[发明专利]激光熔覆同步送粉器机械式自动转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光熔覆同步送粉器机械式自动转换装置。

背景技术

梯度功能复合材料（FGM）是为了满足服役极限条件，具有合理化的成分分布和组织结构，性能和功能呈梯度变化的一种新型复合材料。制备梯度功能材料的方法多种多样，其中有一种是激光熔覆法。激光熔覆法（LSC）是使基材与金属粉末在高能密度的激光束辐照下熔凝，形成冶金结合的一种新型加工制造技术。在成形过程中，通过精确地控制由送粉器喷嘴喷出的粉末的数量与成分比例，获得所需要的成分和结构极为重要。传统的粉末选择和成分比例控制工序均由人工完成，效率低，精度差。

目前亦有可实现激光熔覆送粉过程中对粉末实施自动转换的设备，但此类设备往往采用电磁阀和管路控制，不仅结构复杂，所占空间大，制造成本高，且阀门控制响应慢，转换效果差，生产效率低。

发明内容

本发明目的是：针对现有技术中送粉设备结构复杂，粉末混合效率低的问题，提供一种激光熔覆同步送粉器机械式自动转换装置，其结构简单、体积小、制造成本低，且响应速度快，实现了激光熔覆制备梯度复合材料的自动化，能够大大提高生产效率，节约空间。

本发明的技术方案是：一种激光熔覆同步送粉器机械式自动转换装置，包括粉末存储容器和设于粉末存储容器上方的若干用于输送不同粉末的出粉管，所述粉末存储容器的底部与螺旋送粉机构相连，而螺旋送粉机构与混合器相连；其特征在于所述粉末存储容器的顶部设有弧面分度凸轮送粉机构，该机构包括蜗盘、与蜗盘配合的蜗轮杆及与蜗轮杆相连的蜗轮杆驱动电机，所述蜗盘上设有一个藉由蜗盘旋转而分别与上方的各出粉管相对的接粉口。

进一步的，本发明还包括与出粉管数量对应的升降式接粉机构，所述升降式接粉机构均包括一位于出粉管和蜗盘之间的接粉漏斗及一驱动所述接粉漏斗作升降运动的升降驱动机构。升降式接粉机构设计的目的是确保出粉管在出粉时采用接粉漏斗进行承接过渡，防止粉尘四散浪费，造成计量不准确。

更进一步的，本发明中所述升降驱动机构为平面摆动槽凸轮机构，该平面摆动槽凸轮机构包括固定所述接粉漏斗的升降杆、平面槽型凸轮、摆动臂、平面槽型凸轮驱动电机和固定支架，所述摆动臂末端枢接至固定支架上，升降杆上设有横向滑槽，摆动臂前端枢接有与所述横向滑槽配合的第一滚轴，同时该摆动臂支抵于第二滚轴上，该第二滚轴与平面槽型凸轮上的凸轮槽配合。

进一步的，本发明中所述螺旋送粉机构包括与粉末存储容器底部连通的送粉管、设于送粉管内的螺旋送粉轴、通过联轴器与螺旋送粉轴连接以驱动其旋转的送粉轴驱动电机及固定在送粉管底部的振动器，所述送粉管一端与混合器连通。

优选的，本发明中所述送粉轴驱动电机为步进电机。

优选的，本发明中所述蜗轮杆驱动电机为步进电机。

优选的，本发明中所述平面槽型凸轮驱动电机为步进电机。

优选的，本发明中所述出粉管的数量为六根。

优选的，本发明中所述摆动臂上横向设有限制第二滚轴活动的限位长槽。将第二滚轴限制在限位长槽的范围内活动，也即达成第二滚轴与摆动臂之间的一种连接，确保第二滚轴不会乱跑。

同常规技术一样，本发明中所述的各出粉管末端分别与对应的储粉仓斗连接，储粉仓斗用于存储不同的金属粉末。出粉管内的粉末气载于出粉管内，通过控制出粉管内气体的通断来控制粉末的输出。气体的通断则由设于管路上的阀门及其控制系统（PC机）控制。出粉管的具体数量根据实际需要而定，以六根为例说明本发明的工作方式如下：

弧面分度凸轮机构的上方为六根出粉管，六根出粉管中只能有一个与蜗盘的接粉口相对应。蜗轮杆驱动电机驱动蜗轮杆带动蜗盘旋转，改变接粉口的位置，使之与所需的出粉管相对应，完成所需金属粉末的转换。升降式接粉机构的作用是确保出粉管在出粉时能通过接粉漏斗进行承接过渡，防止粉尘四散浪费，造成计量不准确。接粉漏斗由平面摆动槽凸轮机构驱动升降。通过弧面分度凸轮机构与平面摆动槽凸轮机构的配合使得不同种类及比例的粉料落入粉末存储容器内。