一种激光选区熔化增材制造成型缸缸体自动卡箍机构的制作方法

本发明涉及一种激光选区熔化增材制造成型缸缸体自动卡箍机构，属于增材制造设备领域。

背景技术：

目前，常见的金属增材制造设备在取件时，为防止缸体发生异位，成型缸的顶起和下降过程往往通过在成型缸底部安装卡盘将缸体牢牢卡住，从而实现缸体上下移动的方式实现。此种方法虽然简单可靠，但成本偏高，安装要求精度高，维修成本大，一般无法自动识别是否卡到位，需要间接方式识别到位。

技术实现要素：

本发明的技术解决问题是：为克服现有技术的不足，本发明提出了一种激光选区熔化增材制造成型缸缸体自动卡箍机构，通过楔块结合弹簧的方式将缸体卡紧，实现纯机械式自动卡箍将缸底卡销自动松开自动卡紧动作。

本发明的技术解决方案是：

一种激光选区熔化增材制造成型缸缸体自动卡箍机构，卡销、卡爪臂、卡爪板、卡爪板导向槽、导向杆固定座、导向套杆、压缩弹簧、导向轴、弹簧压片和楔块，所述卡销安装在增材制造设备的成型缸缸体底部，将成型缸缸体与卡箍机构固定连接；

所述卡箍机构由左右两侧结构对称，对于某一侧结构，所述卡爪臂安装在卡爪板上，卡爪板嵌套在卡爪板导向槽中，导向轴一端连接在导向杆固定座上，另一端穿过卡爪臂和弹簧压片并固定在导向套杆上，导向杆固定座位于两个卡爪臂之间，压缩弹簧串在导向轴上，位于卡爪臂与弹簧压片之间，所述弹簧压片与导向套杆连接，楔块安装板固定在丝杠上，楔块安装在楔块安装板上，并随丝杠的转动使楔块在两卡爪臂之间向上或向下位移。

进一步的，丝杠旋转时丝母做相对上下运动，丝母带动楔块安装板和楔块一起上下运动。

进一步的，卡爪臂具有向内部的楔形结构，根据该结构的角度、长度以及卡爪臂结构，可确定一个设定位置，使得楔块到达设定位置自动顶开或脱离的同时，弹簧自动夹紧或放松。

进一步的，楔块上升到一定高度进入两个卡爪臂中间时，继续沿着楔形结构上升，可将卡爪臂向外推开，卡爪臂带动卡爪板在卡爪导向槽和导向轴的导向下张开，此时卡销进入卡爪。

进一步的，当楔块下降脱离两个卡爪臂中间时，随着楔块的脱离，两个卡爪臂在压缩弹簧的作用下闭合，此时卡销被卡紧在机构内并随机构一起下降运动。

进一步的，上升过程，当楔块在插入卡爪臂中间的过程中时，卡爪臂带动卡爪板张开，最终将卡销完全松开。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明实现了楔块到达设定位置自动顶开或脱离时，弹簧自动夹紧或放松，整个上升下降过程由机械位置决定卡爪张开闭合，不需要位置检测，在行程过程自动完成松开夹紧动作，保证了激光选区熔化增材制造成型缸缸体安全可靠的运行；

(2)本发明巧妙利用楔块结合弹簧原理将成型缸卡销卡紧，是一种创新形式的机械定位卡紧方式；

(3)通过楔块结合弹簧的方式将缸体卡紧，实现纯机械式自动卡箍将缸底卡销自动松开自动卡紧动作；

(4)采用本发明提出的纯机械楔块结合弹簧方式，可较传统机床卡盘的方式节约成本，同时降低安装的精度要求。

附图说明

图1为本发明结构整体示意图；

图2为本发明带卡销的卡箍结构示意图；

图3为本发明卡箍结构示意图；

图4为本发明楔块上升过程卡箍结构示意图；

图5为本发明楔块下降过程卡箍结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

一种激光选区熔化增材制造成型缸缸体自动卡箍机构，如图1-3所示，包括卡销1、卡爪臂2、卡爪板3、卡爪板导向槽4、导向杆固定座5、导向套杆6、压缩弹簧7、导向轴8、弹簧压片9和楔块10，所述卡销1安装在增材制造设备12的成型缸缸体底部，将成型缸缸体与卡箍机构固定连接；

所述卡箍机构由左右两侧结构对称，对于某一侧结构，所述卡爪臂2安装在卡爪板3上，卡爪板3嵌套在卡爪板导向槽4中，导向轴8一端连接在导向杆固定座5上，另一端穿过卡爪臂2和弹簧压片9并固定在导向套杆6上，导向杆固定座5位于两个卡爪臂2之间，压缩弹簧7串在导向轴上，位于2卡爪臂与9弹簧压片之间，所述弹簧压片9与导向套杆6连接，楔块安装板11固定在丝杠13上，楔块10安装在楔块安装板11上，并随丝杠13的转动使楔块10在两卡爪臂之间向上或向下位移。

本机构动作说明：如图4-5所示，丝杠13旋转时丝母做相对上下运动，丝母带动楔块安装板11和楔块10一起上下运动。卡爪臂2具有向内部的楔形结构，通过该结构的角度、长度以及卡爪臂2结构，可确定一个设定位置，使得楔块10到达设定位置自动顶开或脱离的同时，弹簧自动夹紧或放松。

楔块10上升到一定高度进入两个卡爪臂2中间时，继续沿着楔形结构上升，可将卡爪臂2向外推开，卡爪臂2带动卡爪板3在卡爪导向槽4和导向轴8的导向下张开，此时卡销1进入卡爪。

当楔块10下降脱离两个卡爪臂2中间时，随着楔块10的脱离，两个卡爪臂2在压缩弹簧7的作用下闭合，此时卡销1被卡紧在机构内并随机构一起下降运动。上升过程，当楔块10在插入卡爪臂2中间的过程中时，卡爪臂2带动卡爪板3张开，最终将卡销1完全松开。

设备的成型缸缸体会进行上升或下降的运动，由于存在较大的位置变化，在成型缸上升过程中，缸底卡销必须卡紧，否则缸体会出现晃动，影响成型精度且易对缸体和运动机构造成损坏；此外，为保证缸体平稳到达最终位置，当缸体上升到一定高度时，成形缸底的卡销要及时从卡箍里分离出来，使缸体可继续上升一小段距离达到最终位置。

通过本发明设计，实现了楔块到达设定位置自动顶开或脱离时弹簧自动夹紧或放松，整个上升下降过程由机械位置决定卡爪张开闭合，不需要位置检测，在行程过程自动完成松开夹紧动作，保证了激光选区熔化增材制造成型缸缸体安全可靠的运行。

本发明巧妙利用楔块结合弹簧原理将成型缸卡销卡紧，是一种创新形式的机械定位卡紧方式。

本发明涉及的激光选区熔化增材制造成型缸缸体自动卡箍机构结构简单，无需如气缸、电动缸等占用较大的空间；由于组成零件均为标准件或简单的自制件，成本低廉，并且维护方便；同时该缸体自动卡箍机构可通过机械位置实现精确定位张开定位卡紧，具有较好的经济效益和实用价值。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。