[发明专利]一种机械减材和激光增材同步加工装置及方法

说明书

本发明提供了一种机械减材和激光增材同步加工装置及方法，该装置适于设置在待加工工件的上方，机械减材和激光增材同步加工装置包括：激光头、送粉头、固定座、铣削刀具和吸尘管，激光头适于发射激光束并照射待加工工件的表面；送粉头设置在激光头靠近待加工工件的一侧，送粉头靠近待加工工件的一侧沿周向均匀设置有多个送粉喷嘴，并适于将粉末喷射至激光束的焦点处；固定座沿激光头的长度方向设置于其一侧；铣削刀具和吸尘管设置在固定座上，且铣削刀具和吸尘管设置在靠近待加工工件的一侧，铣削刀具与激光束的中心线平行设置，吸尘管的管口朝向铣削刀具设置。本发明解决了减材过程中碎屑较多，影响待加工工件的质量的问题。

技术领域

本发明涉及金属零件增减材制造技术领域，具体而言，涉及一种机械减材和激光增材同步加工装置及方法。

背景技术

增材制造技术作为目前制造业高端智能装备的重要应用技术之一，反映了一个国家的工业制造水平，有效地弥补了传统基于数控加工减材制造技术对复杂零件成形效率低和非一体化成形的缺点。但随着智能装备对零件成形尺寸公差及表面光洁度的进一步提高，单纯利用增材制造技术方法制造的零部件并非能满足产品的设计精度，通常仍须采用传统减材制造的方法进一步加工，而特定零件的成形过程依次采用增材制造设备和减材制造设备的简单组合，不仅设备的占地面积大、制造成本高，也降低了产品成形的效率。因此，开发一种机械减材和激光增材同步加工装置对充分利用两种技术的优势，提高产品的成形效率和成形质量尤为重要。

现有技术中，机械减材和激光增材同步加工装置大多采用加工中心上的刀具切换装置，将减材刀具和增材成形组件进行切换，该方法虽然能在一定程度上提高产品的成形效率，但是目前的机械减材加工基本都是铣削加工，在铣削加工的过程中，产生的碎屑会飞溅到待加工工件的表面，重新进入熔池而形成裂纹，严重影响待加工工件的质量。

发明内容

本发明解决的问题是现有技术中机械减材过程中产生的碎屑较多，从而对待加工工件增材制造层的质量造成影响。

为解决上述问题，本发明提供一种机械减材和激光增材同步加工装置，所述机械减材和激光增材同步加工装置适于设置在待加工工件的上方，所述机械减材和激光增材同步加工装置包括：激光头、送粉头、固定座、铣削刀具和吸尘管，其中，

所述激光头适于发射激光束并照射所述待加工工件的表面；

所述送粉头设置在所述激光头靠近所述待加工工件的一侧，所述送粉头靠近所述待加工工件的一侧沿周向均匀设置有多个送粉喷嘴，并适于将粉末喷射至所述激光束的焦点处；

所述固定座沿所述激光头的长度方向设置于其一侧；

所述铣削刀具和所述吸尘管设置在所述固定座上，且所述铣削刀具和所述吸尘管设置在靠近所述待加工工件的一侧，所述铣削刀具与所述激光束的中心线平行设置，所述吸尘管的管口朝向所述铣削刀具设置。

优选地，所述吸尘管包括直管段和弯管段，所述吸尘管的管口设置在所述弯管段上，所述吸尘管的管口由平面端和弧形端组成，所述管口的弧形端设置在靠近所述待加工工件的一侧，所述管口的平面端设置在远离所述待加工工件的一侧，所述管口的平面端和所述管口的弧形端形成截面形状呈“D”形的管口，且所述弯管段远离所述管口一侧的截面形状和所述直管段的截面形状均呈圆形，所述直管段和所述弯管段平滑连接。

优选地，所述固定座与所述激光头滑动连接，以使所述激光头相对所述固定座沿竖直方向运动。

优选地，所述固定座和所述激光头的连接处设置有至少一组紧固组件。

优选地，所述固定座和所述激光头的连接处开设有适于容纳所述紧固组件的凹槽，所述凹槽包括第一凹槽和第二凹槽，所述固定座上开设所述第一凹槽，所述激光头上开设所述第二凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽连通配合形成所述凹槽。

优选地，每组所述紧固组件均包括紧固螺栓和两个紧固夹块，其中，