一種合金半固態旋壓增材制備裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種合金半固態旋壓增材制備裝置，屬于材料加工技術領域；本發明專利技術所述裝置包括控制器、伺服電機、同步齒形皮帶輪Ⅰ、皮帶、制漿裝置、進料口、支架、成形裝置，其中制漿裝置包括進水口、出水口、傳動軸、鍵、同步齒形皮帶輪Ⅱ、軸承Ⅰ、冷卻水管、軸承Ⅱ、旋壓管、承壓筒、陶瓷加熱圈、出料口轉換器.本發明專利技術所述裝置將制漿與成形工序結合，制備出的半固態漿料直接成形，不需要漿料轉移，降低外界影響，同時縮短成形周期，克服半固態鑄造技術工藝繁瑣，費時較長的缺點。該增材制造裝置操控簡單、方便，合金種類與零件結構適用范圍廣。

Alloy semi-solid spinning material increasing and preparing device

The invention discloses a semi-solid material prepared by spinning device, which belongs to the field of material processing technology; the device of the invention comprises a controller, servo motor, synchronous belt wheel I, belt, pulping apparatus, inlet, bracket, forming device, wherein the pulping device comprises a water inlet and a water outlet, drive shaft, key, synchronous toothed belt pulley bearing I, II, II, bearing cooling water pipe, tube, cylinder, spinning pressure ceramic heating ring, outlet converters. The device of the invention will combine the pulping and forming process, the semi-solid slurry prepared directly without forming slurry transfer, reduce the external at the same time, shorten the molding cycle, overcome the semi solid casting process is complicated, time-consuming disadvantages. The material adding device is simple and convenient to handle, and has wide application range of alloy type and parts structure.

【技術實現步驟摘要】
一種合金半固態旋壓增材制備裝置
本專利技術涉及一種合金半固態旋壓增材制造裝置，屬于材料加工

技術介紹
金屬半固態成形技術在上世紀70年代由美國麻省理工學院學者提出之后，在國內外學者的研究之下得到迅速發展。半固態加工是利用金屬從液態向固態轉變或從固態向液態轉變（即固液共存）過程中所具有的特性進行成形的方法。這一成形加工方法綜合了凝固加工和塑性加工的長處，即加工溫度低變形抗力小，可一次大變形量加工成形形狀復雜和性能質量要求較高的零件。但半固態成形技術對工藝及其模具設計要求較高，當零件結構較復雜時，成形件缺陷較多，工藝周期長。為了解決上述問題，本專利技術提供了一種合金半固態旋壓增材制備裝置，該方法將制漿過程與成型過程連接起來，制造速度快，節省材料，成型件結構致密，成本低，能夠大幅縮短制造時間，顯著提高制造效率。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種合金半固態旋壓增材制備裝置，該裝置將制漿過程與成型過程組合在一起，省去漿料轉移，克服半固態鑄造技術工藝繁瑣，費時較長的缺點，無需或者只需簡單模具，操作過程簡單方便；所述合金半固態旋壓增材制備裝置，包括控制器1、伺服電機2、同步齒形皮帶輪Ⅰ3、皮帶4、制漿裝置5、進料口6、成形裝置8，其中制漿裝置5包括進水口9、出水口10、傳動軸13、鍵14、同步齒形皮帶輪Ⅱ15、軸承Ⅰ16、冷卻水管17、軸承Ⅱ18、旋壓管20、承壓筒21、陶瓷加熱圈22、出料口轉換器23；控制器1與伺服電機2連接，伺服電機2與同步齒形皮帶輪Ⅰ3連接，同步齒形皮帶輪Ⅰ3通過皮帶4與同步齒形皮帶輪Ⅱ15連接，同步齒形皮帶輪Ⅱ15通過鍵14與傳動軸13連接；傳動軸13上依次設有軸承Ⅰ16、軸承Ⅱ18，傳動軸13與旋壓管20連接；旋壓管20位于承壓筒21的內部，承壓筒21的外面設有陶瓷加熱圈22，在旋壓管20旋轉過程中對金屬液進行保溫防止其在旋壓管20激冷作用下凝固，承壓筒21的筒底中心為出料口，出料口外卡有轉換器23，轉換器23的正下方設有成形裝置8；旋壓管20的外壁上半部分光滑，下半部分設有旋向向下的螺紋，進料口6與承壓筒21的上端正對；傳動軸13與旋壓管20的內部中空并設有冷卻水管17，冷卻水管17分別與進水口9、出水口10連通，冷卻循環水由進水口流入水管，由出水口流出；控制器1分別和陶瓷加熱圈22、成形裝置8、伺服電機2連接。優選的，本專利技術所述伺服電機2、制漿裝置5、進料口6均固定在支架7上。優選的，本專利技術所述成形裝置8包括液壓工作臺、液壓柱、底座組成，液壓工作臺可實現前后、左右、上下三個方向自由度的運動，成形裝置8與控制器1連接；這些信號通過傳感器采集輸入控制器1連接進行控制。優選的，本專利技術所述旋壓管與承壓筒之間間隙距離不大于0.5cm。優選的，本專利技術所述傳動軸13與旋壓管20通過銷釘19連接。優選的，本專利技術所述冷卻水導流塊11通過橡膠水封12與傳動軸13連接，防止冷卻循環水流出。優選的，本專利技術所述轉換器23可更換為不同截面的轉換器23；可以通過更換轉換器來改變出料口內徑，還可以根據需要成形零件特點，選擇帶有不同出料結構的轉換器。承壓筒底21垂直方向斜度為30°，呈漏斗形，筒底中心為出料口。旋壓管20外壁光滑部分給金屬液激冷作用使其強制形核，獲得細小顆粒狀初生相均勻分布的半固態漿料。旋壓管20外壁螺紋部分為旋向向下的螺紋，在旋轉時給漿料向下的旋壓動力及出料口轉換器23給漿料橫向擠壓力，兩種力疊加能夠提高堆積漿料的致密性，降低孔隙率。旋壓管20材料為不銹鋼或與金屬熔體有較好潤濕性的材料。伺服電機2、成形裝置8、陶瓷加熱圈22由控制器1控制。本專利技術所述裝置的工作過程：伺服電機2由控制器1控制轉速，同步齒形皮帶輪3與伺服電機2轉速相同；金屬液由進料口6倒入制漿裝置5，旋壓管20的光滑部分給金屬液一個激冷作用使其強制形核，獲得由細小顆粒狀初生相均勻分布的半固態漿料，制備成功的半固態漿料通過旋壓管20螺紋向下旋壓將漿料擠至出料口，出料口通過更換不同截面的出料口轉換器23圓形、方形等，改變出料口結構，控制擠出漿料的截面大小與形狀，半固態漿料并由出料口擠出后在成形裝置8進行增材制造；成形裝置8由液壓工作臺、液壓柱、底座組成，液壓工作臺可實現前后、左右、上下三個方向的自由度運動，這些信號通過傳感器采集輸入計算機進行控制，此控制過程為常規控制過程。本專利技術的優勢：（1）本專利技術的裝置將半固態漿料的制備與零件成型組合起來，可制備結構復雜的零件，彌補了鑄造成型的不足，裝置結構簡單、效率高。（2）本專利技術不需模具，或只需簡易模具。（3）旋壓管與出料口分別給漿料一定的縱向與橫向壓力，促使漿料在堆積過程中更加致密，降低孔隙率。（4）可以根據需要成形零件特點，選擇不同出料口轉換器，改變出料口結構，控制所出漿料截面大小及形狀。本專利技術的部分特征和優點將在隨后的說明書中予以闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本專利技術而了解。本專利技術的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構或流程來實現和獲得。附圖說明圖1是本專利技術的半固態旋壓增材制備裝置結構示意圖。圖2是本專利技術的半固態漿料制備系統的剖面圖。圖3是本專利技術的一種出料口轉換器的主視圖。圖4是本專利技術的一種出料口轉換器的俯視圖。圖中：1-控制器，2-伺服電機，3-同步齒形皮帶輪Ⅰ，4-皮帶，5-制漿裝置，6-進料口，7-支架，8-成形裝置，9-進水口，10-出水口，11-冷卻水導流塊，12-橡膠水封，13-傳動軸，14-鍵，15-同步齒形皮帶輪Ⅱ，16-軸承Ⅰ，17-水管，18-軸承Ⅱ，19-銷釘，20--旋壓管，21-承壓筒，22-陶瓷加熱圈，23-出料口轉換器。具體實施方式下面結合附圖和具體實施例對本專利技術作進一步詳細說明，但本專利技術的保護范圍并不限于所述內容。實施例1本實施例所述合金半固態旋壓增材制備裝置，包括控制器1、伺服電機2、同步齒形皮帶輪Ⅰ3、皮帶4、制漿裝置5、進料口6、成形裝置8，其中制漿裝置5包括進水口9、出水口10、傳動軸13、鍵14、同步齒形皮帶輪Ⅱ15、軸承Ⅰ16、冷卻水管17、軸承Ⅱ18、旋壓管20、承壓筒21、陶瓷加熱圈22、出料口轉換器23；控制器1與伺服電機2連接，伺服電機2與同步齒形皮帶輪Ⅰ3連接，同步齒形皮帶輪Ⅰ3通過皮帶4與同步齒形皮帶輪Ⅱ15連接，同步齒形皮帶輪Ⅱ15通過鍵14與傳動軸13連接；傳動軸13上依次設有軸承Ⅰ16、軸承Ⅱ18，傳動軸13與旋壓管20連接；旋壓管20位于承壓筒21的內部，承壓筒21的外面設有陶瓷加熱圈22，在旋壓管20旋轉過程中對金屬液進行保溫防止其在旋壓管20激冷作用下凝固，承壓筒21的筒底中心為出料口，出料口外卡有轉換器23，轉換器23的正下方設有成形裝置8；旋壓管20的外壁上半部分光滑，下半部分設有旋向向下的螺紋，進料口6與承壓筒21的上端正對；傳動軸13與旋壓管20的內部中空并設有冷卻水管17，冷卻水管17分別與進水口9、出水口10連通，冷卻循環水由進水口流入水管，由出水口流出；控制器1分別和陶瓷加熱圈22、成形裝置8、伺服電機2連接，伺服電機2、制漿裝置5、進料口6均固定在支架7上。本實施例所述成形裝置8包括液壓工作臺、液壓柱、底座組成，液壓工作臺可實現前后、左右、上下本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種合金半固態旋壓增材制備裝置，其特征在于：包括控制器（1）、伺服電機（2）、同步齒形皮帶輪Ⅰ（3）、皮帶（4）、制漿裝置（5）、進料口（6）、支架（7）、成形裝置（8），其中制漿裝置（5）包括進水口（9）、出水口（10）、傳動軸（13）、鍵（14）、同步齒形皮帶輪Ⅱ（15）、軸承Ⅰ（16）、冷卻水管（17）、軸承Ⅱ（18）、旋壓管（20）、承壓筒（21）、陶瓷加熱圈（22）、出料口轉換器（23）；控制器（1）與伺服電機（2）連接，伺服電機（2）與同步齒形皮帶輪Ⅰ（3）連接，同步齒形皮帶輪Ⅰ（3）通過皮帶（4）與同步齒形皮帶輪Ⅱ（15）連接，同步齒形皮帶輪Ⅱ（15）通過鍵（14）與傳動軸（13）連接；傳動軸（13）上依次設有軸承Ⅰ（16）、軸承Ⅱ（18），傳動軸（13）與旋壓管（20）連接；旋壓管（20）位于承壓筒（21）的內部，承壓筒（21）的外面設有陶瓷加熱圈（22），承壓筒（21）的筒底中心為出料口，出料口外卡有轉換器（23），轉換器（23）的正下方設有成形裝置（8）；旋壓管（20）的外壁上半部分光滑，下半部分設有旋向向下的螺紋，進料口（6）與承壓筒（21）的上端正對；傳動軸（13）與旋壓管（20）的內部設有冷卻水管（17），冷卻水管（17）分別與進水口（9）、出水口（10）連通；控制器（1）分別和陶瓷加熱圈（22）、成形裝置（8）、伺服電機（2）連接。...

【技術特征摘要】
1.一種合金半固態旋壓增材制備裝置，其特征在于：包括控制器（1）、伺服電機（2）、同步齒形皮帶輪Ⅰ（3）、皮帶（4）、制漿裝置（5）、進料口（6）、支架（7）、成形裝置（8），其中制漿裝置（5）包括進水口（9）、出水口（10）、傳動軸（13）、鍵（14）、同步齒形皮帶輪Ⅱ（15）、軸承Ⅰ（16）、冷卻水管（17）、軸承Ⅱ（18）、旋壓管（20）、承壓筒（21）、陶瓷加熱圈（22）、出料口轉換器（23）；控制器（1）與伺服電機（2）連接，伺服電機（2）與同步齒形皮帶輪Ⅰ（3）連接，同步齒形皮帶輪Ⅰ（3）通過皮帶（4）與同步齒形皮帶輪Ⅱ（15）連接，同步齒形皮帶輪Ⅱ（15）通過鍵（14）與傳動軸（13）連接；傳動軸（13）上依次設有軸承Ⅰ（16）、軸承Ⅱ（18），傳動軸（13）與旋壓管（20）連接；旋壓管（20）位于承壓筒（21）的內部，承壓筒（21）的外面設有陶瓷加熱圈（22），承壓筒（21）的筒底中心為出料口，出料口外卡有轉換器（23），轉換器（23）的正下方設有成形裝置（8）；旋壓管（20）的外壁上半部分光滑，下半部分設有旋向向下的螺紋，進料口（6）與承壓筒（21）的上端正...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李璐，王秋平，周榮鋒，耿保玉，李永坤，蔣業華，
申請(專利權)人：昆明理工大學，
類型：發明
國別省市：云南,53