專利名稱：一種脈沖式送粉裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于激光加工技術領域，確切地說是一種脈沖式送粉裝置，尤 其適合于激光熔覆、焊接和電子封裝中使用。
背景技術：
激光熔覆技術的快速發(fā)展推動了激光器、金屬粉末自動送粉器及控制 系統(tǒng)等相關技術和設備的發(fā)展。金屬粉末自動送粉器是激光熔覆設備的關 鍵組成部分，送粉器性能的好壞直接關系到激光熔覆層的外觀形貌和微觀 質(zhì)量好壞。 -
目前國內(nèi)外已有的送粉器種類很多，主要包括鼓輪式送粉器、刮板式 送粉器、轉(zhuǎn)盤式送粉器、螺旋式送粉器、電磁振動送粉器和超聲振動送粉 器等。近年來，多料倉混合的送粉器、熔覆材料組成及配比連續(xù)可調(diào)的送 粉器以及高度集成帶有信息反饋附件的送粉器等也均有報道。
現(xiàn)有送粉器的主要特點是都只能連續(xù)送粉，送粉量比較大，僅適合大 面積激光熔覆應用和激光三維快速制造。然而，對于尺寸精度在毫米級以 下的精密激光熔覆過程而言，現(xiàn)有送粉器在單位時間的送粉量都過大，容 易造成激光熔覆面積過大、厚度過厚，增大后續(xù)加工量。當工件的熔覆部 位很難或無法進行后續(xù)加工時，該類技術的應用就受到了限制。同時，有 些工件表面的缺陷特別微小(如小的磨損坑、裂痕、小孔洞和腐蝕坑等)， 當進行此類零件的激光熔覆修復時，大送粉量的送粉器根本無法滿足工作 的要求。另外，當頻繁更換不同工件和熔覆位置時，必須不停地啟動和停 止送粉器，操作繁雜，送粉量精度也無法保證。因此，現(xiàn)有的連續(xù)送粉器 無法滿足精密激光熔覆工藝的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有設備的不足，提供一種脈沖式送粉裝 置，該裝置的單次送粉量可達到毫克級別，送粉精度高，并且易于實現(xiàn)對 送粉量的精確控制。
本發(fā)明提供的脈沖式送粉裝置，其特征在于
電磁閥安裝在導氣管上，導氣管與活塞的活塞缸連通，活塞的活塞桿
上套有彈簧；
支座上開有水平通孔、上垂直孔和下垂直孔，上垂直孔和下垂直孔分
別位于所述水平通孔上、下方，且均與水平通孔相通；刮板位于水平通孔 內(nèi)，刮板上開有貯粉孔，貯粉孔的容積為l 30mmS;粉斗的出粉口位于上 垂直孔內(nèi)，送粉管的進粉口位于下垂直孔內(nèi)；調(diào)節(jié)旋鈕和活塞分別位于刮 板的兩側(cè)，刮板的一端與活塞的活塞桿相連；
調(diào)節(jié)旋鈕、刮板和活塞的活塞桿的中心線位于同一水平線上。
本發(fā)明能充分滿足精密激光熔覆技術對送粉器的特定要求，填補了送 粉器在這一領域的空白。具體而言，本發(fā)明具有以下的技術效果
(1 )、本發(fā)明在送粉過程中通過電磁閥的通斷來實現(xiàn)脈沖式送粉；
(2) 、當刮板上的貯粉孔設計的尺寸很小時，可精確控制流過的粉末 量，實現(xiàn)微量送粉。通過改變貯粉孔的尺寸和電磁閥工作時間的長短就可 以精確控制單次送粉量的大小。
(3) 、本發(fā)明的送粉管口的形狀有圓形、長方形或者其它形狀，采用 圓形的管口能實現(xiàn)點狀送粉，而采用長方形的管口能實現(xiàn)線狀送粉。也可 以根據(jù)精密激光熔覆工藝的要求，采用其它形狀的送粉管進行送粉。
采用本發(fā)明的設計方案一一即采用電磁閥的通斷和刮板上的貯粉孔來 實現(xiàn)脈沖式微量送粉。該送粉器不但結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，并能進行點狀 和線狀等形式送粉，粉末在工件表面成形規(guī)則。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明的一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。 如圖1所示，本發(fā)明提供的脈沖式送粉器包括電磁閥l，活塞4、彈簧5、 刮板6、粉斗7、貯粉孔8、調(diào)節(jié)旋鈕9和送粉管10。
電磁閥1通過導氣管2作用于活塞4的活塞缸?；钊?的活塞桿與刮板6相 連，并通過彈簧5沿水平方向固定在支架3上。刮板6上開有貯粉孔8。調(diào)節(jié) 旋鈕9在刮板6向左運動時起限位作用，通過手動調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)旋鈕9能夠改變刮 板6的行程量。粉斗7垂直固定在支架3的上部，送粉管10垂直固定在支座11 的下部。當向貯粉孔8中添加粉末時，粉斗7和貯粉孔8沿垂直方向保持連通， 兩者的軸心保持一致；送粉時，刮板6上的貯粉孔8與下垂直孔連通。
脈沖送粉器工作前，粉末儲存在粉斗7中，粉末利用自身的重量進入貯 粉孔8中并將貯粉孔8填滿，此時的狀態(tài)為送粉器的初始工作狀態(tài)，如圖l所 示。脈沖送粉器工作時，電磁閥l上電導通，外部氣流通過導氣管2進入活 塞缸沖擊活塞4，壓縮彈簧5推動刮板6向左運動，刮板6上所開的貯粉孔8與 粉斗7的下端口逐漸脫開。當貯粉孔8與送粉管10的上端口部分或全部連通 時，貯粉孔8中的粉末由于自重落入下面的送粉管10中被送出，完成一次送 粉動作，并最后在工件表面上堆積成形，此時脈沖送粉器的工作情況如圖2 所示。當電磁閥斷電斷開后，外部氣流被電磁閥l斷開，彈簧5的回復力推 動活塞4向右運動，并通過活塞桿帶動刮板6向右運動，刮板6上的貯粉孔8 與送粉管10的上端口脫離，送粉過程終止，刮板6回到圖1所示的起點位置， 粉斗7中的粉末利用自身的重量再次落下并將貯粉孔8填滿，準備開始下一 個送粉循環(huán)。這樣，電磁閥l每一次的通斷，粉斗7中的粉末只有落入貯粉 孔8中的極少量粉末被送粉管10送往工件表面。利用外部程序控制電磁閥l
連續(xù)進行通斷的工作，貯粉孔8中的粉末間隔地落入送粉管10中被間隔送 出，從而實現(xiàn)了脈沖式送粉。
由于單次送粉量與電磁閥1的工作時間和貯粉孔8的尺寸有關。單獨改 變電磁閥1的工作時間或貯粉孔8的尺寸，或同時改變電磁閥l的工作時間和 貯粉孔8的尺寸都能精確控制單次送粉量的大小。當縮短電磁閥l的工作時 間，并同時將調(diào)節(jié)旋鈕9向右旋進縮短刮板6向左的運動行程量，使貯粉孔8 與送粉管10的上端口只能部分連通，就能減少單次送粉量的大小。利用外 部程序能夠精確控制電磁閥l的工作時間。貯粉孔8的尺寸改變則利用機械 設計和加工就能實現(xiàn)。
本發(fā)明可將不同種類和不同粒徑的粉末脈沖式送出，而且送粉穩(wěn)定性 良好。當貯粉孔的容積在l 30mn^之間變化時，單次送粉量依據(jù)粉末種類 的不同可以控制在10 100mg之間，送粉精度在土lmg之內(nèi)。
本發(fā)明裝置對送粉管10的管口形狀沒有限制，但通常采用圓形和長方 形。采用圓形的管口能實現(xiàn)點狀送粉，當管口直徑在0.1 3mm之間變化時， 點狀粉末在工件表面的成形直徑在0.1 5mm之間；而采用長方形的管口能實 現(xiàn)線狀送粉，當管口長度在0.1 7mm，寬度在0.1 3mm變化時，線狀粉末在 工件表面的成形長度在0.1 10mm,寬度在0.1 5mm之間。這種結(jié)構(gòu)可以實 現(xiàn)單次送粉量達到毫克級別，完全能夠滿足精密激光熔覆技術對送粉量和 送粉落點尺寸范圍的需求。
本發(fā)明的具體實施方式
并不局限于上述舉例的一種,上述舉例是本發(fā)明 的一種送粉量最大的極限工作情況。本發(fā)明的關鍵在于利用電磁閥的通斷 實現(xiàn)脈沖式送粉，并結(jié)合電磁閥的工作時間和貯粉孔的尺寸精確控制單次 送粉量。貯粉孔的形狀可以為圓孔、腰圓孔、方形孔或其它形狀；至于活 塞、彈簧、刮板、旋鈕、粉斗、送粉管以及支架結(jié)構(gòu)本領域技術人員可以 采用多種方式加以具體實現(xiàn)，上面只是列舉了其中一種實現(xiàn)方式。
權利要求
1、一種脈沖式送粉裝置，其特征在于電磁閥(1)安裝在導氣管(2)上，導氣管(2)與活塞(4)的活塞缸連通，活塞(4)的活塞桿上套有彈簧(5)；支座(11)上開有水平通孔、上垂直孔和下垂直孔，上垂直孔和下垂直孔分別位于所述水平通孔上、下方，且均與水平通孔相通；刮板(6)位于水平通孔內(nèi)，刮板(6)上開有貯粉孔(8)，貯粉孔(8)的容積為1～30mm3；粉斗(7)的出粉口位于上垂直孔內(nèi)，送粉管(10)的進粉口位于下垂直孔內(nèi)；調(diào)節(jié)旋鈕(9)和活塞(4)分別位于刮板(6)的兩側(cè)，刮板(6)的一端與活塞(4)的活塞桿相連；調(diào)節(jié)旋鈕(9)、刮板(6)和活塞(4)的活塞桿的中心線位于同一水平線上。
2、 根據(jù)權利要求l所述的脈沖式送粉裝置，其特征在于送粉管(10) 的管口為圓形，其管口直徑為0.1 3mm。
3、 根據(jù)權利要求l所述的脈沖式送粉裝置，其特征在于送粉管(10) 的管口為長方形，管口長度為0.1 7mm，寬度為0.1 3mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種脈沖式送粉裝置，其結(jié)構(gòu)為電磁閥安裝在導氣管上，導氣管與活塞的活塞缸連通，活塞的活塞桿上套有彈簧；支座上開有水平通孔、上、下垂直孔，上、下垂直孔分別位于所述水平通孔上、下方，且均與水平通孔相通；刮板位于水平通孔內(nèi)，刮板上開有容積為1～30mm³的貯粉孔，粉斗的出粉口位于上垂直孔內(nèi)，送粉管的進粉口位于下垂直孔內(nèi)；調(diào)節(jié)旋鈕和活塞分別位于刮板的兩側(cè)，刮板的一端與活塞的活塞桿相連；調(diào)節(jié)旋鈕、刮板和活塞的活塞桿的中心線位于同一水平線上。本發(fā)明能充分滿足激光熔覆領域?qū)λ头燮鞯奶囟ㄒ螅哂袉未嗡头哿烤_可控、粉末落點和形狀精確可調(diào)的優(yōu)點。
文檔編號C23C24/00GK101392372SQ20081019722
公開日2009年3月25日 申請日期2008年10月10日 優(yōu)先權日2008年10月10日
發(fā)明者曾曉雁, 李祥友, 王澤敏, 胡乾午 申請人:華中科技大學