本發(fā)明涉及增材制造送料領(lǐng)域，特別涉及一種連續(xù)送料機(jī)構(gòu)及攪拌摩擦增材制造設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、攪拌摩擦增材是一種基于摩擦焊接原理的增材制造技術(shù)，通過高速攪拌摩擦提高材料溫度，在工件表面逐層沉積金屬，從而形成獨(dú)特的金屬沉積結(jié)構(gòu)。當(dāng)前，攪拌摩擦增材制造技術(shù)主要有三種實(shí)現(xiàn)方式：采用傳統(tǒng)帶針工具對(duì)板材進(jìn)行多層攪拌摩擦搭接焊；采用中空攪拌頭對(duì)棒材進(jìn)行攪拌摩擦增材加工；基于絲材作為沉積材料的攪拌摩擦增材加工。其中，采用中空攪拌頭結(jié)合棒材的攪拌摩擦增材方式具有增材結(jié)構(gòu)致密、材料低變形和過程高效節(jié)能等優(yōu)勢(shì)。其工作過程是將棒材放入中空攪拌頭中，同時(shí)施加軸向壓力，棒材通過攪拌頭旋轉(zhuǎn)與基材接觸摩擦，產(chǎn)生熱能使棒材端部軟化，并在軸向壓力的擠壓下沉積于基材上，形成連續(xù)的增材制造過程。然而，現(xiàn)有的攪拌摩擦增材裝置通常只能裝載單根棒料，導(dǎo)致設(shè)備在增材時(shí)需頻繁重新裝填棒料，嚴(yán)重影響了加工過程的連續(xù)性。在單個(gè)工件成型過程中頻繁裝填棒料會(huì)形成許多結(jié)合點(diǎn)，阻礙材料充分?jǐn)嚢杌旌?，甚至產(chǎn)生材料層間未融合，從而影響材料強(qiáng)度。

2、盡管已有專利提出了一些解決方案，例如中國(guó)專利文獻(xiàn)cn116967479a中公開的攪拌摩擦固相增材連續(xù)送料機(jī)構(gòu)，利用料筒的周向轉(zhuǎn)動(dòng)和頂桿配合實(shí)現(xiàn)循環(huán)上料，但仍需停機(jī)操作才能實(shí)現(xiàn)連續(xù)上料，僅節(jié)省了人工上料步驟。另如中國(guó)專利文獻(xiàn)cn113172331a中公開的裝置利用盤式送料機(jī)構(gòu)在連續(xù)不停轉(zhuǎn)條件下更換原料，但其夾持力不足以施加足夠軸向壓力，影響材料沉積的致密性，并存在棒材在送料通道中別卡的問題，影響制造穩(wěn)定性。

3、因此，現(xiàn)有技術(shù)還存在一些問題需要解決，包括：如何實(shí)現(xiàn)棒材的連續(xù)送料，如何保證足夠的軸向壓力以確保材料的塑性變形和沉積致密性，以及如何防止送料過程中的棒材扭轉(zhuǎn)和卡阻現(xiàn)象，從而提高攪拌摩擦增材制造的加工質(zhì)量和穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種連續(xù)送料機(jī)構(gòu)及攪拌摩擦增材制造設(shè)備，至少可以解決背景技術(shù)中所指出的一個(gè)問題。

2、一種連續(xù)送料機(jī)構(gòu)，用于攪拌摩擦增材制造，包括至少兩個(gè)送料單元，在工作時(shí)，兩個(gè)送料單元交替進(jìn)行回程復(fù)位和下壓送料工作，以使棒料在工作中的任意時(shí)刻受到至少一個(gè)送料單元的向下壓力，保持連續(xù)摩擦焊接工作狀態(tài)。

3、較佳的，所述兩個(gè)送料單元為沿棒料移動(dòng)的相反方向依序設(shè)置的第一送料單元和第二送料單元，第一送料單元和第二送料單元均包括：

4、夾持模塊，包括夾持本體、沿夾持本體軸向設(shè)置的送料通道以及設(shè)置在送料通道的單向夾持送料模塊；

5、升降模塊，包括通過雙向軸承與夾持本體連接的升降平臺(tái)、與升降平臺(tái)傳動(dòng)連接的絲桿以及與絲桿傳動(dòng)連接的動(dòng)力源；

6、夾持本體軸向的長(zhǎng)度小于棒料長(zhǎng)度，第一送料單元和第二送料單元的夾持本體之間的最大間距小于棒料長(zhǎng)度。

7、較佳的，所述單向夾持送料模塊包括沿送料通道兩側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置的斜向限位槽、配置在斜向限位槽內(nèi)的滾柱以及設(shè)置在斜向限位槽內(nèi)、用于給滾柱提供復(fù)位彈力的彈性件。

8、較佳的，所述單向夾持送料模塊為單向軸承、單向離合器、電磁夾持或氣動(dòng)夾持。

9、較佳的，所述第一送料單元的棒料進(jìn)入端設(shè)置有單向夾持送料模塊，以防止棒料逆向移動(dòng)。

10、較佳的，所述動(dòng)力源為設(shè)置在升降模塊外部的皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)同時(shí)與兩個(gè)中間輪運(yùn)動(dòng)，每一中間輪與同一升降平臺(tái)中的兩個(gè)絲桿傳動(dòng)連接。

11、較佳的，還包括用于驅(qū)動(dòng)夾持本體轉(zhuǎn)動(dòng)的第一電機(jī)以及與第一電機(jī)傳動(dòng)連接的傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸上設(shè)置有與多個(gè)送料單元一一對(duì)應(yīng)的多個(gè)傳動(dòng)部，傳動(dòng)部通過皮帶或鏈條與夾持本體傳動(dòng)連接，傳動(dòng)部轉(zhuǎn)動(dòng)安裝于升降平臺(tái)上，使傳動(dòng)部和夾持本體沿升降方向同步移動(dòng)。

12、較佳的，所述絲桿設(shè)置為一根或兩根，絲桿的一側(cè)或相鄰絲桿之間設(shè)置有平行的導(dǎo)桿。

13、較佳的，所述動(dòng)力源為電機(jī)或液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

14、一種攪拌摩擦增材制造設(shè)備，包括上述連續(xù)送料機(jī)構(gòu)。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過多個(gè)送料單元實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)料的功能，且無需停機(jī)，保證了摩擦增材工作的連續(xù)性，提高增材質(zhì)量，另外，通過送料單元的多組單向夾持送料模塊能夠?qū)Π袅鲜┘幼銐虻妮S向壓力，提高增材制造的穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種連續(xù)送料機(jī)構(gòu)，用于攪拌摩擦增材制造，其特征在于，包括至少兩個(gè)送料單元，在工作時(shí)，兩個(gè)送料單元交替進(jìn)行回程復(fù)位和下壓送料工作，以使棒料在工作中的任意時(shí)刻受到至少一個(gè)送料單元的向下壓力，保持連續(xù)摩擦焊接工作狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)送料機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述兩個(gè)送料單元為沿棒料移動(dòng)的相反方向依序設(shè)置的第一送料單元和第二送料單元，第一送料單元和第二送料單元均包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)送料機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述單向夾持送料模塊包括沿送料通道兩側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置的斜向限位槽、配置在斜向限位槽內(nèi)的滾柱以及設(shè)置在斜向限位槽內(nèi)、用于給滾柱提供復(fù)位彈力的彈性件。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)送料機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述單向夾持送料模塊為單向軸承、單向離合器、電磁夾持或氣動(dòng)夾持。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)送料機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述動(dòng)力源為設(shè)置在升降模塊外部的皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)同時(shí)與兩個(gè)中間輪運(yùn)動(dòng)，每一中間輪與同一升降平臺(tái)中的兩個(gè)絲桿傳動(dòng)連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)送料機(jī)構(gòu)，其特征在于，還包括用于驅(qū)動(dòng)夾持本體轉(zhuǎn)動(dòng)的第一電機(jī)以及與第一電機(jī)傳動(dòng)連接的傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸上設(shè)置有與多個(gè)送料單元一一對(duì)應(yīng)的多個(gè)傳動(dòng)部，傳動(dòng)部通過皮帶或鏈條與夾持本體傳動(dòng)連接，傳動(dòng)部轉(zhuǎn)動(dòng)安裝于升降平臺(tái)上，使傳動(dòng)部和夾持本體沿升降方向同步移動(dòng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)送料機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述絲桿設(shè)置為一根或兩根，絲桿的一側(cè)或相鄰絲桿之間設(shè)置有平行的導(dǎo)桿。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)送料機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述動(dòng)力源為電機(jī)或液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)送料機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第一送料單元的棒料進(jìn)入端設(shè)置有單向夾持送料模塊，以防止棒料逆向移動(dòng)。

10.一種攪拌摩擦增材制造設(shè)備，其特征在于，包括權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的連續(xù)送料機(jī)構(gòu)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種連續(xù)送料機(jī)構(gòu)及攪拌摩擦增材制造設(shè)備，屬于增材設(shè)備制造領(lǐng)域，包括至少兩個(gè)送料單元，在工作時(shí)，兩個(gè)送料單元交替進(jìn)行回程復(fù)位和下壓送料工作，以使棒料在工作中的任意時(shí)刻受到至少一個(gè)送料單元的向下壓力，保持連續(xù)摩擦焊接工作狀態(tài)，本發(fā)明通過多個(gè)送料單元實(shí)現(xiàn)了連續(xù)進(jìn)料的功能，且無需停機(jī)，保證了摩擦增材工作的連續(xù)性，提高增材質(zhì)量，另外，通過送料單元的多組單向夾持送料模塊能夠?qū)Π袅鲜┘幼銐虻妮S向壓力，提高增材制造的穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：馮偉偉,高駿爽,程宏寶,程遠(yuǎn)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京英尼格瑪工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/29