一种喷射复合电沉积装置

1.本发明涉及复合电化学加工领域，具体为一种喷射复合电沉积装置。


背景技术：

2.喷射电沉积技术具有选择性好和加工速度快等优点，过程简单、易于控制，很容易由实验室向工业现场转变，而使原料变成随意的三维结构，更是其优势所在。但对于三维复杂型面、型腔的尺寸和光整的电沉积，以及包含微米或纳米颗粒的复合电沉积装置，尚停留在实验室阶段；为此提供了一种喷射复合电沉积装置。


技术实现要素：

3.本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种喷射复合电沉积装置，以解决上述背景技术提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种喷射复合电沉积装置，包括数控加工装置、高效喷射装置及电解液循环装置，
5.所述数控加工装置由轴承、同步轮、光杆、同步带、第一铝型材、同步带固定块、电解液喷头、喷头固定块、行程开关、步进电机和x、y轴电机固定架构成；
6.所述喷头固定块的中部安装有电解液喷头，所述喷头固定块的底部纵横交错穿插有活动杆，所述活动杆的两端均安装有轴向滑块，所述轴向滑块穿插在光杆上，光杆的两端均与同步轮固定相连，所述同步轮上设有同步带，所述同步带上安装有同步带固定块，第一铝型材的端部均安装有x、y轴电机固定架，所述x、y轴电机固定架上安装有步进电机，所述光杆的一端与步进电机的转轴通过联轴器固定相连，所述第一铝型材设有八根，数控加工装置的顶部设有四根，底部设有四根，并通过m3
×
20螺钉进行固定相连成第一方形结构，所述光杆通过轴承安装在第一铝型材上的固定架上；
7.所述高效喷射装置由第二铝型材、z轴电机固定架、第三铝型材、加工调平台、加工槽和丝杆构成；
8.所述第二铝型材和第三铝型材均设有四根，四根第二铝型材与数控加工装置上的第一方形结构固定相连，四根第三铝型材之间通过m3
×
25螺钉连接成第二方形结构，第一方形结构和第二方形结构上下之间的四个拐角处均通过丝杆相连，所述丝杆的底部连接有步进电机，所述步进电机安装在z轴电机固定架上，所述丝杆的顶部通过轴承安装在第一铝型材上，所述第二方形结构的顶部安装有加工槽，所述第一铝型材的未端处和第三铝型材的底部均安装有行程开关；
9.所述电解液循环装置由流量计、截止阀、隔膜泵、滚珠、螺旋桨电机、蓄液槽导管、蓄液槽、螺旋桨、齿轮减速器构成；
10.所述第三铝型材的底部内侧设有蓄液槽，所述蓄液槽的底部一侧连接有蓄液槽导管，所述蓄液槽导管的顶部连接有隔膜泵，所述隔膜泵通过连接管与流量计相连，所述流量计通过软管与电解液喷头相连，所述蓄液槽的顶部安装有减速器固定架，所述减速器固定
架的顶部安装有齿轮减速器，所述齿轮减速器的一侧安装有螺旋桨电机，所述齿轮减速器的底部安装有螺旋桨。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述x、y轴电机固定架通过m3
×
20螺钉安装在第一铝型材上，所述步进电机通过m3
×
20螺钉安装在x、y轴电机固定架上，所述电解液喷头通过m2.5
×
16螺钉安装在喷头固定块上。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述第一铝型材通过螺栓安装在第二铝型材上，所述减速器固定架通过m3
×
25螺钉安装在第二铝型材上。
13.作为本发明的一种优选技术方案，所述丝杆与第二方形结构之间的连接处安装有与丝杆相匹配的螺母，所述螺母焊接在第二方形结构上，所述z轴电机固定架通过m3
×
25螺钉安装在第二铝型材上，所述加工槽通过m3
×
25螺钉安装在第三铝型材的顶部上。
14.作为本发明的一种优选技术方案，所述隔膜泵与流量计之间的连接管上安装有截止阀，所述截止阀安装在截止阀固定块上，所述流量计安装在流量计固定块上，所述截止阀固定块和流量计固定块均安装在第二铝型材上，所述加工槽的底部通过管道与蓄液槽相连，所述管道上安装有球阀，所述加工槽采用涡旋式设计。
15.作为本发明的一种优选技术方案，所述加工槽的顶部通过螺栓安装有工件台。
16.作为本发明的一种优选技术方案，所述螺旋桨电机通过螺栓安装在齿轮减速器上，所述齿轮减速器通过螺栓安装在减速器固定架上，所述螺旋桨的一端与齿轮减速器内的齿轮固定相连。
17.作为本发明的一种优选技术方案，所述同步带固定块通过m3
×
12螺钉安装在同步带上，所述轴向滑块与光杆活动相连，所述喷头固定块的内部设有与活动杆相匹配的活动套，所述活动套与活动杆活动相连。
18.本发明的有益效果是：
19.本发明的喷射复合电沉积装置基于3d打印原理，能够动态、精准地控制喷头移动位置；电解液的循环装置采用防蚀元件，可循环电解液提高沉积效率；独特的电解槽设计使复合电沉积的颗粒搅拌更加均匀；
20.1.采用3d打印原理进行结构设计，提升了加工的形状多样性，提高了进给精度；
21.2.加工槽采用涡旋式设计，对电解液起到搅拌作用，并使电解液流动更加流畅；
22.3.喷射装置的电解液循环本身具有搅拌作用，再加上叶片搅拌和磁力搅拌，对于复合电沉积，使颗粒分布更加均匀，能够有效提高加工品质。
附图说明
23.图1为本发明的侧视图；
24.图2为本发明a-a的剖视图；
25.图3为本发明的喷头局部结构视图；
26.图4为本发明的涡旋式水槽结构视图。
27.图中：轴承1、同步轮2、光杆3、同步带4、第一铝型材5、同步带固定块6、电解液喷头7、喷头固定块8、行程开关9、轴承固定块10、同步轮固定块11、步进电机12、x、y轴电机固定架13、m3
×
20螺钉14、m3
×
12螺钉15、m2.5
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16螺钉16、第二铝型材17、流量计固定块18、流量计19、球阀20、截止阀固定块21、截止阀22、隔膜泵23、螺母24、z轴电机固定架25、螺旋桨
电机26、蓄液槽导管27、蓄液槽28、螺旋桨29、齿轮减速器30、皮带脱辊轴承31、第三铝型材32、加工调平台33、m3
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25螺钉34、加工槽35、丝杆36、工件台37、行程开关38、轴向滑块39。
具体实施方式
28.下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
29.实施例：请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种喷射复合电沉积装置，包括数控加工装置、高效喷射装置及电解液循环装置，
30.数控加工装置由轴承1、同步轮2、光杆3、同步带4、第一铝型材5、同步带固定块6、电解液喷头7、喷头固定块8、行程开关9、步进电机12和x、y轴电机固定架13构成；
31.喷头固定块8的中部安装有电解液喷头7，喷头固定块8的底部纵横交错穿插有活动杆，活动杆的两端均安装有轴向滑块39，轴向滑块39穿插在光杆3上，光杆3的两端均与同步轮2固定相连，同步轮2上设有同步带4，同步带4上安装有同步带固定块6，第一铝型材5的端部均安装有x、y轴电机固定架13，x、y轴电机固定架13上安装有步进电机12，光杆3的一端与步进电机12的转轴通过联轴器固定相连，第一铝型材5设有八根，数控加工装置的顶部设有四根，底部设有四根，并通过m3
×
20螺钉14进行固定相连成第一方形结构，光杆3通过轴承1安装在第一铝型材5上的固定架上；
32.高效喷射装置由第二铝型材17、z轴电机固定架25、第三铝型材32、加工调平台33、加工槽35和丝杆36构成；
33.第二铝型材17和第三铝型材32均设有四根，四根第二铝型材17与数控加工装置上的第一方形结构固定相连，四根第三铝型材32之间通过m3
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25螺钉34连接成第二方形结构，第一方形结构和第二方形结构上下之间的四个拐角处均通过丝杆36相连，丝杆36的底部连接有步进电机，步进电机安装在z轴电机固定架25上，丝杆36的顶部通过轴承1安装在第一铝型材5上，第二方形结构的顶部安装有加工槽35，第一铝型材5的未端处和第三铝型材32的底部均安装有行程开关9；
34.电解液循环装置由流量计19、截止阀22、隔膜泵23、滚珠24、螺旋桨电机26、蓄液槽导管27、蓄液槽28、螺旋桨29、齿轮减速器30构成；
35.第三铝型材32的底部内侧设有蓄液槽28，蓄液槽28的底部一侧连接有蓄液槽导管27，蓄液槽导管27的顶部连接有隔膜泵23，隔膜泵23通过连接管与流量计19相连，流量计19通过软管与电解液喷头7相连，蓄液槽28的顶部安装有减速器固定架，减速器固定架的顶部安装有齿轮减速器30，齿轮减速器30的一侧安装有螺旋桨电机26，齿轮减速器30的底部安装有螺旋桨29。
36.x、y轴电机固定架13通过m3
×
20螺钉14安装在第一铝型材5上，步进电机12通过m3
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20螺钉14安装在x、y轴电机固定架13上，电解液喷头7通过m2.5
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16螺钉16安装在喷头固定块8上。
37.第一铝型材5通过螺栓安装在第二铝型材17上，减速器固定架通过m3
×
25螺钉34安装在第二铝型材17上。
38.丝杆36与第二方形结构之间的连接处安装有与丝杆36相匹配的螺母24，螺母24焊接在第二方形结构上，z轴电机固定架25通过m3
×
25螺钉34安装在第二铝型材17上，加工槽
35通过m3
×
25螺钉34安装在第三铝型材32的顶部上。
39.隔膜泵23与流量计19之间的连接管上安装有截止阀22，截止阀22安装在截止阀固定块21上，流量计19安装在流量计固定块18上，截止阀固定块21和流量计固定块18均安装在第二铝型材17上，加工槽35的底部通过管道与蓄液槽28相连，管道上安装有球阀20，加工槽35采用涡旋式设计。
40.加工槽35的顶部通过螺栓安装有工件台37。
41.螺旋桨电机26通过螺栓安装在齿轮减速器30上，齿轮减速器30通过螺栓安装在减速器固定架上，螺旋桨29的一端与齿轮减速器30内的齿轮固定相连。
42.同步带固定块6通过m3
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12螺钉15安装在同步带4上，轴向滑块39与光杆3活动相连，喷头固定块8的内部设有与活动杆相匹配的活动套，活动套与活动杆活动相连。
43.工作原理：一种喷射复合电沉积装置，本装置通过3d打印结构设计，控制喷头在三维方向上(x轴、y轴及z轴)快速移动，达到高精度喷射，能处理三维复杂型面、型腔，包括尺寸加工及光整加工在内的喷射复合电沉积；采用涡旋式结构加工调平台加工槽，电解液向下流动更流畅，电解液依次通过蓄液槽—高压隔膜泵—流量控制阀—流量计—喷头—加工槽—蓄液槽，过滤掉电解液喷射过程中的杂质后，可再循环利用。
44.该装置包括数控加工装置、高效喷射装置及电解液循环装置；数控加工装置，采用3d打印机模型的移动装置实现喷头快速移动，该移动装置主要由步进电机12、电机固定架13、同步轮2、轴承1、光杆3、同步带4、铝型材5、喷头固定块8、行程开关9等组成。使用了3个步进电机12，8根第一铝型材5由m3
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20螺钉14固定，x、y轴电机固定架13、z轴电机固定架25由螺钉14连接，3个步进电机12通过m3
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20螺钉14固定在x、y轴电机固定架13和z轴电机固定架25上，光杆3连接同步轮2，同步带固定块6固定在同步带4上，同步带4与同步轮2相连，光杆3的一端连接固定在步进电机12上，电解液喷头7通过喷头固定块8相连在活动杆上，活动杆靠近第一铝型材末端处会触碰行程开关9，用于急停，限制电解液喷头7移动范围。
45.高效喷射装置由步进电机12、同步轮2、同步带4、电解液喷头7、加工槽35、加工调平台33、铝型材5、铝型材32、螺钉34、丝杆36等组成；步进电机12带动同步轮2、同步带4、电解液喷头7移动，喷头移动到目的点，开始喷射电解液；喷头下方设备有加工槽35、水槽采用涡旋式结构，此设计有利于电解液平稳向下流淌，加工调平台33、加工槽35与4条第三铝型材32、m3
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25螺钉34方形结构连接一体，4条第一铝型材5方形结构与4条第三铝型材32方形结构上下之间由4条丝杆36连接，可以调节电解液喷头7离加工调平台33，在z轴方向上的移动，同样行程末端设有行程开关9用于急停。
46.电解液循环装置主要由电解液喷头7、加工槽35、球阀20、蓄液槽28、螺旋桨29、蓄液槽导管27、流量计19、截止阀22等组成。通过隔膜泵23提供电解液内循环动力，使得蓄液槽28内的电解液通过蓄液槽导管27，流动到电解液喷头7，达到在加工槽35内喷射加工工件的目的，电解液再由涡旋式结构平稳流淌到蓄液槽28，其中电解液导管27处装有流量计19和截止阀22，电解液循环流动时，流量计19实时监测电解液流量值大小，截止阀22用于调节电解液流量值。
47.以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。