The invention relates to the field of increasing and decreasing materials, in particular to an apparatus and a method for applying ultrasonic cutting to the composite manufacturing of powder Expanded wood. Work table is installed in the middle position of the front part of the bed body and arranged horizontally, table within the molding cavity, forming cavity can move up and down along the vertical direction, forming the cavity mounting substrate or on a substrate for manufacturing composite materials; powder laying device installed on the operating table, is located at the end just above the workbench; a laser generator and a laser scanning system is fixed on the front part of the bed body; powder supply device is located outside the bed; the knife is located in the front side of the bed, the knife is arranged in the tool; the main axis is installed in the front part of the bed body, sliding rail sliding along the X, Y, Z three direction, increasing material manufacturing in Taiwan work spindle at one end, to reduce the material processing spindle to worktable is installed on the lower part of the tool spindle, ultrasonic cutting device is arranged between the cutter and spindle; lower powder recovery device arranged on the table.
【技术实现步骤摘要】
将超声切削应用于铺粉式增减材复合制造中的设备及加工方法
本专利技术涉及增减材制造领域,具体为一种将超声切削应用于铺粉式增减材复合制造中的设备及加工方法。
技术介绍
金属零件的传统制造工艺主要是通过车削、铣削等机械减材加工方式对原材料进行去除,最终得到满足质量和精度要求的零件,不仅浪费材料而且难以加工出复杂曲面的零件;增材制造则是将三维实体离散为若干个二维平面,通过逐层叠加材料进行生产,最终形成三维零件,能够有效的减少原材料的浪费,并且可以加工任意形状的复杂零件,缺点是工件的表面质量较差,精度也难以达到要求。采用增减材复合制造将二者结合起来,在增材制造一定层数后引入减材工艺,实时对沉积材料进行高精度的减材加工,弥补了纯增材工件表面质量差,尺寸精度低的问题,同时又能成形传统减材工艺不能制造的复杂几何形状零件。因此是一种发展潜力巨大的加工方法。增减材复合制造工艺中的增材制造过程是利用高能束熔化金属成形材料,它以高能移动热源沿着规划好的路径逐步进行扫描,刚完成增材成形后的材料温度较高,而出于生产效率的考量,后续减材加工往往需要在增材成形材料尚有余热的条件下进行加工,这种增材残余的温度场在减材过程中会加剧刀具的磨损。另外由于传统切削液会影响增材制造过程,因此在整个增减材成形过程中不能使用切削液,使得切削产生的热量不能被及时带走,进一步提高了刀具切削刃的温升,这些问题都严重影响后续减材过程中刀具的使用寿命以及工件的加工精度与表面质量。超声切削的优点在于:1)切削温度低。超声切削过程中刀具前刀面不是始终与工件保持接触状态,而是处于有规律的接触、分离状态,刀具与工件的作用 ...
【技术保护点】
一种将超声切削应用于铺粉式增减材复合制造中的设备,其特征在于所述的设备包括:刀具(1)、刀库(2)、工作台(3)、床身、主轴(6)、激光扫描系统(7)、激光发生器(8)、供粉装置(9)、铺粉装置、超声切削装置(5)和粉末回收装置(14);所述的工作台(3)装于床身前部中间位置并水平设置,工作台(3)内有成型腔(4),成型腔(4)可沿竖直方向上下移动,成型腔(4)内可安装基板,增减材复合制造在基板上进行;所述的铺粉装置安装在工作台(3)上,位于工作台(3)的一端;激光发生器(8)与激光扫描系统(7)固定于床身前部的正上方;供粉装置(9)位于床身外侧;刀库(2)位于床身前部一侧,刀库(2)内装有刀具(1);所述的主轴(6)装于床身前部,可沿X、Y、Z三个方向的滑动导轨滑动,增材制造时主轴(6)位于工作台(3)一端,减材加工时主轴(6)移动至工作台(6)正上方,主轴(6)下部安装刀具(1),刀具(1)与主轴(6)之间安装有超声切削装置(5);所述的粉末回收装置(14)设置于工作台(3)的下部。
【技术特征摘要】
1.一种将超声切削应用于铺粉式增减材复合制造中的设备,其特征在于所述的设备包括:刀具(1)、刀库(2)、工作台(3)、床身、主轴(6)、激光扫描系统(7)、激光发生器(8)、供粉装置(9)、铺粉装置、超声切削装置(5)和粉末回收装置(14);所述的工作台(3)装于床身前部中间位置并水平设置,工作台(3)内有成型腔(4),成型腔(4)可沿竖直方向上下移动,成型腔(4)内可安装基板,增减材复合制造在基板上进行;所述的铺粉装置安装在工作台(3)上,位于工作台(3)的一端;激光发生器(8)与激光扫描系统(7)固定于床身前部的正上方;供粉装置(9)位于床身外侧;刀库(2)位于床身前部一侧,刀库(2)内装有刀具(1);所述的主轴(6)装于床身前部,可沿X、Y、Z三个方向的滑动导轨滑动,增材制造时主轴(6)位于工作台(3)一端,减材加工时主轴(6)移动至工作台(6)正上方,主轴(6)下部安装刀具(1),刀具(1)与主轴(6)之间安装有超声切削装置(5);所述的粉末回收装置(14)设置于工作台(3)的下部。2.根据权利要求1所述的将超声切削应用于铺粉式增减材复合制造中的设备,其特征在于所述的铺粉装置包括:刮板(10)、传感器(11)和粉槽(12);粉槽(12)通过导轨装于工作台(3)的上部,并可沿工作台(3)横向移动;装于粉槽(12)侧部的刮板(10)均匀的将粉槽(12)中的金属粉末均匀的铺到工作台(3)内的成型腔(4)上;设置于粉槽(12)内的传感器(11)对粉槽(12)内的粉量进行监测,当粉料少于一定值时,传感器(11)发出信号,供粉装置(9)对粉槽(12)供粉;工件制造完成后,从粉末回收装置(14)中回收粉末。3.根据权利要求3所述的将超声切削应用于铺粉式增减材复合制造中的设备,其特征在于所述的超声切削装置(5)包括:超声发生器(15)、超声换能器(16)、变幅杆(17);超声发生器(15)安装在主轴(6)上,减材加工过程中超声换能器(16)与变幅杆(17)和刀具(1)装于一体一同装在主轴(6)的下部。4.权利要求1所述将超声...
【专利技术属性】
技术研发人员:白倩,张璧,杨秀轩,
申请(专利权)人:大连理工大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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