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1、等离子喷涂功能材料制备的等离子喷涂功能材料制备的实验工装设计实验工装设计 汇报内容汇报内容课题背景课题内容 喷枪的设计 进给机构的设计课题结论第2页共24页1.课题背景2.课题内容3.课题结论等离子喷涂过程示意图1.课题背景2.课题内容3.课题结论 课题背景课题背景 等离子喷涂的原理： 第3页共24页 课题背景课题背景（1）可喷涂材料广泛（2）涂层致密，结合强度高（3）喷涂效率高（4）对工件热影响小（5）喷涂涂层纯洁（6）涂层厚度可控制喷涂工艺流程图：基体遮蔽和喷涂工装基体准备喷涂材 料选择基体预处理1.课题背景2.课题内容3.课题结论喷涂操作图层后处理等离子喷涂技术的特点：第4页共24页技术
2、水平应用范围发展前景 技术水平趋于成熟，是表面技术的重要组成部 分，在热喷涂技术中占重要地位应用十分广泛，应用于航空航天、钢铁冶金、机械制造、机车车辆、生物化工等领域通过改进设备、完善工艺，朝着提高喷涂效率、降低喷涂成本的方向发展等离子喷涂技术的应用与前景： 课题背景课题背景1.课题背景2.课题内容3.课题结论第5页共24页 喷枪设计喷枪设计等离子喷枪的设计：传统的等离子喷枪缺点：典型的外送粉式等离子喷枪结构图粉末沉积率低喷枪寿命短涂层质量差喷涂成本高1.课题背景2.课题内容3.课题结论第6页共24页送粉方式的选择：内送粉方式的优点：1.课题背景2.课题内容3.课题结论 喷枪设计喷枪设计粉末加
3、热时间长粉末加速度大粉末受热变软充分粉末的沉积率高提高涂层质量提高喷涂热效率节省喷涂材料第7页共24页送气方式的选择：切向进气的优点：1.课题背景2.课题内容3.课题结论 喷枪设计喷枪设计弧柱稳定于孔道中心弧柱压缩程度比较高喷射流发散程度小提高沉积率节约喷涂成本第8页共24页梯形喷嘴的优点：1.课题背景2.课题内容3.课题结论 喷枪设计喷枪设计喷射流方向性强粉末加热均匀受环境气氛影响小消除激波和膨胀扇面降低飞粉率提高涂层质量提高粉末沉积率喷嘴形状的选择：第9页共24页钨极与钨极套的设计：喷枪二维结构示意图喷枪三维结构示意图1.课题背景2.课题内容3.课题结论 喷枪设计喷枪设计阴极锥角约为40o
4、的圆台状方便阴极的安装与调节省去钨极座，节约空间提高阴极的使用效率第10页共24页稳定性能好定位精度高指令响应快进给系统对指令输入信号的响应速度及瞬态过程结束的迅速程度高进给系统的输出量复现输入量的精确程度高（偏差小） 进给机构的设计要求：进给机构在输入量改变或者外界干扰的情况下，输出量经过衰减震荡后，能够快速平衡下来 进给机构进给机构1.课题背景2.课题内容3.课题结论第11页共24页 进给机构方案的确定： 方案一：1.课题背景2.课题内容3.课题结论 进给机构进给机构工作台X、Y、Z方向运动三爪卡盘转动喷枪固定不动能够实现平面类工件喷涂丝杠导轨布局设计比较复杂喷枪不能沿轴类工件轴线进给第1
5、2页共24页1.课题背景2.课题内容3.课题结论 进给机构进给机构工作台X、Y方向运动三爪卡盘转动喷枪Z向移动能够实现平面类工件喷涂丝杠导轨的设计与布局简单喷枪不能沿轴类工件轴线进给第13页共24页 方案二： 方案三：1.课题背景2.课题内容3.课题结论 进给机构进给机构工作台Y方向运动三爪卡盘转动喷枪X、Z向移动能够实现平面类工件喷涂能实现轴类工件轴向喷涂丝杠导轨的设计与布局简单第14页共24页进给导轨类型的选择：常见导轨类型滚动导轨静压导轨滑动导轨摩擦系数小定位精度高机构复杂抗振性差对脏物敏感运动平稳性好无爬行无振动承载能力大结构复杂制造成本高摩擦系数大结构简单制造方便刚度好抗振性好1.课
6、题背景2.课题内容3.课题结论 进给机构进给机构第15页共24页 常见的滑动导轨类型：燕尾形导轨的优点：黏贴塑料导轨软带：1.课题背景2.课题内容3.课题结论 进给机构进给机构高度值小能承载倾覆力矩调隙方便抗振性能好降低摩擦系数吸收振动延长导轨寿命维修方便经济性好第16页共24页传动方式的选择：行星轮减速机的优点：1.课题背景2.课题内容3.课题结论 进给机构进给机构电机+减速器+联轴器丝杠卡盘降低输出速度增大扭力和扭矩实现丝杠的自锁体积小自锁性能好传动比大噪音小第17页共24页联轴器的选择：凸缘式联轴器特点：梅花形弹性联轴器特点：1.课题背景2.课题内容3.课题结论 进给机构进给机构结构简单
7、装拆方便价格便宜可传递较大扭矩用于载荷平稳、两轴严格对中的场合结构简单装拆方便缓冲冲击、吸收震动用于转矩小、换向频繁的场合第18页共24页进给机构的防护：常见的风琴式防护罩 材料：尼龙革溅射的粒子流导轨的精度丝杠副的精度防护装置进给系统寿命喷涂涂层的质量盔甲式风琴防护罩 材料：尼龙革+不锈钢1.课题背景2.课题内容3.课题结论 进给机构进给机构第19页共24页滚珠丝杠副的校核计算电机、减速机的选择与计算轴承的选择与计算键的校核与计算三爪卡盘的选型卡盘轴的校核与计算相关的校核计算：1.课题背景2.课题内容3.课题结论 进给机构进给机构第20页共24页进给机构三维图：1.课题背景2.课题内容3.课题结论 进给机构进给机构第21页共24页等离子喷枪的设计提高喷涂粉末沉积率改善喷涂涂层质量延长喷枪的使用寿命降低喷涂成本1.课题背景2.课题内容3.课题结论 课题结论课题结论第22页共24页喷枪的设计意义：1.课题背景2.课题内容3.课题结论 课题结论课题结论实现喷涂的精准控制提高喷涂效率提高喷涂涂层质量满足大批量喷涂生产进给机构的设计意义：第23页共24页谢谢！欢迎各位评委批评指正！第24页共24页
