[发明专利]一种航空航天薄壁环件电磁脉冲增材装置及方法

权利要求书

1.一种航空航天薄壁环件电磁脉冲增材装置，其特征在于：包括机架、卷材支架、环形增材基板、喷涂机器人和电磁脉冲模块，所述卷材支架上转动设置有带材卷，所述卷材支架位于所述支架一侧，所述喷涂机器人位于所述支架另一侧，所述喷涂机器人能够对卷绕在所述环形增材基板上的卷材的表面进行喷涂；所述环形增材基板通过传动轴与所述机架转动连接，所述环形增材基板与所述传动轴固连，所述机架上固设有能够驱动所述传动轴转动的驱动电机；所述电磁脉冲模块包括电磁头和固设在所述电磁头上的电磁线圈，所述电磁线圈电连接有电容和放电电路，所述电磁线圈正对所述环形增材基板的周向侧壁，且所述电磁线圈与所述环形增材基板的周向侧壁之间具有间隔，所述电磁头固设在第二安装架上，所述第二安装架与第三丝杆螺纹连接且与第三导轨滑动配合，所述第三导轨和所述第三丝杆均设置在第二移动座上，第四电机能够驱动所述第三丝杆转动；所述第二移动座与第四丝杆螺纹连接且与第四导轨滑动配合，所述第四导轨和所述第四丝杆均设置在所述机架上，第五电机能够驱动所述第四丝杆转动；所述环形增材基板的周向侧壁的宽度与所述带材卷中带材的宽度相等；

还包括切割模块，所述切割模块包括支撑座、气缸、电机支撑框架、切割电机、第一锯片、第二锯片，所述支撑座与所述机架固连，所述气缸固设在所述支撑座上，所述支撑座上固设有竖直的滑轨，所述电机支撑框架与所述滑轨滑动配合，所述气缸的伸缩杆与所述电机支撑框架固连，所述切割电机固设在所述电机支撑框架上，所述第一锯片和所述第二锯片分别与所述切割电机的输出轴固连，所述第一锯片与所述第二锯片之间的间隔与所述带材卷中带材的宽度相等；所述切割模块位于所述环形增材基板的侧上方；

还包括旋转摩擦挤压模块，所述旋转摩擦挤压模块包括第一电机和与所述第一电机的输出轴固连的摩擦棒，所述第一电机固设在第一安装架上，所述第一安装架与第二丝杆螺纹连接且与第二导轨滑动配合，所述第二丝杆和所述第二导轨均设置在第一移动座上，第二电机能够驱动所述第二丝杆转动，所述第一移动座与第一丝杆螺纹连接且与第一导轨滑动配合，所述第一丝杆和所述第一导轨均设置在所述机架上，第三电机能够驱动所述第一丝杆转动，所述摩擦棒位于所述环形增材基板的正上方，所述第二丝杆竖直；

所述驱动电机的输出轴通过联轴器与所述传动轴固连；所述第三丝杆竖直，所述第四丝杆水平，所述第三丝杆与所述第三导轨互相平行，所述第四丝杆与所述第四导轨互相平行，所述第三导轨和所述第四导轨均为两个，两个所述第三导轨分别位于所述第三丝杆两侧，两个所述第四导轨分别位于所述第四丝杆两侧；所述第一丝杆水平，所述第一丝杆与所述第一导轨互相平行，所述第二丝杆与所述第二导轨互相平行，所述第一导轨和所述第二导轨均为两个，两个第一导轨分别位于所述第一丝杆两侧，两个所述第二导轨分别位于所述第二丝杆两侧；所述切割电机上还固设有将所述第一锯片远离所述环形增材基板的一部分罩柱的保护罩；

利用所述的航空航天薄壁环件电磁脉冲增材装置进行航空航天薄壁环件电磁脉冲增材方法，包括以下步骤：

(1)将带材卷中带材的一端固定在环形增材基板的周向侧壁上，通过驱动电机驱动所述环形增材基板转动一周，使所述带材绕在所述环形增材基板的周向侧壁一周，形成一个增材基体层；

(2)通过喷涂机器人在所述增材基体层的表面喷涂硬质中间层；

(3)对电磁线圈通电，并通过开启第四电机和第五电机来调节所述电磁线圈的位置，同时通过所述驱动电机驱动所述环形增材基板再转动一周，在硬质中间层的表面增材形成另一个增材基体层；

(4)通过喷涂机器人在步骤(3)中形成的增材基体层的表面喷涂硬质中间层；

(5)开启第一电机，驱动摩擦棒旋转，并通过开启第二电机和第三电机来调节所述摩擦棒的位置，通过所述摩擦棒对步骤(4)中形成的硬质中间层进行摩擦挤压，使得步骤(3)中形成的增材基体层发生塑性变形，在塑性变形过程中步骤(3)中形成的增材基体层会从两侧挤出部分材料；

(6)开启切割电机，驱动第一锯片和第二锯片旋转，并通过开启气缸调节所述切割电机的位置，通过所述第一锯片和所述第二锯片将步骤(5)中挤出的材料切除，保证增材环件成形良好；

(7)对电磁线圈通电，并通过开启第四电机和第五电机来调节所述电磁线圈的位置，同时通过所述驱动电机驱动所述环形增材基板再转动一周，在硬质中间层的表面增材形成再一个增材基体层；

(8)重复循环步骤(2)-步骤(7)，直至增材出设计厚度的航空航天薄壁环件，最后将增材出的航空航天薄壁环件与带材卷中的带材切断即可。