激光粉末定向能量沉积同步锤击装置设计OA

激光粉末定向能量沉积是金属增材制造技术之一,与其他金属增材制造技术一样,在构建零件过程中,材料内部经常存在气孔、残余应力偏大、晶粒粗大等缺陷,最终导致制件机械性能下降。借鉴随焊碾压、锤击可减小残余应力、控制裂纹,改善焊接质量的经验,在激光粉末定向能量沉积过程中,同步对增材层进行机械锤击是改善制件机械性能的一种可行方法。为此,设计了一种基于工业振动电机驱动的激光粉末定向能量沉积同步锤击装置,该装置主要由锤头激振机构和锤头调位机构两大部分组成,锤头激振机构由工业振动电机驱动,主要功能是激励锤头上下运动对增材层进行机械锤击;锤头调位机构由伺服电机驱动,伺服电机由根据制件轮廓信息生成的程序控制,实时调整锤头位置,确保锤头始终处于激光熔覆头前进方向的后方同时能锤击在增材层上。首先,通过SolidWorks三维软件设计装置的总体结构,然后对锤头锤击过程进行分析,建立锤头锤击力学模型,获得影响锤头锤击力的影响因素;接着,对锤头激振机构和锤头调位机构进行详细设计;最后,用SolidWorks三维软件进行仿真,结果表明,该装置能跟激光熔覆头一起移动,在激光熔覆头形成增材层的同时,锤头能同步对增材层进行机械锤击,控制振动电机转速可调节锤头锤击力和锤击频率。装置结构紧凑,体积小巧,成本低廉,设计方案可为激光粉末定向能量沉积工业化生产中改善制件性能提供有益参考。