本實(shí)用新型涉及一種高度角度可調(diào)、溫度可控、廢料可回收的激光熔覆用操作平臺裝置。

背景技術(shù)：

激光熔覆技術(shù)是20世紀(jì)70年代隨著大功率激光器的發(fā)展而興起的一種新的表面改性技術(shù)，此技術(shù)是在激光束作用下將合金粉末或陶瓷粉末與基體表面迅速加熱并熔化，與基體材料呈冶金結(jié)合的表面涂層的一種快速成型的方法。利用激光熔覆技術(shù)，可以獲得任意復(fù)雜形狀、力學(xué)性能良好、尺寸精度較高的功能件，適合在小批量、定制化的復(fù)雜功能件上應(yīng)用。

激光熔覆成形技術(shù)在汽車、航空航天重要零件的加工制造、維修、復(fù)雜異形零件生產(chǎn)、研發(fā)中的快速模具制造、軍工企業(yè)中對于高精端武器的研發(fā)制造等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。

與其他表面強(qiáng)化技術(shù)相比，激光熔覆的優(yōu)點(diǎn)有：

(1)冷卻速度快，激光熔覆屬于快速凝固過程，容易得到細(xì)晶組織或產(chǎn)生平衡態(tài)所無法得到的新相，如非穩(wěn)相、非晶態(tài)等；

(2)涂層稀釋率低，與基體呈牢固的冶金結(jié)合或界面擴(kuò)展結(jié)合，通過對激光工藝參數(shù)的調(diào)整，可以獲得低稀釋率的良好涂層，并且涂層成分和稀釋度可控；

(3)熱輸入和畸變較小，尤其是采用高功率密度快速熔覆時(shí)，變形可降低到零件的裝配公差內(nèi)；

(4)粉末選擇幾乎沒有任何限制，特別是在低熔點(diǎn)金屬表面熔覆高熔點(diǎn)合金；

(5)熔覆層的厚度范圍大；

(6)能進(jìn)行選區(qū)熔覆，材料消耗少，具有卓越的性價(jià)比；

(7)工藝過程簡單，易于實(shí)現(xiàn)自動化。

在激光熔覆過程中，粉末經(jīng)同軸送粉噴嘴噴出送到基體表面，通過吸收激光能量熔化與基板吸收能量熔化共同形成熔池，噴嘴按照計(jì)算機(jī)控制的掃描路徑運(yùn)行，送粉器送達(dá)基材表面的粉末吸收光能不斷熔化，然后快速凝固，從而實(shí)現(xiàn)成型制造，表面修復(fù)等。在整個加工過程中，存在如下幾個缺陷：

1.在熔覆的過程中熔覆的工作平臺不可移動，只有通過移動激光頭的位置以尋找熔覆開始工作的原點(diǎn)位置，此調(diào)節(jié)操作需要通過機(jī)器人的手柄調(diào)節(jié)激光頭的位置，需要肉眼瞄準(zhǔn)位置然后進(jìn)行原點(diǎn)校準(zhǔn)，如果操作不當(dāng)會使得激光頭撞擊到加工操作平面，損壞激光頭。另外，由于設(shè)備的限制，如需熔覆與水平方向成一定角度的工件時(shí)，由于沒有支撐設(shè)備，此熔覆操作過程將無法進(jìn)行；

2.激光熔覆的溫度一般為1000℃左右，當(dāng)熔覆的層數(shù)較少時(shí)，溫度散熱較快，隨著層厚的逐漸增多，溫度熱量堆積現(xiàn)象也逐漸嚴(yán)重起來，進(jìn)而導(dǎo)致工件上部的溫度和熱量堆積較高，在熔覆的過程中會出現(xiàn)“塌陷”現(xiàn)象，影響成型效果；

3.當(dāng)送粉量和掃描速度達(dá)到一定的值時(shí)，激光頭噴出的粉末速度較快，粉量又比較大，這時(shí)就會出現(xiàn)粉末“飛濺”的現(xiàn)象，“飛濺”出去的粉末又無法收集回來，粉末大量被浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)上述提出的技術(shù)問題，而提供一種激光熔覆用操作平臺裝置。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)手段如下：

一種激光熔覆用操作平臺裝置，包括升降臺和冷卻箱體；

所述冷卻箱體的內(nèi)底設(shè)有向所述冷卻箱體的頂部延伸的隔板管，所述隔板管的頂部開口，所述冷卻箱體的內(nèi)壁與所述隔板管的外壁之間設(shè)有冷卻液腔，所述冷卻箱體的側(cè)壁設(shè)有與所述冷卻液腔連通的冷卻液進(jìn)口Ⅰ和冷卻液進(jìn)口Ⅱ，所述冷卻箱體的頂部設(shè)有兩個與所述冷卻液腔連通的冷卻液出口；

所述升降臺包括與所述冷卻箱體的內(nèi)底貼合的下平面，熔覆用平臺和位于所述下平面和所述熔覆用平臺之間的四個升降裝置；

所述升降裝置包括與所述下平臺上表面連接的支撐桿Ⅰ，與所述熔覆用平臺下表面連接的萬向軸和與所述萬向軸連接的支撐桿Ⅱ；

所述支撐桿Ⅰ套接在所述支撐桿Ⅱ上，所述支撐桿Ⅱ的外壁設(shè)有沿所述支撐桿Ⅱ的軸線方向延伸的滑道，所述支撐桿Ⅰ上設(shè)有與所述滑道相匹配的滑槽，所述支撐桿Ⅰ的外壁設(shè)有用于固定所述滑道的固定裝置。

通過所述升降裝置的設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)所述熔覆用平臺的升降傾斜，操作方便簡單。

所述冷卻箱體的側(cè)壁包括側(cè)壁Ⅰ和位于所述側(cè)壁Ⅰ對側(cè)的側(cè)壁Ⅱ，所述側(cè)壁Ⅰ的底角設(shè)有所述冷卻液進(jìn)口Ⅰ，所述側(cè)壁Ⅱ的底角設(shè)有所述冷卻液進(jìn)口Ⅱ，所述冷卻液進(jìn)口Ⅰ和所述冷卻液進(jìn)口Ⅱ呈對角設(shè)置，兩個所述冷卻液出口分別位于所述冷卻液進(jìn)口Ⅰ和所述冷卻液進(jìn)口Ⅱ之間且呈對角設(shè)置。

冷卻液從所述冷卻液進(jìn)口Ⅰ和所述冷卻液進(jìn)口Ⅱ流進(jìn)所述冷卻液腔，從兩個所述冷卻液出口流出，此種設(shè)計(jì)使得冷卻換熱效果更好，隨著激光熔覆的進(jìn)行，工件的溫度逐漸升高，當(dāng)工件熔覆到一定高度時(shí)，隨著熱量的堆積就會出現(xiàn)“塌陷”狀況，所述冷卻箱體的設(shè)置是為了降低熔覆過程中的周圍環(huán)境溫度以防止此現(xiàn)象的出現(xiàn)。

所述隔板管具有向所述冷卻箱體外延伸的延伸部。

所述延伸部高出所述冷卻箱體，防止熔覆過程中粉末的飛濺，擋住飛濺出去的粉末，熔覆結(jié)束后可以將這些粉末收集、篩選、再利用，實(shí)現(xiàn)材料的循環(huán)使用。

所述滑道包括多個截面呈三角形的齒；

所述固定裝置為調(diào)整扳手，所述調(diào)整扳手呈類S狀，所述調(diào)整扳手的下端設(shè)有下壓部，所述調(diào)整扳手的中部通過軸與所述支撐桿Ⅰ的外壁鉸接，所述軸上設(shè)有使所述調(diào)整扳手復(fù)位的扭轉(zhuǎn)彈簧，所述調(diào)整扳手的上端設(shè)有限位凸起，所述限位凸起與相鄰所述齒的齒間相匹配，所述支撐桿Ⅰ的外壁設(shè)有所述限位凸起穿過的通孔。

按下所述下壓部，所述限位凸起與所述滑道分離，選定所述下平面上表面與所述熔覆用平臺下表面之間的間距以及所述熔覆用平臺的傾斜角度后，松開所述下壓部，所述調(diào)整扳手在所述扭轉(zhuǎn)彈簧的作用下復(fù)位，所述限位凸起穿過所述通孔將所述滑道固定，同時(shí)，所述萬向軸的設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)所述熔覆用平臺的傾斜轉(zhuǎn)動。

所述齒的個數(shù)為40，相鄰所述齒的齒間間距為2mm，所述下平面上表面與所述熔覆用平臺下表面之間的間距最大為180mm，最小為100mm。

所述支撐桿Ⅱ?yàn)閷?shí)體結(jié)構(gòu)。

所述萬向軸包括底部與所述熔覆用平臺下表面連接的大萬向軸叉和底部通過銷軸Ⅰ與所述大萬向軸叉的叉口連接的小萬向軸叉，所述小萬向軸叉的叉口通過銷軸Ⅱ與所述支撐桿Ⅱ的上端連接。

四個所述升降裝置呈2×2矩陣排列。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及積極效果為：

本實(shí)用新型的裝備關(guān)系簡單，通過升降裝置的設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)熔覆用平臺的升降傾斜，通過萬向軸的設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)熔覆用平臺的傾斜轉(zhuǎn)動，操作方便簡單；

冷卻液從位于冷卻箱體下部的冷卻液進(jìn)口Ⅰ和冷卻液進(jìn)口Ⅱ流進(jìn)冷卻液腔，從位于冷卻箱體上部的兩個冷卻液出口流出，保證熔覆過程的環(huán)境溫度，防止熔覆層“塌陷”現(xiàn)象的出現(xiàn)；

隔板管的延伸部高出冷卻箱體，可以擋住熔覆過程中“飛濺”出來的粉末，起到收集粉末的作用，收集回來的粉末可以回收、篩選、再利用，實(shí)現(xiàn)材料的循環(huán)利用，響應(yīng)綠色制造的號召；

本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，且制造成本低，可以改善激光熔覆過程中存在的缺陷問題，適合推廣使用。

基于上述理由本實(shí)用新型可在激光熔覆等領(lǐng)域廣泛推廣。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式中一種激光熔覆用操作平臺裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式中冷卻箱體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式中升降臺的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式中升降裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式中升降裝置的爆炸圖。

具體實(shí)施方式

如圖1-圖5所示，一種激光熔覆用操作平臺裝置，包括升降臺和冷卻箱體1；

所述冷卻箱體1的內(nèi)底設(shè)有向所述冷卻箱體1的頂部延伸的隔板管11，所述隔板管11的頂部開口，所述冷卻箱體1的內(nèi)壁與所述隔板管11的外壁之間設(shè)有冷卻液腔，所述冷卻箱體1的側(cè)壁設(shè)有與所述冷卻液腔連通的冷卻液進(jìn)口Ⅰ12和冷卻液進(jìn)口Ⅱ，所述冷卻箱體1的頂部設(shè)有兩個與所述冷卻液腔連通的冷卻液出口13；

所述升降臺包括與所述冷卻箱體1的內(nèi)底貼合的下平面2，熔覆用平臺3和位于所述下平面2和所述熔覆用平臺3之間的四個升降裝置4；

所述升降裝置4包括與所述下平臺2上表面連接的支撐桿Ⅰ41，與所述熔覆用平臺3下表面連接的萬向軸42和與所述萬向軸42連接的支撐桿Ⅱ43；

所述支撐桿Ⅰ41套接在所述支撐桿Ⅱ43上，所述支撐桿Ⅱ43的外壁設(shè)有沿所述支撐桿Ⅱ43的軸線方向延伸的滑道431，所述支撐桿Ⅰ41上設(shè)有與所述滑道431相匹配的滑槽，所述支撐桿Ⅰ41的外壁設(shè)有用于固定所述滑道431的固定裝置。

所述冷卻箱體1的側(cè)壁包括側(cè)壁Ⅰ14和位于所述側(cè)壁Ⅰ14對側(cè)的側(cè)壁Ⅱ(即所述側(cè)壁Ⅱ與所述側(cè)壁Ⅰ14相對)，所述側(cè)壁Ⅰ14的底角設(shè)有所述冷卻液進(jìn)口Ⅰ12，所述側(cè)壁Ⅱ的底角設(shè)有所述冷卻液進(jìn)口Ⅱ，所述冷卻液進(jìn)口Ⅰ12和所述冷卻液進(jìn)口Ⅱ呈對角設(shè)置，兩個所述冷卻液出口13分別位于所述冷卻液進(jìn)口Ⅰ12和所述冷卻液進(jìn)口Ⅱ之間且呈對角設(shè)置。

所述隔板管11具有向所述冷卻箱體1外延伸的延伸部111。

所述滑道431包括多個截面呈三角形的齒；

所述固定裝置為調(diào)整扳手44，所述調(diào)整扳手呈類S狀，所述調(diào)整扳手44的下端設(shè)有下壓部441，所述調(diào)整扳手44的中部通過軸442與所述支撐桿Ⅰ41的外壁鉸接，所述軸442上設(shè)有使所述調(diào)整扳手44復(fù)位的扭轉(zhuǎn)彈簧443，所述調(diào)整扳手44的上端設(shè)有限位凸起444，所述限位凸起444與相鄰所述齒的齒間相匹配，所述支撐桿Ⅰ41的外壁設(shè)有所述限位凸444起穿過的通孔411。

所述齒的個數(shù)為40，相鄰所述齒的齒間間距為2mm，所述下平面2上表面與所述熔覆用平臺3下表面之間的間距最大為180mm，最小為100mm。

所述支撐桿Ⅱ43為實(shí)體結(jié)構(gòu)。

所述萬向軸42包括底部與所述熔覆用平臺下表面連接的大萬向軸叉421和底部通過銷軸Ⅰ422與所述大萬向軸叉421的叉口連接的小萬向軸叉423，所述小萬向軸叉423的叉口通過銷軸Ⅱ424與所述支撐桿Ⅱ43的上端連接。

四個所述升降裝置4呈2×2矩陣排列。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。