[发明专利]一种增减材复合制造机床

说明书

技术领域

本发明属于机床设计领域，涉及一种增减材复合制造机床。

背景技术

随着航空航天、核能源、海洋工程制造业对精密复杂零部件的需求日益迫切，传统减材制造，如车削、铣削、刨削、钻削和磨削等减材加工机床已经无法实现复杂零部件的制造要求。目前兴起的增材制造技术，由于其具有灵活、高效、节能等特点虽然已经用于复杂零部件的制造，但增材制造设备成型的复杂零部件精度远低于实际要求，在成型后需要在减材加工机床上进行二次加工，导致加工效率低下、定位基准发生变化，延长了零部件的生产周期，影响复杂零部件的最终精度质量，易造成零部件无法使用或导致零部件结构需重新设计等问题；此外，减材加工对于零部件有可加工性要求，复杂零部件的加工往往比较困难，甚至不可能；这些都限制了增材制造在航空航天、核能源、海洋工程领域的发展与应用，这就是现有技术所存在的不足之处。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前精密复杂零部件加工过程所带来的问题，提供一种增减材复合制造机床，使增材加工和减材加工耦合到同一台机床，该机床进行复杂零部件的增材与减材制造，在不改变定位基准的条件下，使用同一台机床进行增材与减材加工制造，两者交互进行，并在减材加工过程中对刀具施加超声振动以及气体冷却，提高加工效率和零部件的精度与表面质量，最终实现精密零部件的高效、精密增减材一体化复合制造。

本发明采用的技术方案如下：

一种增减材复合制造机床，该增减材复合制造机床包含床身、工作台、主轴、数控系统、减材加工模块和增材制造模块；工作台位于所述床身中间，主轴位于所述工作台正上方，减材加工模块和增材制造模块分别位于床身两侧，与所述数控系统连接；

所述的减材加工模块包括刀库和刀具夹持与超声振动机构，与数控系统连接；通过数控系统控制刀具夹持与超声振动机构，实现从刀库自动取/放刀具为主轴自动安装/卸载刀具；

所述的增材制造模块包括激光头、喷嘴、激光头夹持机构、光纤、送粉器、激光器和冷却气体喷嘴，所述的喷嘴为同轴送粉喷嘴；送粉器连接到激光头，激光头再通过光纤与激光器连接，激光器和送粉器与所述数控系统连接；喷嘴安装在所述激光头上，激光头夹持机构安装在床身一侧，与数控系统连接，冷却气体喷嘴安装在所述床身上，通过冷却气对加工过程进行冷却；所述激光头通过数控系统控制激光头夹持机构，实现在主轴上自动安装/卸载。

与现有技术相比，本发明提出的一种增减材复合制造机床具有以下优点：

所述的一种增减材复合制造机床，通过减材加工和增材制造模块的增减材复合，可以最大程度地保证零部件一次完成复杂增材制造和精密减材加工成型。

本发明所述的一种增减材复合制造机床，可以在一次定位条件下，实现精密零部件的高效、精密增减材一体化复合制造，可以缩短生产周期，保证复杂零部件制造精度。

附图说明

附图是本发明的一种增减材复合制造机床示意图。

图中：1床身；2工作台；3主轴；4刀库；5刀具夹持与超声振动机构；6激光头；7喷嘴；8激光头夹持机构；9光纤；10送粉器；11激光器；12数控系统；13冷却气体喷嘴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行举实例详细说明，实施例：