CN110076566A - 一种微铸锻铣磨原位复合的金属零件制造系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于金属零件制造领域，并具体公开了一种微铸锻铣磨原位复合的金属零件制造系统及方法，该系统包括微铸锻模块、铣削模块、五轴联动工作台和控制装置，其中微铸锻模块与铣削模块相连，其包括熔融沉积子模块和辊压轧制子模块，五轴联动工作台位于所述微铸锻模块和铣削模块下方，其用于放置待成形金属零件，控制装置分别与熔融沉积子模块、辊压轧制子模块、铣削模块和五轴联动工作台相连。本发明采用微铸锻与铣磨工艺复合进行金属零件加工制造，可解决增材制造金属零件时存在的组织不均匀、变形严重、残余应力大、组织性能差和表面质量差的问题，特别适合高性能复杂异形构件的加工。

Description

一种微铸锻铣磨原位复合的金属零件制造系统及方法

技术领域

本发明属于金属零件制造领域，更具体地，涉及一种微铸锻铣磨原位复合的金属零件制造系统及方法。

背景技术

金属零件的传统制造工艺主要是通过铸造或锻造，结合车削、铣削、磨削等机械减材加工得到满足质量和精度要求的零件，但是存在加工周期长、材料利用率低、制造成本高等问题，特别是对于大型复杂零件的制造来说，如航空发动机传动系统的减速器机匣，具有复杂外表面及内腔、内孔、内流道，属于复杂异形结构件，而高温合金机匣工整体为环状结构，其上有凸台与小孔，结构复杂，传统制造方法虽基本满足力学性能等需求，但存在加工工具可达性差、干涉严重、内腔类表面控形能力差、材料利用率低、制造效率低等问题。

而增材制造技术采用材料逐层累加的方法制造零件，金属增材制造技术无需模具，可以根据零件三维模型直接成形，其中的高能束金属熔融沉积技术具有效率高、成本低等特点，然而堆积出的金属零件一方面易产生晶粒粗化、变形开裂，内部形成残余应力及气孔、裂纹等缺陷，严重降低零件的组织性能；另一方面，由于固有的台阶效应，零件表面精度低，无法直接应用，往往需要进行后续加工，降低了加工效率且增加了操作的复杂性，无法体现增材制造的优势。

针对上述问题，现有研究采用增材制造与轧制挤压工艺、超声强化工艺和铣削减材工艺相结合，从而提高金属零件打印后的组织性能和表面质量。例如，CN10181712A公开了零件与模具的熔积成形复合制造方法及其辅助装置，其通过在与熔融软化的区域相接触处安装微型轧辊或挤压装置，随熔积成形区域同步移动，进行压缩成形与加工，从而改善组织性能，但是，该工艺无法改善零件的表面精度；CN107598162A公开了增材减材与超声处理结合的金属零件复合制造系统与方法，其在金属增材制造过程中同时耦合超声表面强化和减材切削技术，提高表面质量和改善微观组织，但是此制造工艺中的超声强化作用深度有限，只能改善亚表面的微观组织，且效率低，不能有效大幅提高零件的组织性能。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种微铸锻铣磨原位复合的金属零件制造系统及方法，其在金属零件加工制造过程中采用了微铸锻，即在金属熔融沉积过程中同步进行辊压轧制，同时结合了铣削和磨削工艺，可解决增材制造金属零件时存在的组织不均匀、变形严重、残余应力大、组织性能差和表面质量差的问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提出了一种微铸锻铣磨原位复合的金属零件制造系统，其包括微铸锻模块、铣削模块、五轴联动工作台和控制装置，其中：

所述微铸锻模块与所述铣削模块相连，其包括熔融沉积子模块和辊压轧制子模块；所述五轴联动工作台位于所述微铸锻模块和铣削模块下方，其用于放置待成形金属零件；所述控制装置分别与所述熔融沉积子模块、辊压轧制子模块、铣削模块和五轴联动工作台相连，加工时，所述熔融沉积子模块、辊压轧制子模块和铣削模块在控制装置的协调控制下完成切换和工作，以同步进行熔融沉积和辊压轧制，并在预设的铣削工艺下完成待成形金属零件的复合加工制造。

作为进一步优选的，所述熔融沉积子模块包括依次相连的送料机构、熔融热源和喷嘴，加工时，金属原材料通过所述送料机构送入熔融热源中获得熔融的金属，熔融的金属通过所述喷嘴逐层沉积于所述五轴联动工作台上得到半凝固金属。

作为进一步优选的，所述辊压轧制子模块包括固定架一、直臂一和辊轮，所述直臂一安装于所述固定架一下端，所述辊轮通过轴销与所述直臂一相连，加工时，熔融的金属每沉积一层得到半凝固金属后，所述辊轮对该半凝固金属进行辊压。

作为进一步优选的，所述铣削模块包括固定架二、直臂二和铣刀，所述直臂二安装于所述固定架二下端，所述铣刀通过心轴与所述直臂二相连。

作为进一步优选的，所述铣刀在工作过程中更换为磨具，以在铣削后进一步进行磨削，提高金属零件表面加工精度。

作为进一步优选的，所述铣削模块为超声辅助铣削模块，该超声辅助铣削模块包括从上至下依次设置的锥柄、外壳、压电换能器、变幅杆和弹性筒夹，所述弹性筒夹下端装夹有铣刀，所述外壳上设有航空插口，所述航空插口上接有超声电源，该超声电源产生的超声波电信号，通过所述航空插口传输至所述压电换能器中，该压电换能器将电信号转化为高频振动，然后通过所述变幅杆将高频振动的振幅放大，该高频振动通过所述弹性筒夹传递给所述铣刀，所述铣刀通过旋转和振动的共同作用实现铣削。

作为进一步优选的，所述五轴联动工作台包括水平工作台和双轴变位机构，所述水平工作台上安装有基板，所述基板用于放置待成形金属零件，所述水平工作台可沿三个维度方向移动；所述双轴变位机构安装在所述水平工作台下方，用于使水平工作台沿两个方向轴向旋转。

按照本发明的另一方面，提供了一种微铸锻铣磨原位复合的金属零件制造方法，其采用所述的系统制造，包括如下步骤：

S1根据待成形金属零件的三维模型，预设减材成形轨迹和增材成形轨迹；

S2金属原材料通过熔融沉积子模块变为熔融的金属，并在控制装置的控制下，熔融的金属沿预设的增材成形轨迹沉积在五轴联动工作台上得到待成形金属零件，随后控制装置控制辊压轧制子模块对待成形金属零件进行辊压；

S3实时检测待成形金属零件的形貌数据、温度数据和缺陷数据，根据检测结果实时优化预设的增材成形轨迹和减材成形轨迹，并确定进行再次熔融沉积或进行铣削，若进行再次熔融沉积则按照优化后的增材成形轨迹重复S2，若进行铣削则通过铣削模块沿优化后的减材成形轨迹铣削去除待成形金属零件的不合格区域；

S4重复S2和S3若干次，直至待成形金属零件的尺寸和质量均满足要求后，完成金属零件的制造。

作为进一步优选的，铣削加工后，将所述铣削模块的铣刀更换为磨具，在控制装置的控制下，在铣削后对金属零件进行磨削，进一步提高金属零件表面加工精度。

作为进一步优选的，铣削过程采用超声辅助铣削，由超声电源产生超声波电信号，该超声波电信号通过所述航空插口传输至所述压电换能器中，该压电换能器将电信号转化为高频振动，然后通过所述变幅杆将高频振动的振幅放大，该高频振动通过所述弹性筒夹传递给所述铣刀，所述铣刀通过旋转和振动的共同作用实现铣削。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.本发明采用微铸锻与铣削复合，既改善了增材制造金属零件的组织力学性能，又提高了金属表面的形状和位置精度，同时采用微铸锻和铣削原位复合制造的短流程加工提高了零件加工效率，实现在同一台设备、同一位置直接制造出满足使用要求的金属零件，使制造出的金属零件能够直接应用于高端工业领域，特别适合高性能复杂异形构件的加工，可将原来必须由若干零件连接而成的部件设计为一个零件进行整体制造，从而减少零件数目，减轻部件重量。

2.本发明采用的微铸锻工艺，即在金属熔融沉积的过程中用辊压轧制机构对半凝固区域同步进行辊压轧制，辊压轧制使金属熔融区域产生大幅塑性变形，可使微观组织均匀细化，降低残余应力，同时消除气孔等内部缺陷，提高金属零件的组织性能。

3.本发明在铣削后结合磨削工艺以满足表面精度高性能要求零件的加工要求，且磨削与铣削在同一设备上完成，可提高零件精度与表面控形能力，使零部件的精度、强度、刚度、疲劳等性能满足使用要求。

4.本发明采用超声辅助铣削工艺进行减材加工，充分利用超声切削力小、加工质量好、残余应力低的优点对金属零件上表面进行铣削加工，控制下一熔覆层的质量，可提高零件的加工精度、降低切削力、提高工艺系统的稳定性并延长刀具寿命，解决了制造过程中高温金属表面在线减材加工难题，可对轮廓、内孔、内流道等进行铣削加工，制造出高性能复杂薄壁零件。

5.本发明在线检测金属零件的组织性能，实时调控加工步骤，合理高效的切换不同加工工艺，完成零件质量控制，提高性能可靠性。

附图说明

图1是本发明提供的微铸锻铣磨原位复合的金属零件制造系统结构示意图；

图2是本发明提供的微铸锻与超声辅助铣削复合的金属零件制造系统结构示意图；

图3是本发明提供的微铸锻与铣磨复合的金属零件制造方法流程图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-水平工作台，2-基板，3-待成形金属零件，4-熔融热源，5-喷嘴，6-送料机构，7-固定架一，8-控制装置，9-锥柄，10-外壳，11-管路接口，12-航空插口，13-压电换能器，14-变幅杆，15-弹性筒夹，16-铣刀，17-超声电源，18-直臂一，19-轴销，20-辊轮，21-双轴变位机构，22-固定架二，23-直臂二，24-磨具，25-心轴。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本发明实施例提供的一种微铸锻铣磨原位复合的金属零件制造系统，该系统包括微铸锻模块、铣削模块、五轴联动工作台和控制装置8，其中，微铸锻模块与铣削模块相连，其包括熔融沉积子模块和辊压轧制子模块；五轴联动工作台位于微铸锻模块和铣削模块下方，其用于放置待成形金属零件3；控制装置8分别与熔融沉积子模块、辊压轧制子模块、铣削模块和五轴联动工作台相连，加工时，熔融沉积子模块、辊压轧制子模块和铣削模块在控制装置8的协调控制下完成切换和工作，以同步进行熔融沉积和辊压轧制，并在预设的铣削工艺下完成待成形金属零件3的复合加工制造。

具体的，微铸锻由熔融沉积子模块和辊压轧制子模块配合完成，熔融沉积子模块包括依次相连的送料机构6、熔融热源4和喷嘴5，辊压轧制子模块包括固定架一7、直臂一18和辊轮20，直臂一18安装于固定架一7下端，辊轮20通过轴销19与直臂一18相连，加工时，金属原材料通过送料机构6送入熔融热源4中获得熔融的金属，熔融的金属通过喷嘴5逐层沉积于五轴联动工作台上得到半凝固金属，在熔融的金属每沉积一层后，辊轮20紧跟在喷嘴5之后对该半凝固金属进行辊压，使其产生塑性压缩变形，更具体的，辊压轧制子模块中设置有力传感器，实时测量轧制力大小。

具体的，铣削模块包括固定架二22、直臂二23和铣刀16，固定架二安装于机床主轴，直臂二23安装于固定架二22下端，铣刀16通过心轴25与直臂二23相连，优选的，在铣削完成后，铣刀16更换为磨具24，在铣削后进一步进行磨削，提高金属零件的表面加工精度。

优选的，如图2所示，铣削模块为超声辅助铣削模块，该超声辅助铣削模块包括从上至下依次设置的锥柄9、外壳10、压电换能器13、变幅杆14和弹性筒夹15，弹性筒夹15下端装夹有铣刀16，外壳10上设有航空插口12，航空插口12上接有超声电源17，该超声电源17产生的超声波电信号，通过航空插口12传输至压电换能器13中，该压电换能器13将电信号转化为高频振动，然后通过变幅杆14将高频振动的振幅放大，该高频振动通过弹性筒夹15传递给铣刀16，铣刀16通过旋转和振动的共同作用实现铣削，进一步优选的，外壳10上设有管路接口11，加工时，管路接口11接入压缩气体，用于循环冷却压电换能器13。

具体的，五轴联动工作台包括水平工作台1和双轴变位机构21，水平工作台1上安装有基板2，基板2用于放置待成形金属零件3，水平工作台1可沿x、y、z三个维度方向移动，双轴变位机构21安装在水平工作台1下方，用于使水平工作台1沿y、z两个方向轴向旋转。

具体的，系统中设置有路径规划单元和在线检测单元，用以进行加工路径规划和零件实时质量检测。

采用上述系统制造金属零件，流程如图3所示，具体包括如下步骤：

S1在路径规划单元中，通过待成形金属零件3的三维CAD模型和特征、分区分层、加工工艺参数，生成适合零件结构的减材成形轨迹和增材成形轨迹；

S2放置固体作为基板2，并使用基板紧固装置使其紧固在水平工作台1上，并添加陶瓷复合浆与粘结剂烧结形成陶瓷支撑，结合固体形成支撑液体，用于支撑后续加工；

S3使整个制造空间被气氛室密封，充入保护气体，实现无氧状态，防止制造中待成形金属零件3发生氧化反应产生缺陷；

S4金属原材料通过送料机构6送入熔融热源4中获得熔融的金属，在控制装置8的控制下，熔融的金属通过喷嘴5沿预设的增材成形轨迹沉积在基板2上得到待成形金属零件3，在熔融的金属每沉积一层后，由控制装置8控制辊轮20的轧制力，辊轮20对待成形金属零件3进行辊压，并使用送水系统对零件进行降温成形；

S5通过在线检测单元对待成形金属零件3的形貌、温度和缺陷数据进行实时检测，根据检测结果实时优化预设的增材成形轨迹和减材成形轨迹，并确定进行再次熔融沉积或进行铣削，若进行再次熔融沉积则按照优化后的增材成形轨迹重复S4，若进行铣削则通过铣刀16沿优化后的减材成形轨迹铣削去除待成形金属零件3的不合格区域；

具体的，形貌检测即基于图像处理算法重构待成形金属零件3表面形貌，利用实际几何网格模型与理论制造模型的求交算法，计算与理论零件的尺寸差异，通过铣削去除零件尺寸不合格的部分，同时利用方差分析计算待成形金属零件3表面的凹凸性，基于图像识别确定零件表面的过熔积区域和欠熔积区域，通过铣削去除零件异常区域或再次进行熔融沉积填充零件表面欠熔积区域；温度检测即根据温度数据建立温度分布场和梯度场，利用图像处理算法识别温度异常区域，并随之调整轧制力和加工速率等关键工艺参数，维持温度稳定，避免因零件温度不稳定产生缺陷；缺陷检测即根据缺陷检测反馈的缺陷类型、尺寸以及温度检测获得的温度分布情况，预测缺陷影响区域，通过铣削去除缺陷影响区域，同时再次进行熔融沉积填充零件基底形貌；

S6重复S4和S5，直至在线检测单元检测到待成形金属零件3的尺寸和质量均满足要求后，完成金属零件的制造。

优选的，铣削加工后，将铣削模块的铣刀16更换为磨具24，在控制装置8的控制下，对金属零件进行磨削，进一步提高金属零件表面加工精度。

优选的，铣削过程可以采用超声辅助铣削，由超声电源17产生超声波电信号，该电信号通过航空插口12中的电能传输装置传输至压电换能器13，该压电换能器13将电信号转化为高频振动，然后通过变幅杆14将高频振动的振幅放大，该高频振动通过弹性筒夹15传递给铣刀16，铣刀16通过旋转和振动的共同作用实现铣削去除金属余量，同时管路接口11接入压缩气体，用于循环冷却压电换能器13。

具体的，本发明陈述中涉及的金属材料包括高温合金、钛合金、碳钢、铝合金等，原材料形状包括粉末、丝材等，熔融热源包括等离子束、电弧、激光等，超声振动模式包括纵向振动、扭转振动、弯曲振动及上述振动方式复合等。

以下为本发明的具体实施例：

实施例1

采用如图1所示的系统，所选原材料为钛合金TC4-DT，原材料的形态为金属丝材，供给方式为送丝式，具体包括以下步骤：

S1通过待成形金属零件的三维CAD模型和特征、分区分层、加工工艺参数，生成适合零件结构的减材成形轨迹和增材成形轨迹；

S2对基板和金属丝材进行彻底清洗处理，去除水分、杂质和氧化膜，使整个制造空间被气氛室密封，并充入氦氩混合气，防止熔融金属被氧化；

S3熔融热源的热源类型选用电弧热源，采用福尼斯焊接电源CMT Advanced 4000，送料机构选择配套的送丝机构VR 7000 CMT，将金属丝材熔化，直径为1.2mm的金属丝材接入送料机构中，开启熔融热源，设置为脉冲模式，焊接功率2.9KW，送料机构将金属丝材匀速送入熔融热源中，送丝速度设定为9.5m/min，弧长修正10％，熔融金属按预设的增材成形轨迹通过喷嘴沉积在基板上获得半凝固金属，喷嘴的移动速度为500mm/min；

S4辊轮紧跟在喷嘴之后，控制轧制温度为950℃，并控制轧制力，使金属变形量在30％-50％，对半凝固金属进行辊压轧制，使之产生塑性变形，组织均匀细化，提高金属零件的机械性能，降低残余应力，减少气孔等缺陷；

S5采用三维线激光进行熔池形貌检测，扫描速度为600mm/min，相机采集帧率50帧/s，扫描范围宽60mm高50mm，扫描精度0.25mm/帧，判断对零件表面高度标准差大于0.4的区域进行铣削，铣削采用的铣刀直径为8mm；根据温度检测数据，控制退火温度为850℃，轧制温度为950℃，并对焊接电压电流、辊压轧制力、机床的行走速率等多项关键工艺参数进行在线调整；采用电磁超声和红外检测对零件进行缺陷检测，识别缺陷精度为毫米级，并结合温度数据，预测未成形缺陷位置并更新增材成形轨迹和减材成形轨迹；

S6重复S3至S5，直至完成整个金属零件的加工制造。

实施例2

采用如图1所示的系统，所选原材料为钛合金TC4-DT，原材料的形态为金属丝材，供给方式为送丝式，具体包括以下步骤：

S1至S5与实施例1中相同；

S6磨具采用砂轮，用砂轮替换铣刀，对铣削后的缺陷和形貌达到制造标准的成形零件表面进行磨削，提高零件表面精度；

S7重复S3至S6，直至完成整个金属零件的加工制造。

实施例3

采用如图2所示的系统，所选原材料为钛合金TC4，原材料的形态为金属丝材，供给方式为送丝式，具体包括以下步骤：

S1通过待成形金属零件的三维CAD模型和特征、分区分层、加工工艺参数，生成适合零件结构的减材成形轨迹和增材成形轨迹；

S2对基板和金属丝材进行彻底清洗处理，去除水分、杂质和氧化膜，使整个制造空间被气氛室密封，并充入氦氩混合气，防止熔融金属被氧化；

S3熔融热源的热源类型选用电弧热源，采用福尼斯焊接电源CMT Advanced 4000，送料机构选择配套的送丝机构VR 7000 CMT，将金属丝材熔化，直径为1.2mm的金属丝材接入送料机构中，开启熔融热源，设置为脉冲模式，焊接功率2.9KW，送料机构将金属丝材匀速送入熔融热源中，送丝速度设定为7.2m/min，弧长修正5％，熔融金属按预设的增材成形轨迹通过喷嘴沉积在基板上获得半凝固金属，喷嘴的移动速度为300mm/min；

S4辊轮紧跟在喷嘴之后，控制轧制温度在975-985℃，并控制轧制力，使金属变形量在35％-45％，对半凝固金属进行辊压轧制，使之产生塑性变形，组织均匀细化，提高金属零件的机械性能，降低残余应力，减少气孔等缺陷；

S5重复S3和S4若干次，将铣削模块移动到待成形金属零件的上方，开启超声电源，自动搜索超声频率，超声频率为15KHz，根据具体的零件形状将振幅设置为5-10μm，铣刀直径为10mm，对高温状态下零件的上表面及轮廓进行超声辅助铣削加工，提高零件的表面质量，使表面精度达到要求，超声振动的辅助作用可降低切削温度、降低切削力，延长刀具的使用寿命，改善热态金属层的切削加工环境；

S6重复S3至S5，直至完成整个金属零件的加工制造。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种微铸锻铣磨原位复合的金属零件制造系统，其特征在于，包括微铸锻模块、铣削模块、五轴联动工作台和控制装置(8)，其中：所述微铸锻模块与所述铣削模块相连，其包括熔融沉积子模块和辊压轧制子模块；所述五轴联动工作台位于所述微铸锻模块和铣削模块下方，其用于放置待成形金属零件(3)；所述控制装置(8)分别与所述熔融沉积子模块、辊压轧制子模块、铣削模块和五轴联动工作台相连，加工时，所述熔融沉积子模块、辊压轧制子模块和铣削模块在控制装置(8)的协调控制下完成切换和工作，以同步进行熔融沉积和辊压轧制，并在预设的铣削工艺下完成待成形金属零件(3)的复合加工制造。

2.如权利要求1所述的微铸锻铣磨原位复合的金属零件制造系统，其特征在于，所述熔融沉积子模块包括依次相连的送料机构(6)、熔融热源(4)和喷嘴(5)，加工时，金属原材料通过所述送料机构(6)送入熔融热源(4)中获得熔融的金属，熔融的金属通过所述喷嘴(5)逐层沉积于所述五轴联动工作台上得到半凝固金属。

3.如权利要求1所述的微铸锻铣磨原位复合的金属零件制造系统，其特征在于，所述辊压轧制子模块包括固定架一(7)、直臂一(18)和辊轮(20)，所述直臂一(18)安装于所述固定架一(7)下端，所述辊轮(20)通过轴销(19)与所述直臂一(18)相连，加工时，熔融的金属每沉积一层得到半凝固金属后，所述辊轮(20)对该半凝固金属进行辊压。

4.如权利要求1所述的微铸锻铣磨原位复合的金属零件制造系统，其特征在于，所述铣削模块包括固定架二(22)、直臂二(23)和铣刀(16)，所述直臂二(23)安装于所述固定架二(22)下端，所述铣刀(16)通过心轴(25)与所述直臂二(23)相连。

5.如权利要求4所述的微铸锻铣磨原位复合的金属零件制造系统，其特征在于，所述铣刀(16)在工作过程中更换为磨具(24)，以在铣削后进一步进行磨削，提高金属零件表面加工精度。

6.如权利要求1所述的微铸锻铣磨原位复合的金属零件制造系统，其特征在于，所述铣削模块为超声辅助铣削模块，该超声辅助铣削模块包括从上至下依次设置的锥柄(9)、外壳(10)、压电换能器(13)、变幅杆(14)和弹性筒夹(15)，所述弹性筒夹(15)下端装夹有铣刀(16)，所述外壳(10)上设有航空插口(12)，所述航空插口(12)上接有超声电源(17)，该超声电源(17)产生的超声波电信号，通过所述航空插口(12)传输至所述压电换能器(13)中，该压电换能器(13)将电信号转化为高频振动，然后通过所述变幅杆(14)将高频振动的振幅放大，该高频振动通过所述弹性筒夹(15)传递给所述铣刀(16)，所述铣刀(16)通过旋转和振动的共同作用实现铣削。

7.如权利要求1-6任一项所述的微铸锻铣磨原位复合的金属零件制造系统，其特征在于，所述五轴联动工作台包括水平工作台(1)和双轴变位机构(21)，所述水平工作台(1)上安装有基板(2)，所述基板(2)用于放置待成形金属零件(3)，所述水平工作台(1)可沿三个维度方向移动；所述双轴变位机构(21)安装在所述水平工作台(1)下方，用于使水平工作台(1)沿两个方向轴向旋转。

8.一种微铸锻铣磨原位复合的金属零件制造方法，其采用如权利要求1-7任一项所述的系统制造，其特征在于，包括如下步骤：

S1根据待成形金属零件(3)的三维模型，预设减材成形轨迹和增材成形轨迹；

S2金属原材料通过熔融沉积子模块变为熔融的金属，并在控制装置(8)的控制下，熔融的金属沿预设的增材成形轨迹沉积在五轴联动工作台上得到待成形金属零件(3)，随后控制装置(8)控制辊压轧制子模块对待成形金属零件(3)进行辊压；

S3实时检测待成形金属零件(3)的形貌数据、温度数据和缺陷数据，根据检测结果实时优化预设的增材成形轨迹和减材成形轨迹，并确定进行再次熔融沉积或进行铣削，若进行再次熔融沉积则按照优化后的增材成形轨迹重复S2，若进行铣削则通过铣削模块沿优化后的减材成形轨迹铣削去除待成形金属零件(3)的不合格区域；

S4重复S2和S3若干次，直至待成形金属零件(3)的尺寸和质量均满足要求后，完成金属零件的制造。

9.如权利要求8所述的微铸锻铣磨原位复合的金属零件制造方法，其特征在于，铣削加工后，将所述铣削模块的铣刀(16)更换为磨具(24)，在控制装置(8)的控制下，在铣削后对金属零件进行磨削，进一步提高金属零件表面加工精度。

10.如权利要求8所述的微铸锻铣磨原位复合的金属零件制造方法，其特征在于，铣削过程采用超声辅助铣削，由超声电源(17)产生超声波电信号，该超声波电信号通过所述航空插口(12)传输至所述压电换能器(13)中，该压电换能器(13)将电信号转化为高频振动，然后通过所述变幅杆(14)将高频振动的振幅放大，该高频振动通过所述弹性筒夹(15)传递给所述铣刀(16)，所述铣刀(16)通过旋转和振动的共同作用实现铣削。