向杆17与活塞杆15之间的摩擦力，油环34可以防止润滑油泄露，浸油海绵32既可以有效的为活塞杆15提供润滑效果，减轻活塞杆15与导向杆17之间的机械磨损，又能够有效的减轻活塞杆15与导向杆17之间的撞击力度；

最后，通过固定块35和固定板20之间的配合带动轻锤14沿滑轨36的水平中心线方向移动，帮助使用者根据待加工物体所需敲击的部位进行移动，从而能够帮助使用者对待加工物体进行有效做功。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种金属增材制造过程中工件的锤击强化装置，包括底座(1)、推杆(4)、导向杆(17)和储气罐(23)，其特征在于：所述底座(1)的中部安装有顶杆(9)，且顶杆(9)的上方安装有限位滑槽(24)，所述限位滑槽(24)的上方安装有平板(10)，所述平板(10)的左右两侧均安装有支杆(2)，且支杆(2)的内部设置有调节螺杆(3)，所述推杆(4)的前端安装有伺服电机(5)，且推杆(4)位于支杆(2)的上方，所述推杆(4)的上方安装有轴杆(6)，且轴杆(6)远离推杆(4)的一端安装有弹簧(7)，所述弹簧(7)远离轴杆(6)的一端安装有重锤(8)，且重锤(8)的上方安装有轻锤(14)，所述轻锤(14)的上方安装有活塞杆(15)，且活塞杆(15)的上方安装有遮尘罩(16)，所述导向杆(17)的左侧安装有横杆(19)，且导向杆(17)位于遮尘罩(16)的上方，所述横杆(19)的后端安装有转盘(18)，所述导向杆(17)的上方连接有气管(21)，且气管(21)的中部安装有压缩机(22)。

2.根据权利要求1所述的一种金属增材制造过程中工件的锤击强化装置，其特征在于：所述支杆(2)通过调节螺杆(3)与推杆(4)之间构成拉伸结构，且支杆(2)的竖直中心线与推杆(4)的竖直中心线之间相互重合。

3.根据权利要求1所述的一种金属增材制造过程中工件的锤击强化装置，其特征在于：所述轴杆(6)通过弹簧(7)与重锤(8)之间构成弹性结构，且伺服电机(5)、轴杆(6)和重锤(8)三者均关于底座(1)的竖直中心线方向对称分布。

4.根据权利要求1所述的一种金属增材制造过程中工件的锤击强化装置，其特征在于：所述顶杆(9)的横截面设置为“T”字形结构，且顶杆(9)通过限位滑槽(24)与平板(10)之间构成滑动结构，并且顶块(12)、压块(13)和拉杆(11)三者之间均沿平板(10)的四周均匀分布。

5.根据权利要求4所述的一种金属增材制造过程中工件的锤击强化装置，其特征在于：所述顶块(12)通过拉杆(11)、限位螺杆(26)和调节滑槽(25)三者之间的配合与平板(10)构成可拆卸结构，且调节滑槽(25)的内部呈“十”形结构。

6.根据权利要求1所述的一种金属增材制造过程中工件的锤击强化装置，其特征在于：所述活塞杆(15)分别贯穿于遮尘罩(16)、浸油海绵(32)和油环(34)三者的内部，且活塞杆(15)的外部宽度小于导向杆(17)的内部宽度。

7.根据权利要求1所述的一种金属增材制造过程中工件的锤击强化装置，其特征在于：所述转盘(18)通过内齿套(28)和主动齿轮(29)之间的配合与电动机(30)构成啮合传动，且转盘(18)通过内滑槽(27)与固定板(20)之间构成滑动结构，并且内滑槽(27)的内部呈圆环状结构。

8.根据权利要求7所述的一种金属增材制造过程中工件的锤击强化装置，其特征在于：所述固定板(20)通过固定块(35)构成一体式结构，且固定块(35)包裹于滑轨(36)的内部，并且滑轨(36)垂直于储气罐(23)的竖直中心线。

9.根据权利要求1所述的一种金属增材制造过程中工件的锤击强化装置，其特征在于：所述储气罐(23)通过压缩机(22)、气管(21)和导向杆(17)三者之间的配合与缓冲室(31)构成连通结构，且缓冲室(31)的竖直中心线与浮块(33)的竖直中心线之间相互重合，并且浮块(33)的外部呈“工”字形结构。

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