[发明专利]强化组件、具有在线强化效果的增材加工装置及加工方法

说明书

本发明公开了强化组件、具有在线强化效果的增材加工装置及加工方法，为了解决现有增材加工装置在进行增材强化时部分区域强化不到的技术问题，本发明的增材加工装置包括机床及打印头，机床包括主轴箱及工作台，工作台位于主轴箱的下方，主轴箱的下端具有主轴接口；打印头包括激光熔覆头及强化组件，激光熔覆头安装于主轴箱上，且位于主轴箱的外侧，相对于主轴箱可上下移动；强化组件安装在主轴箱的主轴接口处；加工时，熔覆头下移至指定位置，进行单层的激光熔覆；之后，安装与主轴刀柄接口内的强化组件，按照熔覆轨迹进行强化。本发明能够消除熔覆层组织内的空洞、疏松、微裂纹等缺陷，提高工件致密度。

技术领域

本发明属于增材制造领域，涉及强化组件、具有在线强化效果的增材加工装置及加工方法。

背景技术

随着工业技术的不断发展，传统制造方式一定程度上限制了当前工业技术的发展。因此增材制造技术应运而生，增材制造技术是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术，是一种“自下而上”的制造方法。这一技术不需要传统多道加工工序，在一台设备上可快速而精密地制造出任意复杂形状的零件，实现了“自由制造”，解决了很多过去难以制造的复杂结构零件的成形问题，并大大减少了加工工序，缩短了加工周期。越是复杂结构的产品，其制造的速度作用越显著。现已在消费电子产品、汽车、航空航天、医疗、军工等多个领域得到了广泛的应用。然而在逐层累加成形过程中不可避免会出现空洞、疏松等缺陷，并且绝大数材料成形件内部还会出现微裂纹，严重影响成形件最终的机械使用性能。

公开号为CN 106926452 A的中国专利申请公开了一种用于材料挤出成形的多功能3D打印头及其使用方法，打印头的结构如图1所示，包括喷头1、固定件2、激光器3、连接件4及热滚压筒5，其中的热滚压筒5一直处于增材喷头后部。该打印头在增材制造过程中，由于热滚压筒5与喷头1位置之间存在位置偏差，在进行圆弧件打印或者方形等不规则形状加工过程中，会出现难以强化到的部分，造成强化盲点区域，对最终成形件的致密度造成影响，进而影响工件最终机械性能。

发明内容

为了解决现有增材加工装置在进行增材强化时部分区域强化不到的技术问题，本发明提供了一种强化组件、具有在线强化效果的增材加工装置及加工方法。

本发明的技术解决方案是：

具有在线强化效果的强化组件，其特殊之处在于：包括刀柄81及强化部件；

所述强化部件包括壳体84、滚压球体86、弹性件及压板85；

所述壳体84位于刀柄81的下方，壳体84的上部具有安装口，底部具有缺口；

所述滚压球体86位于壳体84内，且部分露出缺口；

所述压板85的下表面具有球形凹面，上表面具有平面；

所述压板85位于壳体84内，与壳体84间隙配合，且位于滚压球体86的上方，压板85的下表面与滚压球体86相贴合；

所述弹性件竖向设置，所述弹性件的一端与刀柄81固定连接，另一端从安装口处伸入壳体84中顶住压板85，对壳体84中的滚压球体86形成挤压。

进一步地，所述弹性件为氮气弹簧82，所述氮气弹簧82包括氮气缸821及与氮气缸821配合的柱塞822；

所述氮气缸821的下端固定有连接板83，所述氮气缸821通过连接板83固定设置在壳体84的安装口处，所述柱塞822从安装口处伸入壳体84中顶住压板85，对壳体84中的滚压球体86形成挤压；

所述刀柄81的下端设置有氮气弹簧安装孔，氮气弹簧安装孔的两侧对称设置有螺钉安装孔；

所述氮气缸821的上端位于氮气弹簧安装孔处，并通过设置在螺钉安装孔处的紧定螺钉87与刀柄81固定连接。

进一步地，所述壳体的底部为带有缺口的锥形结构。