激光熔覆喂料系統(tǒng) 單元設(shè)計

1、高等職業(yè)教育光機電應(yīng)用技術(shù)國家教學(xué)資源庫建設(shè)項目單元教學(xué)設(shè)計課程名稱： 激光表面改性技術(shù) 任課教師： 林繼興 所在院（系）： 材料工程系 單元序號及單元標(biāo)題： 2.4 喂料系統(tǒng)（2學(xué)時）授課班級上課時間 周 月 日 第 節(jié)上課地點 周 月 日 第 節(jié)教學(xué)目的 通過學(xué)習(xí)，掌握激光熔覆送粉方式、不同的送粉器類型，了解激光熔覆送絲方式。教學(xué)目標(biāo)能力（技能）目標(biāo)知識目標(biāo)針對不同粉末類型、加工試樣尺寸等特點，選擇何種送粉或者送絲方式。1、 掌握激光熔覆同步側(cè)送粉與同軸送粉兩種自動送粉方式的特點2、 了解目前市場上激光熔覆送粉器的類型3、 了解激光熔覆自動送絲系統(tǒng)的特點與優(yōu)點重點難點及解決方法重點：激光熔

2、覆自動送粉方式難點：無解決方法：詳細介紹自動送粉裝置的結(jié)構(gòu)，原理，加深對送粉方式的了解。參考資料參考教材單元教學(xué)設(shè)計基本框架第一部分：回顧與知識引入 （時間：5分鐘） 前面講解不同類型的粉末，粉末的種類、大小、形貌等不同，對送粉方式，送粉器提出了更高要求，如果不適合采用送粉的方式，又如何解決？第二部分：學(xué)習(xí)新內(nèi)容【步驟一】說明主要教學(xué)內(nèi)容、目的 （時間：5分鐘）介紹本次課程的主要內(nèi)容：1、激光熔覆自動送粉方式2、激光熔覆送粉器的類型3、激光熔覆自動送絲系統(tǒng)目的是通過學(xué)習(xí)，掌握激光熔覆送粉方式、不同的送粉器類型，了解激光熔覆送絲方式?！静襟E二】 新知識的引入 （時間：15分鐘） 首先看兩種正在工

3、作的送粉方式，引出目前的兩種自動送粉方式同步側(cè)送粉與同軸送粉。圖1 同步側(cè)送粉 圖2 同軸送粉接著通過圖3 的示意圖介紹同步側(cè)送粉是怎么定義的，特點有哪些？圖3 同步側(cè)送粉示意圖特點：1）結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、粉末利用率相對較低2）要求粉末具有較好的流動性（粉末粒度：40160m）過細：粉末易結(jié)團過粗：易堵塞送料噴嘴粉末需預(yù)熱（100-120烘干）3）運動方向變化時，送粉量受影響，熔覆層表面平整度差同步側(cè)送粉這些缺陷怎么解決呢？提出了更先進的同軸送粉。通過圖4 同軸送粉的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖提出了通過結(jié)構(gòu)改進，解決了同步側(cè)送粉在運動變化時，送粉量不均勻的問題。圖4同軸送粉噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖【步驟三】提問思考題

4、 （時間：5分鐘） 現(xiàn)有一臺光纖耦合激光器，激光頭擬安裝到機械手上，請問選擇哪個送粉方式比較合適？為什么？【步驟四】解答與歸納小結(jié) （時間：5分鐘）1、自動送粉方式：同步側(cè)向送粉與同軸送粉2、同步側(cè)向送粉結(jié)構(gòu)簡單、價格較低，粉末利用率不高，熔覆質(zhì)量相對較差，適用于平面、軸類激光熔覆。3、同軸送粉結(jié)構(gòu)復(fù)雜、粉末經(jīng)過預(yù)熱，熔覆質(zhì)量好，通用性強【步驟五】 第二個知識點引入與講解 （時間：20分鐘）由于不同的粉末由不同的尺寸、形狀和物理性能，單一的送粉裝置不能滿足各類粉末輸送。目前都有哪些送粉器呢？1、重力送粉器1）純重力送粉器2）帶旋轉(zhuǎn)計量盤重力送粉器3）帶計量軸重力送粉器4）棘輪重力送粉器圖1純重

5、力送粉器 圖2帶旋轉(zhuǎn)計量盤重力送粉器圖3帶計量軸重力送粉器 圖4棘輪重力送粉器2、機械輪式送粉器圖5機械輪式送粉器3、流化床式送粉器圖6流化床式送粉器4、振動式送粉器圖7振動式送粉器分別介紹他們的性能特點，適用范圍?！静襟E七】歸納與思考 （時間： 5分鐘）提問：不管什么類型的送粉器，都要達到怎樣的使用效果？小結(jié)： 1、送粉器的種類很多，根據(jù)不同的工作原理可分為重力式、機械輪式、流化床式和振動式等。 2、他們有各自的優(yōu)點，適用于不同類型、不同粗細的粉末 不管什么類型的送粉器，都要求達到：精密控制，粉末流穩(wěn)定?！静襟E八】 第三個知識點 （時間：20分鐘）當(dāng)條件不具備送粉，或者貴重粉末送粉時粉末利用率時，可以考慮采用送絲的方式。引出送絲的定義，分類等。送絲與送粉對比，具備以下優(yōu)勢：1、材料利用率高，接近100%2、送料過程易于控制，且送料精度較高，非常適合自動化生產(chǎn)3、金屬絲成本較低，4、對環(huán)境無污染 送絲的方式：與送粉類似，分為光外側(cè)向送絲與光內(nèi)同軸送絲。圖8、圖9是光外側(cè)向送絲與光內(nèi)同軸送絲的示意圖。 圖8光外側(cè)向送絲示意圖 圖9光內(nèi)同軸送絲示意圖分別介紹光外側(cè)向送絲與光內(nèi)同軸送絲的原理與特點，對比分析其與同步側(cè)送粉與同軸送粉的區(qū)別?！静襟E九】 總結(jié) （時間：7分鐘）總結(jié)歸納本次課程的主要內(nèi)