一种用于电弧增材制造的自动涂覆活性剂装置的制作方法

1.本实用新型属于增材制造装置技术领域，涉及一种用于电弧增材制造的自动涂覆活性剂装置。


背景技术：

2.电弧增材制造(wire and arc addit ive manufacture，waam)是金属增材制造技术的一种，其以电弧作为热源熔化金属丝材，按设定路径在金属基板上逐层熔敷堆积成形。与激光、电子束增材制造技术相比，电弧增材制造技术具有高效快速近净成形的技术优势，电弧增材制造周期较短，自动化水平高，能够实现数字化、智能化和柔性化制造。它对于原材料的利用率高，可以快速制造出形状结构较为复杂的零件，同时对于零件的尺寸限制较少。另外，电弧增材制造出的成型件由全焊缝金属组成，致密性高，力学性能好，将成为装备制造业未来的主要发展方向。研究表明，在利用电弧增材制造技术制备样件时，活性剂的添加在提高焊缝熔深/熔宽比的同时，还会完善焊接区的晶粒组织结构，并提高材料物理、化学性能。焊缝的熔深和溶宽与涂层厚度有直接关系，涂层的均匀性和涂敷量的准确性会直接影响到焊接质量。
3.我国专利(公告号：cn110681948b；公告日：2021-03-30)公开了一种单电源三丝共熔滴的电弧增材制造系统，该电弧增材制造系统包括三丝送丝机、送丝管路、电弧枪、机器人和电弧增材制造电源，三丝送丝机用于同时输送三根金属丝材至送丝管路中，送丝管路用于将三根金属丝同时导入电弧枪中，机器人用于带动电弧枪运动；电弧枪包括从上至下依次连接的三合一转换接头、枪颈主体模块和三丝导电嘴模块，三合一转换接头上端与送丝管路相连，枪颈主体模块下端还设置有散热喷嘴模块，散热喷嘴模块套装在三丝导电嘴模块外部，用于对三丝导电嘴模块进行散热；电弧增材制造电源用于使三根金属丝材形成一个共同的稳定熔滴。
4.上述专利文献公开的电弧增材制造系统中没有设置自动在工件上涂覆活性剂的机构，在进行电弧增材制造过程中仅能采用手动方式在工件上涂覆活性剂，无法实现均匀且定量的涂覆。


技术实现要素：

5.本实用新型针对现有的技术存在的上述问题，提供了一种用于电弧增材制造的自动涂覆活性剂装置，本实用新型所要解决的技术问题是：如何实现在电弧增材制造过程中自动在待加工工件上涂覆活性剂。
6.本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：
7.一种用于电弧增材制造的自动涂覆活性剂装置，包括基座，其特征在于，所述基座上侧设置有竖直向下的机械臂，所述机械臂的下端设置有夹持机构，所述夹持机构上夹持有容器瓶，所述容器瓶的一端连通有喷头，所述喷头的一端连通有雾化喷嘴，所述基座的一侧设置有气瓶，所述气瓶的出气口上设置有气压调节阀，所述气压调节阀和容器瓶通过送
气管连通；所述喷头内设置有能够沿其长度方向移动的活塞隔板，所述活塞隔板与所述喷头的内壁滑动密封连接且将所述喷头的内腔分割为活性剂汇聚腔和安装腔，所述喷头的侧壁上还开设有活性剂输送腔，所述容器瓶与所述活性剂汇聚腔连通，所述雾化喷嘴与所述活性剂输送腔连通，所述安装腔内设置有活塞杆和复位机构，所述活塞杆的一端与所述活塞隔板固连，所述复位机构的一端固连在所述喷头内与所述雾化喷嘴连接一端的内表面上，所述活塞杆的另一端与所述复位机构的另一端活动配合，所述喷头的内表面上开设有连通所述喷头内部与所述活性剂输送腔的开孔，所述开孔将雾化喷嘴通过喷头侧壁上的活性剂输送腔与活性剂汇聚腔连通。
8.其工作原理如下：在使用本用于电弧增材制造的自动涂覆活性剂装置时，当气瓶出气口上的气压调节阀打开后，气瓶内的高压氦气通过送气管进入容器瓶中，容器瓶中的活性剂被氦气推送到喷头中的活性剂汇聚腔中，随着氦气压力的不断增强，喷头中的活塞隔板和活塞杆在气压的作用下移动，喷头中活性剂汇聚腔和安装腔的容积是变化的，活塞隔板向下移动后，活性剂汇聚腔的体积扩大，活性剂汇聚腔与活性剂输送腔接通，高速运动的氦气将活性剂汇聚腔中的活性剂通过喷头上的开孔和活性剂输送腔被输送到雾化喷嘴之中，根据编程路径机械臂带动夹持机构和容器瓶移动，容器瓶带动雾化喷嘴进行活性剂的涂敷。气瓶中的氦气也随着活性剂通过雾化喷头喷出，可以作为加工过程中的保护气体。涂敷结束后，关闭气瓶上的气压调节阀，喷头中的活塞杆和活塞隔板在复位机构的作用下复位，活性剂汇聚腔与活性剂输送腔断路。本用于电弧增材制造的自动涂覆活性剂装置实现了在电弧增材制造过程中自动对工件进行活性剂的涂覆，并且使用雾化喷嘴进行涂覆，涂覆效果较好。本用于电弧增材制造的自动涂覆活性剂装置还能够通过调节气瓶上的气压调节阀来实现控制气瓶喷出氦气压力的大小，从而实现控制雾化喷嘴喷出活性剂的量。
9.在上述的用于电弧增材制造的自动涂覆活性剂装置中，所述复位机构包括弹簧和抵靠座，所述弹簧的一端固连在所述喷头上与所述雾化喷嘴连接一端的内表面上，所述弹簧的另一端与所述抵靠座固连，所述活塞杆远离所述活塞隔板的一端与所述抵靠座活动配合。活塞杆移动时通过抵靠座压紧弹簧，弹簧复位时带动活塞杆复位。
10.在上述的用于电弧增材制造的自动涂覆活性剂装置中，所述抵靠座朝向所述活塞杆的一端开设有配合槽，所述活塞杆的一端活动插设在所述配合槽内。
11.在上述的用于电弧增材制造的自动涂覆活性剂装置中，所述喷头远离所述雾化喷嘴的一端设置有与所述活性剂汇聚腔连通的螺纹接口，所述容器瓶与所述螺纹接口螺接。
12.在上述的用于电弧增材制造的自动涂覆活性剂装置中，所述夹持机构包括固定杆和夹持杆，所述固定杆水平设置且固连在所述机械臂上，所述夹持杆竖向设置且其顶端与所述固定杆固连，所述夹持杆的底端固连有夹持件，所述容器瓶夹持在所述夹持件上。夹持杆能够稳定夹持容器瓶，夹持杆还能够在机械臂的驱动下带动容器瓶和雾化喷头移动。
13.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
14.1、本自动涂覆活性剂装置中活性剂在气瓶内气压的作用下通过雾化喷嘴喷向待加工工件，喷涂的效果较好。
15.2、本自动涂覆活性剂装置可以通过调节气压调节阀来改变气瓶喷出气体压力的大小，从而实现控制雾化喷嘴喷出活性剂的量。
16.3、本自动涂覆活性剂装置中的容器瓶通过夹持机构固定在机械臂上，使用者可通
过编程规划涂敷路径，控制机械臂和雾化喷嘴移动，实现涂敷过程自动化。
附图说明
17.图1是本自动涂覆活性剂装置的结构示意图
18.图2是喷头的剖视图。
19.图中，1、基座；2、机械臂；3、夹持机构；3a、固定杆；3b、夹持杆；3c、夹持件；4、容器瓶；5、喷头；5a、活性剂汇聚腔；5b、安装腔；5c、活性剂输送腔；5d、开孔；5e、螺纹接口；6、雾化喷嘴；7、气瓶；8、气压调节阀；9、送气管；10、活塞隔板；11、活塞杆；12、复位机构；12a、弹簧；12b、抵靠座；12b1、配合槽。
具体实施方式
20.以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
21.如图1和图2所示，本用于电弧增材制造的自动涂覆活性剂装置包括基座1，基座1上侧设置有竖直向下的机械臂2，机械臂2的下端设置有夹持机构3，夹持机构3上夹持有容器瓶4，夹持机构3包括固定杆3a和夹持杆3b，固定杆3a水平设置且固连在机械臂2上，夹持杆3b竖向设置且其顶端与固定杆3a固连，夹持杆3b的底端固连有夹持件3c，容器瓶4夹持在夹持件3c上，容器瓶4的一端连通有喷头5，喷头5的一端设置有与活性剂汇聚腔5a连通的螺纹接口5e，容器瓶4与螺纹接口5e螺接，喷头5的另一端连通有雾化喷嘴6，本实施例中的雾化喷嘴6为现有技术，在此不在赘述，例如其可以与我国专利(公告号：cn210886537u；公告日2020-06-30)名称为“一种防堵塞二机雾化喷嘴系统”的实用新型结构相同或者相似，基座1的一侧设置有气瓶7，气瓶7的出气口上设置有气压调节阀8，气压调节阀8和容器瓶4通过送气管9连通；喷头5内设置有能够沿其长度方向移动的活塞隔板10，活塞隔板10与喷头5的内表面密封连接且将喷头5的内腔分割为活性剂汇聚腔5a和安装腔5b，喷头5的侧壁上还开设有活性剂输送腔5c，容器瓶4与活性剂汇聚腔5a连通，雾化喷嘴6与活性剂输送腔5c连通，安装腔5b内设置有活塞杆11和复位机构12，活塞杆11的一端与活塞隔板10固连，复位机构12的一端固连在喷头5上与雾化喷嘴6连接一端的内表面上，活塞杆11的另一端与复位机构12的另一端活动配合，喷头5的内表面上开设有开孔5d，开孔5d与雾化喷嘴6通过活性剂输送腔5c连通。
22.操作者打开气压调节阀8，气瓶7内的氦气通过送气管3进入容器瓶4内。容器瓶4中的活性剂在氦气气压的作用下由螺纹接口5e进入活性剂汇聚腔5a中，在氦气压力的作用下活塞隔板10和活塞杆11在喷头5内移动。活塞隔板10向下移动，活性剂汇聚腔5a体积向下增加后，活性剂汇聚腔5a与活性剂输送腔5c通过开孔5d相连通，活性剂汇聚腔5a中的活性剂通过开孔5d和活性剂输送腔5c输送到雾化喷嘴6内，气瓶7提供的高压氦气会带动活性剂高速运动，高速运动的活性剂在活性剂输送腔5c中输送的过程中会形成喷雾，并经过雾化喷嘴6的出口喷出形成细小的雾化喷雾，雾化喷嘴6还在机械臂2和夹持机构3的带动下按照编程路径移动，从而实现自动化并且均匀喷涂的目的。气瓶7内的氦气也随着活性剂从雾化喷嘴6中喷出，作为加工过程中的保护气体。涂敷量的大小与气压的大小相对应，两因素相互关联。操作者调节气压调节阀8，气瓶7喷出氦气的压力改变，从而雾化喷嘴6的涂覆量改变。
涂敷时氯气压力一般为0.4-0.6mp，活性剂涂敷在工件表面形成扇形区的宽度为5-10cm。
23.进一步的，如图2所示，复位机构12包括弹簧12a和抵靠座12b，弹簧12a的一端固连在喷头5上与雾化喷嘴6连接一端的内表面上，弹簧12a的另一端与抵靠座12b固连，活塞杆11远离活塞隔板10的一端与抵靠座12b活动配合。抵靠座12b朝向活塞杆11的一端开设有配合槽12b1，活塞杆11的一端活动插设在配合槽12b1内。活塞杆11带动抵靠座12b移动，抵靠座12b压紧弹簧12a,当气瓶7上的气压调节阀8关闭后，弹簧12a带动活塞杆11和活塞隔板10复位。
24.本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
25.尽管本文较多的使用了1、基座；2、机械臂；3、夹持机构；3a、固定杆；3b、夹持杆；3c、夹持件；4、容器瓶；5、喷头；5a、活性剂汇聚腔；5b、安装腔；5c、活性剂输送腔；5d、开孔；5e、螺纹接口；6、雾化喷嘴；7、气瓶；8、气压调节阀；9、送气管；10、活塞隔板；11、活塞杆；12、复位机构；12a、弹簧；12b、抵靠座；12b1、配合槽等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型的精神相违背的。