一种激光成形轴类部件用工装的制作方法

本实用新型涉及一种激光成形轴类部件用工装，属于激光成形工装机械领域。

背景技术：

近年来，随着大功率、高性能激光加工装备的不断涌现，与增材制造和3D打印技术密切相关的激光熔覆、激光快速成型技术日益引起了世界各国的高度重视，并在汽车、能源、电子、航空航天、重工机械等各个领域得到了快速发展。

激光熔覆快速成型是采用激光的高功率密度将自熔合金粉末(铁基、镍基和钴基合金等)熔融后在基材表面形成一层很薄的熔覆层，多数熔覆层逐渐累积在一起最终成为具有一定形状的工件；但是，采用激光熔覆快速成型一些重要的细长轴类金属工件时，由于熔融后的自熔合金粉末具有一定的流动性，会发生严重的塌边现象(如图6所示，虚线为激光熔覆成型后理论上的细长轴，实线为激光熔覆成型的实际的形状)，细长轴很难成型或成型后后续加工量较大，并且激光熔覆成型时间较长，造成激光熔覆成型的细长轴工件的质量降低，影响其激光成型的加工效率。

为了解决上述问题，亟需实用新型一种激光成形轴类部件用工装，用以解决目前激光熔覆成型细长轴类工件时发生严重塌边的问题。

技术实现要素：

本实用新型针对上述现有技术中存在的不足，提供一种激光成形轴类部件用工装，能够防止加工过程中轴类部件发生严重塌边，加工效率高，后续加工量小。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种激光成形轴类部件用工装，包括工作平台、夹具板和升降装置，所述升降装置穿过所述工作平台与所述夹具板连接，能够带动夹具板上下运动，所述夹具板上设有圆柱形空腔。

本实用新型的有益效果是：采用升降装置带动夹具板上下往复运动，使的轴类部件逐渐成型，能够防止加工过程中轴类部件发生严重塌边，加工效率高，且后续加工量小。

进一步，所述工作平台包括顶板和底板，所述升降装置包括丝杠，所述丝杠通过轴承设置在顶板和底板之间，所述丝杠与支撑装置螺纹连接，所述支撑装置的上端连接所述夹具板。

进一步，所述支撑装置包括丝杠副和设置丝杠副两端的顶杆，所述顶杆穿过所述顶板与所述夹具板连接。

进一步，所述顶杆通过所述支撑件连接所述夹具板，支撑件的内端设有卡槽，所述夹具板的外端设有与所述卡槽相适配的卡扣。

进一步，所述夹具板包括左右对称的两个夹板，所述夹板的一端设有与所述卡槽相适配的卡扣，另一端为半圆形缺口，左、右两个对称的夹板之间形成圆柱形空腔。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：夹具板可拆卸，方便更换，利于成型不同外径的轴类部件。

进一步，所述丝杠的上部为传动蜗杆，所述传动蜗杆与涡轮相配合，涡轮的传动轴通过轴承穿过工作平台的侧壁。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：传动平稳，噪音较小。

进一步，所述卡扣呈T型，所述卡槽与所述卡扣相适配。

进一步，所述传动轴穿过所述工作平台的侧壁后与摇轮连接。

进一步，所述传动轴的一端与伺服电机连接。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：采用电机带动升降装置的上下往复运动，节省人力。

进一步，所述顶板上设有隔热陶瓷平板，所述顶杆穿过所述顶板和隔热陶瓷平板与所述夹具板连接。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：在激光熔覆成型过程中会产生一定的热量，采用隔热陶瓷平板避免热量传递给工作台致使工作台损坏。

进一步，所述夹具板采用陶瓷板。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：采用陶瓷板，避免了在激光熔覆成形时熔融的金属液滴粘连在圆柱形空腔内，影响夹具板的上下移动。

进一步，所述夹具板采用金属板，所述圆柱形空腔的内壁上设有陶瓷涂层或者依次设置过渡层和陶瓷涂层，所述过渡层为粘结层，所述过渡层采用MCrAlY，其中M是Ni、Co或二者的混合物。

采用上述进一步技术方案的有益效果是：采用金属板是为了增加其夹具板的塑性和强度，避免使用陶瓷板易发生夹具板脆裂的情况，在所述圆柱形空腔或半圆形缺口的内壁上设有陶瓷涂层是为了避免金属液滴粘连在圆柱形空腔的内壁上，采用过渡层是为了增加陶瓷涂层与金属板的结合强度，避免在使用过程中陶瓷涂层受热导致的陶瓷涂层剥落，影响夹具板的使用。

进一步，所述陶瓷涂层为ZrO₂、Al₂O₃、SiO₂或SiC。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为图2沿A-A的剖视图；

图4为在图3中B处的局部放大图；

图5为在图3中C处的局部放大图；

图6为现有技术中激光熔覆快速成型时状态示意图；

在附图中，各标号所表示的部件名称列表如下：1、工作平台，1-1、顶板，1-2、底板，2、传动丝杆，3、夹板，4、轴承，5、传动蜗杆，6、涡轮，7、传动轴，8、丝杠副，9、顶杆，10、支撑件，11、半圆形缺口，12、隔热陶瓷平板，13、卡槽，14、卡扣，15、过渡层，16、摇轮，17、基材，18、陶瓷涂层，19、轴类工件，20、激光熔覆头。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例一

如图1-5所示，一种激光成形轴类部件用工装，包括工作平台1、夹具板和升降装置，所述升降装置穿过所述工作平台1与所述夹具板连接，能够带动夹具板上下运动，所述夹具板上设有圆柱形空腔，所述圆柱形空腔的直径为5～50mm。

所述工作平台1包括顶板1-1和底板1-2，所述升降装置包括丝杠2，所述丝杠2通过轴承4设置在顶板1-1和底板1-2之间，所述丝杠2与支撑装置螺纹连接，所述支撑装置的上端连接所述夹具板。

所述支撑装置包括丝杠副8和设置丝杠副8两端的顶杆9，所述顶杆9穿过所述顶板1-1与所述夹具板连接。

所述顶杆9通过所述支撑件10连接所述夹具板，支撑件10的内端设有卡槽13，所述夹具板包括左右对称的两个夹板3，所述夹板3的一端设有与卡槽13相适配的卡扣14，另一端为半圆形缺口11，左、右两个对称的夹板3之间形成所述圆柱形空腔，所述夹板3的厚度为0.5mm～3mm。

所述丝杠2的上部为传动蜗杆5，所述传动蜗杆5与涡轮6相配合，涡轮6的传动轴7通过轴承穿过工作平台1的侧壁。

所述卡扣14呈T型，所述卡槽13与所述卡扣14相适配。

所述传动轴7穿过所述工作平台1的侧壁后与摇轮16连接。

所述顶板1-1上设有隔热陶瓷平板12，所述顶杆9穿过所述顶板1-1和隔热陶瓷平板12与所述夹具板连接。

所述夹具板采用采用陶瓷板。

实施例二

与实施例一的不同之处在，所述夹具板采用金属板，在所述圆柱形空腔内壁上设有陶瓷涂层18或者依次设置过渡层和陶瓷涂层18，所述过渡层为粘结层，所述过渡层和所述陶瓷涂层均采用热喷涂工艺制备，所述过渡层采用MCrAlY，其中M是Ni、Co或二者的混合物。

所述陶瓷涂层为ZrO₂、Al₂O₃、SiO₂或SiC。

实施例三

与实施例一的不同之处在于：所述传动轴7的一端与伺服电机连接。

实施例四

与实施例二的不同之处在于：所述传动轴7的一端与伺服电机连接。

上述四个实施例的使用方法如下：

激光熔覆成型长轴类工件时，将基材17放置于隔热陶瓷平板12上，两个左右对称的夹板3降落在基材17表面，激光熔覆头20正对两个夹板3形成的圆柱形空腔，激光熔覆头20在圆柱形空腔内一层一层的进行熔覆(每层熔覆层的厚度小于0.5mm)，当熔覆层的高度接近于夹板3的厚度时通过传动丝杠2将夹板3往上提升至合适位置，使得熔覆层一直处于圆柱形空腔内，以此循环进行直至激光熔覆成形轴类工件19。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。