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一種激光復(fù)合制造設(shè)備及復(fù)雜零件的加工方法與流程

文檔序號:12539091閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種激光復(fù)合制造設(shè)備,其特征在于,包括機(jī)床以及安裝在所述機(jī)床上的三維移動機(jī)構(gòu)、加工主軸、用于放置激光工具的擺臂機(jī)構(gòu)、裝有切削刀具的刀庫部件以及用于固定零件的數(shù)控轉(zhuǎn)臺,所述加工主軸安裝在三維移動機(jī)構(gòu)上,所述數(shù)控轉(zhuǎn)臺位于加工主軸的下方,所述擺臂機(jī)構(gòu)將激光工具送至指定位置,所述三維移動機(jī)構(gòu)驅(qū)動加工主軸移動到指定位置,抓取激光工具或刀具進(jìn)行零件打印或零件加工;其中,激光工具包括激光3D打印頭、激光切割頭以及激光焊接頭中的任意一種。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光復(fù)合制造設(shè)備,其特征在于,所述刀庫和擺臂機(jī)構(gòu)分別設(shè)置在所述加工主軸兩側(cè),所述擺臂結(jié)構(gòu)安裝在所述機(jī)床上,所述激光工具卡設(shè)在擺臂結(jié)構(gòu)上;所述擺臂結(jié)構(gòu)包括固定座、轉(zhuǎn)軸、帶伸縮桿的氣缸以及擺臂,所述固定座安裝在所述機(jī)床上,所述擺臂的一端通過轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動的安裝在固定座上,所述激光工具卡設(shè)在擺臂的另一端,所述氣缸安裝在固定座上,其伸縮桿與擺臂活動連接,所述氣缸通過伸縮桿的伸縮推動擺臂繞轉(zhuǎn)軸擺動。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光復(fù)合制造設(shè)備,其特征在于,所述擺臂結(jié)構(gòu)還包括定位組件,所述定位組件包括相互配合的凸塊和凹塊,所述凸塊安裝在所述激光工具上,所述凹塊安裝在所述擺臂上;或所述凸塊安裝在所述擺臂上,所述凹塊安裝在所述激光工具上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光復(fù)合制造設(shè)備,其特征在于,所述加工主軸包括用于安裝激光工具或刀具的旋轉(zhuǎn)主軸、主軸座和主軸電機(jī),所述主軸座安裝在所述三維移動機(jī)構(gòu)上,所述旋轉(zhuǎn)主軸安裝在主軸座上,所述主軸電機(jī)安裝在主軸座上,并與旋轉(zhuǎn)主軸傳動連接,所述主軸電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)主軸轉(zhuǎn)動。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光復(fù)合制造設(shè)備,其特征在于,所述主軸座和所述機(jī)床采用高強(qiáng)度鑄鐵制成。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光復(fù)合制造設(shè)備,其特征在于,數(shù)控轉(zhuǎn)臺包括固定架、C軸電機(jī)、A軸轉(zhuǎn)軸、A軸電機(jī)以及工作臺,固定架安裝在機(jī)床上,A軸轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動的安裝在固定架上,所述C軸電機(jī)安裝在A軸轉(zhuǎn)軸上,所述C軸電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與A軸轉(zhuǎn)軸相互垂直,所述工作臺安裝在C軸電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上,所述A軸電機(jī)與A軸轉(zhuǎn)軸連接,并驅(qū)動A軸轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光復(fù)合制造設(shè)備,其特征在于,所述三維移動機(jī)構(gòu)包括X軸移動結(jié)構(gòu)、Y軸移動結(jié)構(gòu)以及Z軸移動結(jié)構(gòu),所述X軸移動結(jié)構(gòu)安裝在所述機(jī)床上,所述Y軸移動結(jié)構(gòu)安裝在X軸移動結(jié)構(gòu)上,所述Z軸移動結(jié)構(gòu)安裝在Y軸移動結(jié)構(gòu)上,所述加工主軸安裝在Z軸移動結(jié)構(gòu)上,其中Z軸移動結(jié)構(gòu)移動的方向?yàn)榧庸ぶ鬏S的軸線方向;所述X軸移動結(jié)構(gòu)包括底座、滑軌、滑動板、伺服電機(jī)以及絲桿,所述底座安裝在所述機(jī)床上,所述滑軌安裝在底座上,所述滑動板可滑動的安裝在滑軌上,所述伺服電機(jī)和絲桿均安裝在底座上,所述滑動板與絲桿螺紋連接,所述伺服電機(jī)驅(qū)動絲桿轉(zhuǎn)動,進(jìn)而帶動滑動板往返移動,所述Y軸移動結(jié)構(gòu)安裝在滑動板上;其中,所述A軸轉(zhuǎn)軸與X軸平行。

8.一種復(fù)雜零件的加工方法,其特征在于,用權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的激光復(fù)合制造設(shè)備對復(fù)雜零件進(jìn)行加工,激光工具選用激光3D打印頭,包括以下步驟:

S1、對于高精度、復(fù)雜零件,根據(jù)零件大小選擇相對應(yīng)的打印基板,將打印基板安裝在數(shù)控轉(zhuǎn)臺上;

S2、將零件按序分成若干個(gè)部分,采取分段式加工;

S3、加工主軸抓取激光3D打印頭對于第一個(gè)部分進(jìn)行3D打?。?/p>

S4、打印完第一部分后,加工主軸卸下激光3D打印頭,抓取刀具,再對第一部分進(jìn)行機(jī)械加工;

S5、達(dá)到要求后,再重復(fù)步驟S2和S3進(jìn)行零件下一部分的打印和機(jī)械加工,直到整個(gè)零件加工完成。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的復(fù)雜零件的加工方法,其特征在于,所述步驟S3具體包括以下步驟:擺臂機(jī)構(gòu)先將激光3D打印頭運(yùn)送到指定位置,加工主軸運(yùn)動到該位置抓取激光3D打印頭,加工主軸拖動激光3D打印頭移動到打印基板上。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的復(fù)雜零件的加工方法,其特征在于,所述步驟S3還具體包括以下步驟:激光3D打印頭上的熔覆模塊將粉末均勻連續(xù)分為四路射到打印基板上,在打印基板上匯聚到一點(diǎn),該點(diǎn)為送粉焦點(diǎn);

激光3D打印頭上的激光頭在打印基板上形成一個(gè)光斑,該光斑與送粉焦點(diǎn)完全重合,開始燒結(jié)粉末;

然后加工主軸按照設(shè)定程序開始移動,同時(shí)拖動激光3D打印頭移動,在打印基板上逐漸形成所設(shè)計(jì)的零件。

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