17和送料器18分别给激光熔覆喷头15提供激光和熔覆原料(粉末或丝材)，冷水机19用于给激光器17冷却。
[0059]还设有上站子11固定板10和上站子11，所述上站子11固定板10固定安装于垂直承载机架I上半圆梁上，上砧子11能够固定安装于上砧子11固定板10上，垂直智能压头3和水平智能压头4分别固定安装于上砧子11上，通过上砧子11实现垂直智能压头3和水平智能压头4的定位，使得设备通用性更高，可以根据工件12形状设置不同的垂直智能压头3和水平智能压头4，完成锻压的工件12 (核电深封头留在上砧子11上，可将完成的工件12 (核电深封头)与上砧子11 一起移出压机，方便工件12的拆卸。
[0060]所述水平油缸7的活塞杆端部固定安装有水平砧子，水平智能压头4伸出与水平油缸7所带的水平砧子对击，使得工件12 (核电深封头)坯料周围的材料向上流动，保证工件12坯料周围材料流动方向准确，具有可控性。
[0061]所述水平油缸7和熔覆机器人16的数量均为四个，水平油缸7和熔覆机器人16分别对应均匀分布于水平承载机架6上，且各个水平油缸7活塞杆能够与各个水平智能压头4联动保持一一同轴正对的位置状态，各个熔覆机器人16的水平悬臂与对应的水平油缸7轴向平行，保证水平智能压头4与水平油缸7同轴正对，对工件12坯料进行充分有效的挤压成型，熔覆机器人16的水平悬臂与水平油缸7轴向平行可以使材料在熔覆成形时与后续锻造挤压时保持方向一致，提高工件12质量。
[0062]所述下模具9上设有加热处理装置，用于对基底预热，成形工件12时也可对工件12进行热处理。
[0063]所述垂直承载机架I水平承载机架6均为预应力钢丝缠绕机架，水平承载机架6边缘上能够拆卸设有一圈活动护栏，其用于保护水平承载机架6上的各个设备，工件12完成后，可以将活动护栏移开，将工件12与上砧子11 一起移出压机。
[0064]所述旋转工作台5由步进系统带动在工件12在垂直智能压头3和水平智能压头4对击的间隙进行步进旋转。
【主权项】
1.一种熔覆-锻造一体成形工艺，其特征在于:具体步骤如下: 步骤一:对锻件进行建模、模拟分析后将模型进行分层处理，将锻件自下而上分成η层； 步骤二:对进行分层处理后处于最下面的第一层采用3D熔覆成形工艺进行成形，获得第一层熔覆成形坯件； 步骤三:对已经成形的第一层熔覆成形坯件进行锻造处理，使其达到设计要求，进而获得第一层半成品； 步骤四:在第一层半成品上采用3D熔覆成形工艺进行成形形成第二层熔覆成形坯件； 步骤五:对已经成形的第二层熔覆成形坯件进行锻造处理，使其达到设计要求，进而获得第一、二层半成品； 步骤六:将上述步骤循环进行，经历η次3D熔覆成形和η+1次锻造处理后获得锻件成品O
2.一种熔覆-锻造一体成形工艺，其特征在于:3D熔覆成形工艺以激光束、电子束、电弧、热喷射和冷喷射中的一种或多种的组合能源作为使能技术。
3.—种权利要求1中所述的熔覆-锻造一体成形工艺中所用的熔覆-锻造设备，其特征在于:包括垂直承载机架(I)、垂直主油缸(2)、垂直智能压头(3)、水平智能压头(4)、旋转工作台(5)、水平承载机架(6)、水平油缸(7)、水平承载机架提升油缸(8)、下模具(9)、活动横梁(13)、垂向加压装置(14)、3D熔覆成形装置、传感系统和控制系统，所述垂直承载机架固定安装于地面，垂直主油缸的缸体固定安装于垂直承载机架下半圆梁上，其活塞杆能够纵向伸缩，活动横梁能够沿纵向滑动设于垂直承载机架内，活动横梁与垂直主油缸的活塞杆相连接，旋转工作台能够绕竖直的轴转动定位于活动横梁上，下模具能够固定安装于旋转工作台上，水平承载机架纵向能够滑动套设于垂直承载机架上，水平承载机架提升油缸的缸体与垂直承载机架固连，水平承载机架提升油缸的活塞杆与水平承载机架固连，至少一个水平油缸和至少一个3D熔覆成形装置分别固定安装于水平承载机架上，水平承载机架中心形成与旋转工作台正对的镂空部，各个3D熔覆成形装置的喷头能够经该镂空部在旋转工作台上的下模具内进行工件(12)的3D熔覆成形，垂直智能压头纵向能够伸缩固定定位于垂直承载机架的上半圆梁上，至少一个水平智能压头沿水平方向能够伸缩固定定位垂直承载机架的上半圆梁上，且各个水平智能压头恰能够与水平承载机架上各个水平油缸的活塞杆一一对应，垂向加压装置与垂直承载机架上半圆梁固连，垂直加压装置的的活塞杆恰能够紧抵下模具内工件上端表面，各个传感系统分别安装于垂直智能压头、水平智能压头和3D熔覆成形装置上并能感应到锻件温度、压头对锻件的压力、锻件金属流动位移数据和3D熔覆成形装置的喷头与工件的位置关系并传信于控制系统，控制系统控制旋转工作台、垂直主油缸、水平油缸、水平承载机架提升油缸、垂直智能压头和水平智能压头、垂向加压装置和3D熔覆成形装置动作。
4.如权利要求3所述的智能锻造压机，其特征是:3D熔覆成形装置包括激光熔覆喷头(15)、熔覆机器人(16)、激光器(17)、送料器(18)和冷水机(19)，所述熔覆机器人包括沿水平承载机架径向延伸的水平悬臂、沿纵向延伸的垂直悬臂和喷头定位块，所述垂直悬臂能够沿水平悬臂延伸方向滑动定位于水平悬臂上，喷头定位块能够沿纵向升降定位于垂直悬臂上，激光熔覆喷头能够绕与水平承载机架径向垂直的水平轴旋转摆动定位于喷头定位块上，激光器和送料器分别给激光熔覆喷头提供激光和熔覆原料，冷水机用于给激光器冷却。
5.如权利要求3或4所述的熔覆-锻造设备，其特征是:还设有上砧子固定板(10)和上砧子(11)，所述上砧子固定板固定安装于垂直承载机架上半圆梁上，上砧子能够固定安装于上砧子固定板上，垂直智能压头和水平智能压头分别固定安装于上砧子上。
6.如权利要求3所述的熔覆-锻造设备，其特征是:所述水平油缸的活塞杆端部固定安装有水平砧子。
7.如权利要求4所述的智能锻造压机，其特征是:所述水平油缸和熔覆机器人的数量均为四个，水平油缸和熔覆机器人分别对应均匀分布于水平承载机架上，且各个水平油缸活塞杆能够与各个水平智能压头联动保持一一同轴正对的位置状态，各个熔覆机器人的水平悬臂与对应的水平油缸轴向平行。
8.如权利要求3所述的智能锻造压机，其特征是:所述下模具上设有加热处理装置。
9.如权利要求3所述的智能锻造压机，其特征是:所述垂直承载机架水平承载机架均为预应力钢丝缠绕机架，水平承载机架边缘上能够拆卸设有一圈活动护栏。
10.如权利要求3所述的智能锻造压机，其特征是:所述旋转工作台由步进系统带动在工件在垂直智能压头和水平智能压头4对击的间隙进行步进旋转。
【专利摘要】本发明公开了一种熔覆-锻造一体成形工艺及其所用的熔覆-锻造设备，该工艺为先建模、分析并分层处理；然后逐层进行3D熔覆成形并锻造获得锻件成品；该设备的垂直承载机架固定安装于地面，垂直主油缸驱动活动横梁纵向运动，活动横梁上旋转工作台带动下模具旋转，纵向滑动设置于垂直承载机架上的水平承载机架上设有至少一个水平油缸和至少一个3D熔覆成形装置，3D熔覆成形装置在下模具内进行3D熔覆成形，垂直智能压头和水平智能压头分别沿纵向和水平方向伸缩设置于垂直承载机架的上半圆梁上对工件进行智能锻造，本发明实现了边熔覆、边锻造的新型工艺方法，能完成重型高端结构件成形制造，成形件的质量高，制造周期短，节省材料。
【IPC分类】B23P23-00, B23P15-00, C23C24-10
【公开号】CN104625656
【申请号】CN201510080125
【发明人】颜永年, 张定军, 陈振东, 荆红
【申请人】昆山永年先进制造技术有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月15日