一種能夠釋放應(yīng)力的零件裝夾裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是關(guān)于一種用于使用高能束流進(jìn)行增材制造和焊接金屬零件的裝夾裝置，尤其涉及一種通過零件發(fā)生可控的適量變形來釋放變形應(yīng)力從而避免零件應(yīng)力開裂的裝夾裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]增材制造技術(shù)是一種通過將零件的數(shù)字模型進(jìn)行切分處理，將零件的三維實(shí)體模型離散化為一系列二維圖形，而后通過一定的添加材料的手段按照切分后的二維圖形逐層添加材料，最終得到零件實(shí)體的制造技術(shù)的統(tǒng)稱。而金屬零件的增材制造技術(shù)通常是采用高能束流(一般為激光束、電子束、等離子體或電弧)將金屬材料(一般為粉末或絲材)熔化后按照增材制造技術(shù)的原理逐層堆積完成零件的制造。而在金屬零件的增材制造過程中零件不可避免的會(huì)由于內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生變形，零件的變形是加工過程中內(nèi)應(yīng)力積累的必然結(jié)果?，F(xiàn)有技術(shù)是采用高強(qiáng)度的基材并使用大量剛性的固定裝置將基材裝夾在高強(qiáng)度工裝上的方式控制零件的變形，同時(shí)通過工序間或工序完成后的熱處理消除零件制造過程中積累的應(yīng)力，保持零件的最終形狀。
[0003]由上所述，現(xiàn)有技術(shù)的零件固定方法的不足之處在于:①.零件在增材制造過程中由于控制零件不能變形，零件內(nèi)應(yīng)力無法得到釋放，內(nèi)應(yīng)力水平不斷增加，內(nèi)應(yīng)力增加到一定程度必然造成零件開裂，大大增加零件報(bào)廢的幾率;②.由于零件增材制造過程中內(nèi)應(yīng)力水平隨零件的尺寸增大而增加，為防止零件由于內(nèi)應(yīng)力水平過高而開裂，能夠制造的零件的尺寸嚴(yán)重受限;③.采用剛性固定的方式零件內(nèi)部積累的內(nèi)應(yīng)力水平很高，即使經(jīng)過工序間或后續(xù)的熱處理仍然難以將內(nèi)應(yīng)力完全去除，零件內(nèi)部殘余應(yīng)力水平較高，熱處理后會(huì)發(fā)生回彈變形。
[0004]因此，本實(shí)用新型提出一種能夠在零件增材制造過程中部分釋放零件內(nèi)應(yīng)力的零件裝夾方式，能夠彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠釋放加工過程中零件內(nèi)應(yīng)力的裝夾裝置，可以通過零件可控的適量緩慢變形持續(xù)釋放部分零件內(nèi)應(yīng)力，降低零件內(nèi)部積累的內(nèi)應(yīng)力水平，降低零件發(fā)生開裂的風(fēng)險(xiǎn)，提高成品率，增加零件的尺寸。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:一種能夠釋放應(yīng)力的零件裝夾裝置，該裝夾裝置主要由壓板、連接螺桿、壓緊裝置、支撐柱、支撐彈簧、支撐柱套筒組成，壓板用于壓緊零件，支撐柱、支撐彈簧、支撐柱套筒共同組成可伸縮的支撐柱，連接螺桿上帶有螺紋并通過螺紋將裝夾裝置固定在安裝零件的工裝上，壓板安裝在連接螺桿上，一端放置在零件上壓緊零件，一端放置在可伸縮支撐柱上，整個(gè)裝置通過安裝在連接螺桿上端的壓緊裝置提供裝夾零件的壓緊力;所述可伸縮支撐柱中的支撐柱可以在支撐柱套筒中上下移動(dòng)，零件發(fā)生應(yīng)力變形時(shí)支撐柱在載荷作用下在支撐柱套筒中向下移動(dòng)，同時(shí)壓板上翹，零件發(fā)生適量的變形，應(yīng)力得到釋放。
[0007]進(jìn)一步的，提供壓緊力的壓緊裝置可以是螺母或液壓緊固裝置或能提供壓緊力的其它機(jī)械裝置。
[0008]進(jìn)一步的，所述可伸縮支撐柱中的支撐柱通過安裝在支撐柱和支撐柱套筒之間的支撐彈簧提供裝夾時(shí)的支撐力。
[0009]進(jìn)一步的，所述可伸縮支撐柱在零件發(fā)生應(yīng)力變形時(shí)承受零件通過壓板傳遞的載荷，支撐柱可通過支撐彈簧受力時(shí)產(chǎn)生的適量壓縮變形實(shí)現(xiàn)壓板上翹，同時(shí)由于支撐彈簧支撐力隨變形量增加而增加，零件變形量越大裝夾裝置的壓緊力越大，而零件發(fā)生變形后應(yīng)力得到了釋放，變形應(yīng)力隨變形量的增加而減少，最終達(dá)到了零件變形應(yīng)力和裝夾裝置壓緊力的平衡，實(shí)現(xiàn)通過可控的適量變形釋放零件變形應(yīng)力。
[0010]進(jìn)一步的，所述支撐彈簧可以使用螺旋圓柱壓縮彈簧或碟形彈簧。螺旋圓柱彈簧線徑或邊長為dI，螺旋中心距為DI，0.5mm〈dl〈20mm，3mm〈Dl〈 160mm;碟形彈簧中間孔徑為(12，外徑為02，總厚度為!1，4111111〈(12〈102111111，8111111〈02〈200111111，0.6mm〈H〈17mm。
[0011]進(jìn)一步的，所述可伸縮支撐柱可通過調(diào)整彈簧的類型、材料、型號(hào)、尺寸、熱處理工藝參數(shù)調(diào)整裝夾裝置的支撐力和零件產(chǎn)生應(yīng)力變形時(shí)可伸縮支撐柱的收縮量。
[0012]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)勢:
[0013](I)通過支撐彈簧的壓縮和支撐柱的下降最終實(shí)現(xiàn)零件的少量變形，使零件的變形應(yīng)力得到部分釋放，能夠在零件加工過程中持續(xù)釋放變形應(yīng)力，降低零件內(nèi)部的應(yīng)力水平，有效避免零件發(fā)生內(nèi)應(yīng)力開裂。
[0014](2)本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)隨著零件變形量的增加不斷增加裝置壓緊力，直至壓緊力與零件變形應(yīng)力達(dá)到平衡，零件變形停止，可以在部分零件內(nèi)應(yīng)力的同時(shí)把零件的變形量減到最小，能夠有效避免零件由于變形量過大發(fā)生質(zhì)量問題。
[0015](3)本實(shí)用新型是一種能夠保證在不降低且能持續(xù)增加裝夾力的情況下通過適量變形釋放零件變形應(yīng)力從而起到控制零件變形量和防止零件由于應(yīng)力過大而造成開裂的裝夾裝置，該裝置用于采用高能束流(等離子束、激光束、電子束)作為熱源進(jìn)行增材制造和焊接的金屬零件的裝夾。
【附圖說明】
[0016]以下附圖僅旨在于對(duì)本實(shí)用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實(shí)用新型的范圍。其中:
[0017]圖1為本實(shí)用新型釋放應(yīng)力裝夾裝置結(jié)構(gòu)示意圖，其中，I為支撐柱套筒，2為支撐彈簧，3為支撐柱，4為壓板，5為螺母，6為連接螺桿，7為成形零件，8為零件安裝工裝。
[0018]圖2為本實(shí)用新型釋放應(yīng)力裝夾裝置在零件發(fā)生變形時(shí)工作效果示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照【附圖說明】本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0020]如圖1所示，本實(shí)用新型提出一種能夠在零件加工過程中釋放零件變形應(yīng)力的裝夾裝置，該裝置用于固定使用高能束流進(jìn)行增材制造和焊接的金屬零件。該裝置設(shè)有連接螺桿6、支撐柱套筒1、支撐彈簧2、支撐柱3、壓板4和緊固用螺母5。其中支撐彈簧2安裝在支撐柱3上，支撐柱3插入支撐柱套筒I并能夠相對(duì)運(yùn)動(dòng)，壓板4兩端分別放置在需固定的零件上和組裝好的支撐柱3上，壓板4通過連接螺桿6安裝在零件工裝上并通過壓緊螺母提供壓緊力。該裝置用于將零件固定在工裝上，并通過連接螺桿6上的緊固螺母5夾緊零件。該裝置設(shè)有通過彈簧支撐的可伸縮支撐柱，當(dāng)夾緊零件后零件在應(yīng)力作用下發(fā)生變形時(shí)，支撐柱3受力增大，支撐彈簧2被壓縮，壓板4抬升，零件