[发明专利]电弧填丝增材制造旁轴送丝方向控制装置

说明书

本发明提供一种电弧填丝增材制造旁轴送丝方向控制装置，该装置包括传动装置、月牙形夹板装置、连杆装置、夹紧装置，通过步进电机提供驱动力，夹紧装置固定导丝管，传动装置带动月牙形夹板装置、连杆装置、夹紧装置绕焊枪旋转，最终使焊枪与导丝管稳定维持前送丝的状态，此外，通过调节连杆装置可以调整导丝管和焊枪之间的角度，提高构件堆积成形质量；本发明提供电弧填丝增材制造旁轴送丝方向控制装置，充分发挥焊枪运动的灵活性，解决了采用旁轴送丝方式制备复杂路径金属构件时难以稳定维持前送丝状态的难题，增加了堆积效率，显著提高成形路径复杂构件的堆积成形质量。

技术领域

本发明属于金属构件增材制造技术领域，具体涉及一种电弧填丝增材制造旁轴送丝方向控制装置。

背景技术

电弧填丝增材制造是采用焊接电弧作为热源，金属丝材作为填充材料，基于逐层堆积的方式获得金属构件的一种制造技术。因其具有沉积速率高、设备成本低和材料利用率高等优点，所以在航空航天、汽车、船舶等领域具有广阔的应用前景。

目前常用的电弧填丝增材制造热源有：熔化极气体保护电弧(Gas Metal Arc，GMA)、钨极惰性气体电弧(Gas Tungsten Arc，GTA)和等离子体弧(Plasma Arc，PA)。送丝方式可分为同轴送丝和旁轴送丝；相比于同轴送丝，旁轴送丝具有热输入和送丝速度可以独立调节、电弧稳定和熔覆率高等优点。若采用旁轴送丝方式，根据导丝管与焊枪的相对位置，又分为前送丝、侧送丝和后送丝。基于前送丝方式进行堆积时，丝材直接送入电弧中，可显著增大丝材堆积效率。而以侧送丝或后送丝方式进行堆积时，丝材易送入熔池中，由于熔池温度远低于电弧温度，丝材熔化效率降低，常造成“扎丝”现象，导致堆积构件成形不良，降低堆积效率，甚至阻断增材制造过程。所以，在进行电弧填丝增材制造旁轴送丝时应尽量选择前送丝方式进行堆积。

而在复杂路径的堆积构件成形过程中，焊枪与导丝管难以始终维持前送丝状态，从而对制造过程产生很大影响。为解决这一难题，亟需提出一种电弧填丝增材制造旁轴送丝方向控制装置，以解决采用旁轴送丝方式时难以稳定维持前送丝状态这一技术难题。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于解决采用旁轴送丝方式时难以稳定维持前送丝状态这一技术难题，提供一种电弧填丝增材制造旁轴送丝方向控制装置。

为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：

一种电弧填丝增材制造旁轴送丝方向控制装置，包括：传动装置、月牙形夹板装置、连杆装置、夹紧装置；

所述传动装置包括步进电机1、第一主轴2、主动齿轮3、焊枪4、套环5、紧固螺钉6、第一垫圈7、第一轴承8、T形从动齿轮9、第二轴承10，所述步进电机1的输出端固定连接第一主轴2，第一主轴2的下端面与主动齿轮3固定连接，步进电机1用于为传动装置提供驱动力；所述主动齿轮3与T形从动齿轮9相啮合；所述T形从动齿轮9内壁的上端设有第一轴承8，下端设有第二轴承10，第一轴承8与第二轴承10用于支撑T形从动齿轮9，降低T形从动齿轮9运动过程中与焊枪4的摩擦系数，并保证T形从动齿轮9的传动精度；所述第一轴承8与第二轴承10的内孔与焊枪4配合，T形从动齿轮9带动第一轴承8与第二轴承10绕焊枪4旋转；所述第二轴承10的下部设有套环5，套环5的上端面支撑第一轴承8、T形从动齿轮9与第二轴承10；所述套环5套设于焊枪4外部；所述第二轴承10和套环5之间设有第一垫圈7，套环5上设有延伸至焊枪4外表面的横向螺纹孔，横向螺纹孔中设有紧固螺钉6用于固定套环5的位置；