The invention discloses a double mechanical arm laser plasma composite milling material increasing and decreasing manufacturing equipment, which is characterized in that it includes a forming sealing chamber, a protective gas cylinder, a special tool library, an integrated control system, a milling mechanical arm, a two-axis positioner, a molten pool monitoring system, an additive mechanical arm, a deposition additive system and a milling processing system. The invention combines the characteristics of plasma additive manufacturing and laser additive manufacturing, selectively uses plasma additive manufacturing and laser additive manufacturing, which can realize high efficiency and high quality processing of complex parts and expand its engineering application prospect. The invention also introduces high-speed milling, which can further improve the forming accuracy of parts and reduce the surface roughness. The invention can realize the manufacture of complex parts such as space curved surface and large-scale parts and the repair of large-scale components by adopting a double mechanical arm and a two-axis positioner cooperative working system.
【技术实现步骤摘要】
双机械臂激光-等离子复合铣削增减材制造设备与方法
本专利技术涉及金属零件增材制造
,尤其涉及一种双机械臂激光-等离子复合铣削增减材制造设备与方法。
技术介绍
当前,很多大型工程汽车轮胎模具磨损和损伤后不能报废,需要修复;航空发动机机匣、整体叶盘、涡轮叶片等高价值部件存在服役损伤问题需要修复,但修复效率、成本、质量等均存在短板;核电工程类螺栓拉伸机支撑环、大型水力部件、核级过滤器本体、应急柴油发电机冷却风机叶片等典型部件利用传统方法存在着制造成本高、无法修复等问题。金属增材制造
正在快速发展,但现有的工艺手段难以实现大型构件现场修复。激光与电子束增材制造方式存在着成本高,精度低、变形大、内部缺陷不易控制等问题,限制了其在大规模工程中的推广应用。激光铺粉+铣削增减材设备能成形精度高、质量好的零件,但存在无法成形大尺寸、效率低、成本高等问题。等离子沉积是增材制造技术的一种,是一个逐层叠加的加工过程,送料装置将丝材或者粉末材料送到高温的等离子束中进行熔融沉积,通过机械运动装置带动等离子焊炬扫描成型零件的截面区域以使粉末熔融沉积于上一层截面上,随后焊炬上升一定高度并重复熔融和扫描的过程,就实现了逐层堆积成型三维金属零件的功能。等离子沉积具有高效快速的优点,但是精度方面有所欠缺。激光沉积与等离子沉积原理相似,通过激光来对材料进行熔融沉积,具有高精度、性能好的特点,但是在成型效率上面不如等离子沉积高效。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服大型金属构件在线修复的困难,提供一种双机械臂激光- ...
【技术保护点】
1.一种双机械臂激光-等离子复合铣削增减材制造设备,其特征在于,包括成型密封室、保护气气瓶、特制刀具库、集成控制系统、铣削机械臂、两轴变位机、熔池监控系统、增材机械臂、沉积增材系统以及铣削加工系统;/n成型密封室设有密封接头,用于外部管线的接入;增材过程中由保护气气瓶通过密封接头向成型密封室内提供惰性气体进行保护;/n特制刀具库、两轴变位机、熔池监控系统、增材机械臂以及铣削机械臂均位于成型密封室内;增材机械臂和熔池监控系统位于两轴变位机的一侧,铣削机械臂位于两轴变位机另一侧;/n两轴变位机用于提供C轴和A轴方向的转动;/n两轴变位机设有加热垫,用于对加工零件进行加热;所述加热垫通过电缆与成型密封室外部的预热装置连接;预热装置使加热垫温度达到800℃;/n沉积增材系统包括等离子束送丝式焊炬、等离子束送粉式焊炬、送丝机、送粉器、等离子束焊机、激光熔覆头、激光器以及水冷机;等离子束送丝焊炬分别与送丝机和等离子束焊机相连接;等离子束送粉式焊炬分别与送粉器和等离子束焊机相连接;水冷机分别与等离子束焊机和激光器相连接;保护气气瓶分别与送粉器、等离子束焊机和激光熔覆头相连接;激光熔覆头分别与激光器、 ...
【技术特征摘要】
1.一种双机械臂激光-等离子复合铣削增减材制造设备,其特征在于,包括成型密封室、保护气气瓶、特制刀具库、集成控制系统、铣削机械臂、两轴变位机、熔池监控系统、增材机械臂、沉积增材系统以及铣削加工系统;
成型密封室设有密封接头,用于外部管线的接入;增材过程中由保护气气瓶通过密封接头向成型密封室内提供惰性气体进行保护;
特制刀具库、两轴变位机、熔池监控系统、增材机械臂以及铣削机械臂均位于成型密封室内;增材机械臂和熔池监控系统位于两轴变位机的一侧,铣削机械臂位于两轴变位机另一侧;
两轴变位机用于提供C轴和A轴方向的转动;
两轴变位机设有加热垫,用于对加工零件进行加热;所述加热垫通过电缆与成型密封室外部的预热装置连接;预热装置使加热垫温度达到800℃;
沉积增材系统包括等离子束送丝式焊炬、等离子束送粉式焊炬、送丝机、送粉器、等离子束焊机、激光熔覆头、激光器以及水冷机;等离子束送丝焊炬分别与送丝机和等离子束焊机相连接;等离子束送粉式焊炬分别与送粉器和等离子束焊机相连接;水冷机分别与等离子束焊机和激光器相连接;保护气气瓶分别与送粉器、等离子束焊机和激光熔覆头相连接;激光熔覆头分别与激光器、水冷机和送粉器相连接;
增材机械臂通过定制快接法兰盘进行激光熔覆头、等离子送粉式焊炬和等离子送丝式焊炬装夹切换;
铣削加工系统包括空气压缩机、高速电主轴、刀夹和高速铣削刀具;铣削机械臂通过法兰盘与高速电主轴相连接;高速电主轴通过刀夹对高速铣削刀具进行装夹切换;空气压缩机与高速电主轴相连接;
所述等离子束送丝焊炬、等离子送粉式焊炬、激光熔覆头和高速铣削刀具均设置于特制刀具库内;
熔池监控系统搭载有高速相机、红外相...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨永强,翁昌威,李阳,秦文韬,宋长辉,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:发明
国别省市:广东;44
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