一种农业刀具三轴激光熔覆机床的制作方法
本技术属于激光熔覆设备，具体为一种农业刀具三轴激光熔覆机床。
背景技术：
1、农用刀具作为农业机械中的易损耗件之一，在经过长时间使用后，刃口容易出现磨损、钝化、崩刃甚至断裂等损坏形式，严重影响农业机械的工作效率。
2、针对上述问题，目前大多数厂家采用热喷涂、钎焊、等离子堆焊及高频淬火等传统表面处理工艺来进行刀具刃口的强化，以有效提高其强度、硬度、耐磨耐冲击等性能，从而延长刀具的服役寿命，减少刀具的更换频次。近年来，市场上逐步采用激光熔覆工艺代替传统工艺进行刀具刃口处理，相比于传统表面处理工艺，激光熔覆工艺具有稀释率低，激光束与基材作用时间短、工件变形小，熔覆层材料选型范围广、厚度可控且与基材能够形成冶金结合等优点。
3、现有农用刀具激光熔覆设备大多采用简易刀具夹持工装结合运动机构进行熔覆作业，简易刀具夹持工装难以实现稍大批量刀具的装夹，增加人工拆装刀具频次；运动机构采用机械手存在成本高，操作复杂等缺点；所配装的熔覆头光斑尺寸与刀具刃口宽度不匹配且可调整范围小，难以保证刃口熔覆层的一次成型；熔覆头安装方向固定，难以适应不同形状刀具的熔覆，需要拆卸并重新安装熔覆头，存在安全隐患，并要配备合适的过渡板，才能更改熔覆头的安装方向，如此频繁操作既增加了操作人员难度和成本，又影响生产效率，为此，本实用新型设计了一种农业刀具三轴激光熔覆机床来解决上述问题。
技术实现思路
1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种农业刀具三轴激光熔覆机床，有效的解决了上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种农业刀具三轴激光熔覆机床，包括床身，所述床身内部设置了装有电气元件的电气安装板，所述床身上部安装有工作台，所述工作台上方设有三轴运动机构，所述三轴运动机构包括x轴横梁、y轴横梁、z轴丝杆模组，所述x轴横梁、所述y轴横梁和所述z轴丝杆模组均通过三个倾斜立柱固定于所述工作台上方，三个所述倾斜立柱紧靠所述工作台后侧向后倾斜，其底部紧固于所述工作台上表面，其顶部分别于所述x轴横梁底部通过螺栓连接，所述z轴丝杆模组前端底部通过激光熔覆头方向可调整组件连接有宽带激光熔覆头，所述激光熔覆头方向可调整组件包括固定板，所述床身左侧设有送粉系统和数控操作面板箱，所述工作台上还固定有刀具批量夹持工装。
3、优选的，所述x轴横梁上端设置有x轴滑台，所述x轴横梁左侧设有x轴驱动电机，所述x轴滑台上端连接有y轴滑台，所述y轴滑台上端与所述y轴横梁滑动连接，所述y轴横梁后侧设有y轴驱动电机，所述y轴横梁前端固定有z轴滑台，所述z轴丝杆模组设于所述z轴滑台前端，所述z轴丝杆模组顶部设有z轴驱动电机。
4、优选的，所述z轴丝杆模组前端底部与所述固定板固定连接，所述固定板上下表面对称设有两个半圆形限位板，两个所述半圆形限位板通过螺栓与所述固定板通过螺栓固定连接，两个所述半圆形限位板中间通过旋转轴孔转动连接有90°方向的旋转板，所述90°方向的旋转板宽度略小于所述固定板的宽度，所述半圆形限位板上对称设有旋转板0°固定孔和旋转板90°固定孔，所述90°方向的旋转板与所述宽带激光熔覆头固定连接。
5、优选的，所述数控操作面板箱通过l型悬臂设于所述床身左侧，所述l型悬臂的可旋转水平墙座通过螺栓固定于所述床身左侧，所述送粉系统通过送粉器承台固定于所述床身左侧，且靠近所述床身左下侧。
6、优选的，所述刀具批量夹持工装包括矩形型材框架，所述矩形型材框架上部设有单挑型材支撑，所述单挑型材支撑上部设有刀具u型定位槽，所述刀具u型定位槽在x方向上完全覆盖单条型材支撑，两者通过滑块螺母紧固，所述刀具u型定位槽顶部设有刀具锁紧压盖，所述刀具锁紧压盖在其x方向上与所述刀具u型定位槽完全覆盖，两者通过螺栓紧固，所述单条型材支撑、所述刀具u型定位槽、所述刀具锁紧压盖在所述刀具批量夹持工装y方向上至少设有三排，每排设置槽数至少有18个，所述刀具锁紧压盖与每个所述刀具u型定位槽对应部位均设有三个重载型球头柱塞螺纹安装孔用以压紧所述刀具u型定位槽里面的刀具。
7、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
8、本实用新型的工作平台上支撑三轴运动机构的3个倾斜立柱，其向后倾斜，增大了y轴横梁的前后运动行程，能够确保在熔覆头所能到达的行程范围内，刀具批量夹持工装在y方向上可多设置至少一排刀具u型定位槽；刀具批量夹持工装一次至少可夹持54把刀具，其锁紧压盖上采用重载型球头柱塞来压紧不同厚度待熔覆加工的刀具，仅采用插拔的方式就可将相同厚度的刀具锁紧在刀具u型定位槽内，方便刀具的换装，提高换装效率。
9、本实用新型的三轴运动机构采用数控操作系统控制，数控操作系统包括数控屏幕和数控键盘，均安装在数控操作面板箱上；此外，激光熔覆用的激光器、水冷机、激光熔覆头温度监测模块、保护气及送粉气的流量等的控制均集成在数控操作系统中；数控操作系统使用简单方便，通过编程可实现平面或空间异形工件的熔覆加工，三轴运动机构运行稳定、精度高，具有无可比拟的性价比优势。
10、本实用新型操作简单，x轴和y轴运动行程大，生产效率高；通过调整激光熔覆头安装方向或更换刀具批量夹持工装，可实现对不同形状、尺寸、平面或空间异形刀具的批量熔覆加工，能够减少熔覆头和刀具的拆装频次，避免熔覆过程中熔覆层因多次搭接而致使表面凹凸不平及结合力小等缺陷，从而保证熔覆层一次成型，提高熔覆层质量和熔覆效率。
11、本实用新型采用的的宽带激光熔覆头的标准光斑尺寸为12mm×3mm或20mm×4mm，其长度方向的可调整范围为10mm-20mm，能够满足目前市场上主流刀具刃口的宽度，实现熔覆层的一次成型。
12、本实用新型的激光熔覆头方向可调整组件上的旋转板能够带动宽带熔覆头实现0-90°的旋转，不需要重新拆装熔覆头就能改变其作业方向，以适应不同形状刀具的激光熔覆，其固定在0°方向时，能够熔覆刃口长度位于y方向的刀具；固定在90°方向时，能够熔覆刃口长度位于x方向的刀具。
13、本实用新型装有电气元件的电气安装板和数控操作面板箱之间的所有电源线、信号线及管路均穿过l型悬臂内部，做隐蔽式布置，整体布局整洁美观、提高了操作者使用机床的安全性；l型悬臂的水平墙座端和箱座端均可做0°-320°水平旋转，在作业时可将数控操作面板箱调整到合适的操作角度，既方便修改熔覆参数，又方便观察熔池状态。
技术特征：
1.一种农业刀具三轴激光熔覆机床，其特征在于：包括床身（1），所述床身（1）内部设置了装有电气元件的电气安装板，所述床身（1）上部安装有工作台（2），所述工作台（2）上方设有三轴运动机构（4），所述三轴运动机构（4）包括x轴横梁（402）、y轴横梁（406）、z轴丝杆模组（408），所述x轴横梁（402）、所述y轴横梁（406）和所述z轴丝杆模组（408）均通过三个倾斜立柱（3）固定于所述工作台（2）上方，三个所述倾斜立柱（3）紧靠所述工作台（2）后侧向后倾斜，其底部紧固于所述工作台（2）上表面，其顶部分别于所述x轴横梁（402）底部通过螺栓连接，所述z轴丝杆模组（408）前端底部通过激光熔覆头方向可调整组件（5）连接有宽带激光熔覆头（6），所述激光熔覆头方向可调整组件（5）包括固定板（501），所述床身（1）左侧设有送粉系统（7）和数控操作面板箱（8），所述工作台（2）上还固定有刀具批量夹持工装（10）。
2.根据权利要求1所述的一种农业刀具三轴激光熔覆机床，其特征在于：所述x轴横梁（402）上端设置有x轴滑台（403），所述x轴横梁（402）左侧设有x轴驱动电机（401），所述x轴滑台（403）上端连接有y轴滑台（405），所述y轴滑台（405）上端与所述y轴横梁（406）滑动连接，所述y轴横梁（406）后侧设有y轴驱动电机（404），所述y轴横梁（406）前端固定有z轴滑台（407），所述z轴丝杆模组（408）设于所述z轴滑台（407）前端，所述z轴丝杆模组（408）顶部设有z轴驱动电机（409）。
3.根据权利要求2所述的一种农业刀具三轴激光熔覆机床，其特征在于：所述z轴丝杆模组（408）前端底部与所述固定板（501）固定连接，所述固定板（501）上下表面对称设有两个半圆形限位板（505），两个所述半圆形限位板（505）通过螺栓与所述固定板（501）通过螺栓固定连接，两个所述半圆形限位板（505）中间通过旋转轴孔（503）转动连接有90°方向的旋转板（507），所述90°方向的旋转板（507）宽度略小于所述固定板（501）的宽度，所述半圆形限位板（505）上对称设有旋转板0°固定孔（502）和旋转板90°固定孔（504），所述90°方向的旋转板（507）与所述宽带激光熔覆头（6）固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种农业刀具三轴激光熔覆机床，其特征在于：所述数控操作面板箱（8）通过l型悬臂（9）设于所述床身（1）左侧，所述l型悬臂（9）的可旋转水平墙座通过螺栓固定于所述床身（1）左侧，所述送粉系统（7）通过送粉器承台固定于所述床身（1）左侧，且靠近所述床身（1）左下侧。
5.根据权利要求1所述的一种农业刀具三轴激光熔覆机床，其特征在于：所述刀具批量夹持工装（10）包括矩形型材框架（1001），所述矩形型材框架（1001）上部设有单条型材支撑（1002），所述单条型材支撑（1002）上部设有刀具u型定位槽（1003），所述刀具u型定位槽（1003）在x方向上完全覆盖单条型材支撑（1002），两者通过滑块螺母紧固，所述刀具u型定位槽（1003）顶部设有刀具锁紧压盖（1004），所述刀具锁紧压盖（1004）在其x方向上与所述刀具u型定位槽（1003）完全覆盖，两者通过螺栓紧固，所述单条型材支撑（1002）、所述刀具u型定位槽（1003）、所述刀具锁紧压盖（1004）在所述刀具批量夹持工装（10）y方向上至少设有三排，每排设置槽数至少有18个，所述刀具锁紧压盖（1004）与每个所述刀具u型定位槽（1003）对应部位均设有三个重载型球头柱塞螺纹安装孔（1005）用以压紧所述刀具u型定位槽（1003）里面的刀具（1006）。
技术总结
本技术涉及激光熔覆设备技术领域，具体为一种农业刀具三轴激光熔覆机床，包括床身，所述床身上部安装有工作台，所述工作台上方设有三轴运动机构、刀具批量夹持工装，所述三轴运动机构包括X轴横梁、Y轴横梁、Z轴丝杆模组，所述Z轴丝杆模组前端底部设有宽带激光熔覆头，所述床身左侧设有送粉系统和数控操作面板箱；本技术操作简单，生产效率高；通过调整激光熔覆头安装方向或更换刀具批量夹持工装，可实现对不同形状、尺寸、平面或空间异形刀具的批量熔覆加工，能够减少熔覆头和刀具的拆装频次，避免熔覆过程中熔覆层因多次搭接而致使表面凹凸不平及结合力小等缺陷，从而保证熔覆层一次成型，提高熔覆层质量和熔覆效率。
技术研发人员：周奇波,王行,赵世龙,王亮
受保护的技术使用者：西安云鼎光电科技有限公司
技术研发日：20240221
技术公布日：2024/9/23