利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2024104744334
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-01
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.激光冲击波协同变速磨粒流增减材一体化制造装置,其特征在于,包括:阴极机构;

阳极机构,设置在所述阴极机构内;

底盘机构,设置在所述阴极机构内;

加工介质,设置在所述阴极机构与所述阳极机构之间且位于所述底盘机构上方;

扰动机构,设置在所述阴极机构内且位于所述底盘机构上方,所述扰动机构位于所述阳极机构下方,用于搅动所述加工介质;

激光冲击机构,设置在所述阳极机构内,所述激光冲击机构的光路穿出所述阳极机构且照射向工件(7)的内侧;

电源(16),负极与所述阴极机构电性连接,正极与所述阳极机构电性连接;

所述阴极机构包括:

支架(28),固接在地面上;

阴极工具(6),通过第三轴承(26)转动连接在所述支架(28)上,所述阴极工具(6)与所述电源(16)的负极电性连接;

第三齿轮(27),同轴固接在所述阴极工具(6)的底端外缘处;

第四齿轮(31),与所述第三齿轮(27)啮合;

第二电机(30),固定安装在地面上,所述第四齿轮(31)同轴固接在所述第二电机(30)的输出轴上;

所述底盘机构包括:

底盘(8),同轴设置在所述阴极工具(6)内,所述底盘(8)的外缘与所述阴极工具(6)的内侧壁滑动接触;

多个非中心升降装置(10),周向等间隔固接在所述阴极工具(6)的内侧底壁上;

多个非中心升降装置轴(9),与所述非中心升降装置(10)一一对应设置,所述非中心升降装置轴(9)同轴固接在所述非中心升降装置(10)的升降端,所述非中心升降装置轴(9)的顶端与所述底盘(8)的底面固接;

所述扰动机构包括:

中心叶片(17),同轴设置在所述阴极工具(6)内且位于所述底盘(8)的上方;

转筒(39),同轴固接在所述中心叶片(17)的底面,所述转筒(39)顶端贯穿所述中心叶片(17),所述转筒(39)的底端穿过所述底盘(8),所述转筒(39)通过第一轴承(18)与所述底盘(8)转动连接;

第一齿轮(20),同轴固接在所述转筒(39)的底端外缘处;

第二齿轮(22),与所述第一齿轮(20)啮合;

第一电机(23),固接在所述底盘(8)的底面上,所述第二齿轮(22)同轴固接在所述第一电机(23)的输出轴上;

所述阳极机构包括:

阳极工具(14),同轴设置在所述阴极工具(6)内;

中心升降装置轴(21),同轴固接在所述阳极工具(14)的底端,所述中心升降装置轴(21)的底端穿过所述转筒(39)且穿入所述支架(28)内,所述中心升降装置轴(21)与所述转筒(39)之间设置有第二轴承(19);

中心升降装置(29),设置在所述支架(28)内,所述中心升降装置(29)的升降端与所述中心升降装置轴(21)的底端固接;

所述加工介质包括:

电化学溶液(11),填充在所述阴极工具(6)与所述阳极工具(14)之间且位于所述底盘(8)的上方;

陶瓷磨料颗粒(12),位于所述电化学溶液(11)内。

2.根据权利要求1所述的激光冲击波协同变速磨粒流增减材一体化制造装置,其特征在于,所述激光冲击机构包括:自动聚焦激光头(13),设置在所述阳极工具(14)内,所述自动聚焦激光头(13)的光路穿出所述阳极工具(14);

第二反射镜(15),倾斜设置在所述阳极工具(14)内,所述第二反射镜(15)将光线反射至所述自动聚焦激光头(13)的射入端;

第一反射镜(5),位于所述第二反射镜(15)的正上方,所述第一反射镜(5)将光线反射至所述第二反射镜(15)的反射面;

扩束单元(3),将激光束(4)发射到所述第一反射镜(5)的反射面;

激光器(2),生成所述激光束(4)并将所述激光束(4)发射至所述扩束单元(3)的入射端。

3.一种激光冲击波协同变速磨粒流增减材一体化制造方法,基于权利要求1‑2任一项所述的激光冲击波协同变速磨粒流增减材一体化制造装置,其特征在于,包括以下步骤:增材:接通电源(16)为阴极机构以及阳极机构供电,同时阴极机构与扰动机构反向慢速旋转,金属材料在阴极机构的内侧壁上沉积,形成工件(7),实现电化学增材;

减材:电源(16)关闭,阴极机构以及阳极机构均静止不动,扰动机构高速旋转带动加工介质对工件(7)的内侧壁进行撞击,实现磨粒流减材;

强化:扰动机构停止运动,激光冲击机构射出激光,在工件(7)的内侧壁附近产生冲击波,冲击工件(7)的内侧壁,同时产生空化效应,实现对工件(7)内侧壁的强化。