CN207858261U - 金属零件增减材多工位复合制造设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了金属零件增减材多工位复合制造设备，它包括支撑转盘，所述支撑转盘上安装有用于实现金属材料增材制造的金属熔积成形热源装置、钢刷电机、磨削电机和铣削电机；所述钢刷电机的输出轴上安装有钢丝刷，所述磨削电机的输出轴上安装有砂轮磨削头，所述铣削电机的输出轴上安装有铣刀。实现熔积成形和其它的机加工或者物理、化学加工方法的复合的增减材复合制造，以解决现有技术中提及的上述问题。

Description

金属零件增减材多工位复合制造设备

技术领域

本实用新型属于金属增材制造领域，具体涉及能够提高金属增材制造效率和精度的多工位复合的金属零件增减材制造方法和装置。

背景技术

金属增材制造是一种以电弧、激光等为热源的金属增材制造技术，可以实现金属材料的无模制造和近净成形。但是，增材制造技术所成形金属零件由于成形精度难以达到直接使用要求而需要多次后续机加工。从成形精度和成形效率上来说，金属增材制造技术的主要问题有：

1）增材制造方法的成形精度无法满足直接使用的要求；

2）成形零件需要后续机加工等处理过程，大大降低了生产效率。这些问题削弱了增材制造技术的本身的技术优势，成为金属增材制造技术发展的瓶颈，从而制约了金属增材制造技术的大规模应用推广。

目前，金属增材制造技术研究中也有通过复合铣削的方式进行零件的精整，但只是限于铣削过程，对于一些精度要求更高（如磨削等）的加工或者需要其他加工（如钻孔、抛光等）的方式并没有考虑，也没有这样的复合加工的方法和设备。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种多工位复合的金属零件增减材复合制造装置，实现熔积成形和其它的机加工或者物理、化学加工方法的复合的增减材复合制造，以解决现有技术中提及的上述问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出以下技术方案：金属零件增减材多工位复合制造设备，它包括支撑转盘，所述支撑转盘上安装有用于实现金属材料增材制造的金属熔积成形热源装置、钢刷电机、磨削电机和铣削电机；所述钢刷电机的输出轴上安装有钢丝刷，所述磨削电机的输出轴上安装有砂轮磨削头，所述铣削电机的输出轴上安装有铣刀。

所述支撑转盘通过执行主轴固定安装在执行机构的输出轴上。

所述金属熔积成形热源装置采用电弧或激光热源，并与相应的送丝或送粉装置相配合。

所述执行机构采用数控机床或者机器人。

所述钢刷电机、磨削电机和铣削电机采用调速电机。

本实用新型有如下有益效果：

1、本发明通过支撑转盘多工位同步安装和异步动作的方式，提出了一种多工位复合的金属增材和减材复合制造的装置，可以实现金属零件的高效、高精度的一次增减、材复合制造。

2、通过所述增材制造方式可以包括现在的多种热源形式的金属增材制造方法，所述的减材制造方式可以根据需求布置多种减材设备，如刷、铣、磨、钻以及其他的方式物理、化学的材料去除装置。

3、所述的支撑转盘固定在机床或者机器人等数控设备的执行末端，通过轴向转动来变换加工工位，即采用多工位同步安装和异步按需动作的方式来实现增减材复合制造。各个增、减加工设备可以按照需求调节其位置和姿态，所有的动作过程可以通过数控程序或者外部的自定义程序进行控制。

4、本发明可以通过控制增材和减材工位的加工过程，实现增材和减材顺序加工或者间或的加工来实现金属零件的增减材复合制造。其中增材制造过程主要是通过热源来熔化金属材料丝材或者粉材，并根据一定的熔积路径来实现零件的堆积成形；减材成形过程主要是通过的材料去除方法实现熔积后的形貌精整、结构控制、辅助工艺成形等成形过程，从而提高现有金属增材制造方式的成形精度和效率，或实现现有金属增材制造和减材制造方式难以独立完成的加工过程。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为实用新型装置的一般位置视图。

图2 实用新型装置的俯视图。

图3实用新型装置的加工面视图。

图中：金属熔积成形热源装置1、钢刷电机2、磨削电机3、铣削电机4、执行主轴5、支撑转盘6、钢丝刷7、砂轮磨削头8、铣刀9。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

如图1-3，多工位复合的金属零件增减材复合制造设备，在支撑转盘6上布置一个金属熔积成形热源装置1，来实现金属材料的增材制造过程，通过在支撑转盘6上布置钢刷电机2和钢丝刷7，磨削电机3和砂轮磨削头8，铣削电机4和铣刀9来实现增材和减材的复合制造。其中钢刷电机2和钢丝刷7是直接固定联接在一起，并可以根据需要控制电机2的转速以及更换钢丝刷，磨削电机3和砂轮磨削头6是直接固定联接在一起，并可以根据需要控制电机3的转速以及更换不同型号的砂轮磨削头，铣削电机4和铣刀9是直接固定联接在一起，并可以根据需要控制电机4的转速以及更换不同型号的铣刀。

更具体的，上述金属熔积成形热源装置1与减材成形装置可以独立调节各自的加工参数，如金属熔积成形热源的功率、行走速度、运动轨迹以及各个减材装置的电机转速、刀具的型号、进给速度等可以通过数控代码或者外部程序独立控制，并根据需要调整加工工位和各个工位的加工参数，即通过支撑转盘多工位同步安装和异步动作的方式实现来实现整个增、减材的协调加工过程。

所述的金属熔积成形热源装置可以包括现在的多种热源形式的金属增材制造装置，所述的减材制造方式可以根据需求布置多种减材设备，如刷、铣、磨、钻以及其他的方式物理、化学的材料去除装置。整个装置的结构与布局可以根据需求进行必要的调整。

实施例2：

采用上述多工位复合的金属零件增减材复合制造方法，通过将增材和减材设备和装置同步安装到支撑转盘上并将支撑转盘固定在机床或者机器人的执行末端，通过支撑转盘的轴向转动来实现加工工位的转换来实现增材和减材复合的金属零件制造方法，具体如下：

如图1~图3所示：在支撑转盘6上布置一个金属熔积成形热源装置1，来实现金属材料的增材制造过程，通过在支撑转盘6上布置钢刷电机2和钢丝刷7，磨削电机3和砂轮磨削头8，铣削电机4和铣刀9来实现去除材料的和减材加工。其中钢刷电机2和钢丝刷7是直接固定联接在一起，并可以根据需要控制电机2的转速以及更换钢丝刷，磨削电机3和砂轮磨削头8是直接固定联接在一起，并可以根据需要控制电机3的转速以及更换不同型号的砂轮磨削头，铣削电机4和铣刀9是直接固定联接在一起，并可以根据需要控制电机4的转速以及更换不同型号的铣刀。通过控制增材装置和其它减材装置的工位顺序，可以实现增材和建材顺序加工或者间或的加工来实现金属零件的增减材复合制造。其中增材制造过程主要是通过热源来熔化金属材料并根据一定的熔积路径来实现零件的堆积成形；减材成形过程主要是通过的材料去除方法实现熔积后的形貌精整、结构控制、辅助工艺成形等成形过程，从而提高现有金属增材制造方式的成形精度和效率，或实现现有金属增材制造和减材制造方式难以独立完成的加工过程。

本实用新型的工作过程和工作原理为：

如图1~图3所示，在工作过程中所述的支撑转盘6固定联接在机床或者机器人的执行末端，通过轴向转动来变换加工工位，即采用多工位同步安装和异步按需动作的方式来实现增减材复合制造。其中通过金属熔积成形热源装置1加热的预定行走轨迹来实现材料的熔积增材成形，熔积过程或者零件成形后，根据工艺或者结构的需要变换到相应的减材加工工位来实现成形零件的局部或全面清理和精整的加工，增材和减材加工是根据需求顺序或者间或进行，从而完成金属零件的增、减的复合制造。各个增、减加工设备可以按照需求调节其位置和姿态，所有的动作过程可以通过外部的数控程序或者自定义程序进行控制。各个工位的加工顺序也是根据需求来利用数控代码或者外部程序自动调整。

通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改都在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。

Claims (5)

1.金属零件增减材多工位复合制造设备，其特征在于，它包括支撑转盘（6），所述支撑转盘（6）上安装有用于实现金属材料增材制造的金属熔积成形热源装置（1）、钢刷电机（2）、磨削电机（3）和铣削电机（4）；所述钢刷电机（2）的输出轴上安装有钢丝刷（7），所述磨削电机（3）的输出轴上安装有砂轮磨削头（8），所述铣削电机（4）的输出轴上安装有铣刀（9）。

2.根据权利要求1所述的金属零件增减材多工位复合制造设备，其特征在于：所述支撑转盘（6）通过执行主轴（5）固定安装在执行机构的输出轴上。

3.根据权利要求1所述的金属零件增减材多工位复合制造设备，其特征在于：所述金属熔积成形热源装置（1）采用电弧或激光热源，并与相应的送丝或送粉装置相配合。

4.根据权利要求2所述的金属零件增减材多工位复合制造设备，其特征在于：所述执行机构采用数控机床或者机器人。

5.根据权利要求1所述的金属零件增减材多工位复合制造设备，其特征在于：所述钢刷电机（2）、磨削电机（3）和铣削电机（4）采用调速电机。