一种多轴线及轴线可变零构件的快速成形方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多轴线及轴线可变零构件的快速成形装置，包括固定底座、第一立柱、龙门吊、复合移动平台、工作台、旋转横梁、联动横梁等；旋转横梁相对于龙门吊横梁水平移动；联动横梁相对于旋转横梁旋转；增材模块和磨削减材模块相对于联动横梁同步水平移动；龙门吊横梁相对于龙门吊立柱上下移动；复合移动平台相对于固定底座可水平移动，工作台至少两个端部外侧设置有第一立柱，第一立柱固定在复合移动平台上，工作台相对于第一立柱可倾斜运动。本发明专利技术具有结构紧凑等优点。发明专利技术具有结构紧凑等优点。发明专利技术具有结构紧凑等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种多轴线及轴线可变零构件的快速成形方法及装置


[0001]本专利技术涉及桌面型激光增/减材加工设备领域，尤其涉及一种多轴线及轴线可变零构件的快速成形方法及装置。

技术介绍

[0002]随着我国经济体系的快速发展，作为代表机械工业(从日常生活到航空、航天、航海及国防事业)发展重要基础的回转体类零构件的使用量逐年递增。从具体加工技术及方法角度来说：
⑴
减材加工的精度较高，但耗能、耗时、耗材程度同样较高，且在薄壁件加工时的成品率较低；
⑵
等材加工的效率较高、能耗较低、原材料的损耗也较少，但其毛坯件制备过程复杂、模具的设计制造成本较高，且难以满足特殊结构的小批量定制化服务要求；
⑶
增材制造技术可满足零构件加工的大量特殊要求，且可完成复杂结构的高效成形，但加工精度和加工表面质量问题仍难以解决。因此，增/减材复合制造技术应运而生，以期实现复杂回转体零构件成形过程的高效率、高精度、低损耗、低成本、高柔性化等综合性需求。
[0003]现有的桌面型增/减材复合制造装备，常将增材与减材加工划分成两个较独立环节。虽然可减少零部件装夹次数、缩短加工流程、提高加工精度与效率，还在一定程度上避免了增材与减材两个加工工序之间的干涉问题。但是，这会造成装备的整体尺寸偏大，加工总耗能与总耗时中的较高比例均损失在工位往复转换环节，同时也难以实现轴向尺寸较大的零构件内壁，以及回转体半径具非线性变化特征的复杂零构件内外壁表面的精密加工。
[0004]在增/减材复合加工过程中，工作台只能实现平移或者旋转运动，在加工特殊变化直径的回转体零件时操作复杂，加工效率低。另一方面，在切削或磨削时会产生大量的细小的废屑。如果包含多工位复合制造设备的复杂传动系统中未进行针对性的密封设计，大量废屑极易伴随润滑油吸附、堆积、堵塞在传动件间的啮合部位，造成严重磨损，导致传动及加工精度下降、关键精密零配件与装备整体的服役寿命缩短、维修维护费用增大，严重时工作台甚至会出现咬死的现象。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种多轴线及轴线可变零构件的快速成形方法及装置，该装置结构紧凑、尺寸大小适中便于移动，加工方式多样且灵活可变，布局合理可实现增/减材多工位同步加工互不干涉，充分考虑了传动系统运行全过程以及增/减材加工全过程的可靠性与安全性问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种多轴线及轴线可变零构件的快速成形装置，包括固定底座、第一立柱、龙门吊、增材模块、复合移动平台、磨削减材模块、工作台、第一连接件、联动横梁、旋转横梁；所述龙门吊包括龙门吊横梁和龙门吊立柱，龙门吊立柱位于龙门吊横梁两端且固定于固定底座上；所述龙门吊立柱内设有用于驱动龙门吊横梁上下移动的第一驱动机构；所述复合移动平台包括上移动台和下移动台，所述固定底座内设有第二驱动机构和第三驱动机构，所
述下移动台连接于上移动台的下方且在第三驱动机构驱动下相对于固定底座可水平移动，所述上移动台在第二驱动机构驱动下相对于固定底座可水平移动，所述上移动台和下移动台的水平移动方向互相垂直；所述龙门吊横梁内设有第七驱动机构，所述旋转横梁在第七驱动机构的驱动下相对于龙门吊横梁水平移动；所述联动横梁设置于旋转横梁下方，所述旋转横梁内设有第四驱动机构，所述第四驱动机构用于驱动联动横梁相对于旋转横梁旋转；所述增材模块和磨削减材模块设置于联动横梁下方，所述联动横梁内设有第六驱动机构，所述第六驱动机构用于驱动增材模块和磨削减材模块相对于联动横梁同步水平移动，且所述增材模块和磨削减材模块分别对工作台上的工件进行增材加工和减材加工；工作台至少两个端部外侧分别对应设置有所述第一立柱，所述第一立柱固定于上移动台上，所述第一立柱内设有用于驱动工作台端部上下移动的第五驱动机构，所述第五驱动机构通过第一连接件与工作台的端部连接，工作台不同端部向上或向下移动的位移不相等，使工作台倾斜。
[0008]作为上述技术方案的进一步改进：
[0009]所述固定底座包括上底座，所述第三驱动机构位于上底座内，包括第三驱动电机和X向滚珠丝杠；所述下移动台包括下平板和位于下平板下方的多个连接板，所述上底座设有供连接板穿过的条形孔，所述连接板的下部与X向滚珠丝杠连接，其中一所述X向滚珠丝杠由第三驱动电机驱动，连接板下部的X向滚珠丝杠与连接板相对应的条形孔错位设置；
[0010]所述上移动台包括上平板和位于上平板下方的下滑块，所述下平板上部开设有导向槽，所述下滑块与导向槽滑动配合。
[0011]所述第一连接件包括球销座、球头销、连接杆，所述球销座一端与工作台一端部连接，另一端与球头销连接配合，所述连接杆套设于球头销外，所述第五驱动机构与连接杆连接。
[0012]所述第五驱动机构包括第五驱动电机、第五支撑座、第五滚珠丝杠和第五丝杠连接件，所述第五滚珠丝杠竖直设置，所述第五驱动电机用于驱动第五滚珠丝杠旋转，所述第五支撑座支撑在第五滚珠丝杠两端，所述第五丝杠连接件套设在第五滚珠丝杠外，所述第五丝杠连接件自第一立柱内延伸至第一立柱外并与第一连接件连接；所述第一立柱在靠近工作台一侧开设有前槽，所述第五丝杠连接件穿过前槽与连接杆铰接，所述第五滚珠丝杠与前槽错位设置。
[0013]所述装置还包括至少两个伸缩杆、伸缩杆固定块、侧板、固定板，所述第二驱动机构包括第二驱动电机和Y向滚珠丝杠，所述伸缩杆固定块、固定板、第二驱动机构均分别设置于上底座相对的两侧，所述上移动台通过伸缩杆与伸缩杆固定块连接；所述伸缩杆固定块两端分别与固定板套接所述，第二驱动电机固定于上底座的侧面挖孔内，且通过固定板将侧面挖孔进行密封，所述第二驱动电机与Y向滚珠丝杠连接并驱动Y向滚珠丝杠转动，所述Y向滚珠丝杠驱动伸缩杆固定块水平移动。
[0014]所述第六驱动机构包括第六驱动电机、第六支撑座、第六滚珠丝杠和联轴器，两个旋转方向相反的第六滚珠丝杠水平设置并且通过联轴器连接，所述第六驱动电机用于驱动第六滚珠丝杠旋转，所述第六支撑座支撑在第六滚珠丝杠端部，增材模块和磨削减材模块分别连接于两第六滚珠丝杠上。
[0015]所述磨削减材模块包括砂轮立柱、位于砂轮立柱外且用于铣削或磨削工件侧面的
小砂轮，以及位于砂轮立柱内的砂轮电机、砂轮摆动轴和砂轮摆动柱，所述砂轮电机驱动水平设置的砂轮摆动轴转动以带动小砂轮摆动，所述砂轮摆动柱上下两端分别与砂轮摆动轴、小砂轮连接。
[0016]所述旋转横梁开设有贯通旋转横梁上下表面的旋转腔，所述旋转腔底部周向水平设有悬挂固定环；所述第四驱动机构包括圆盘锥齿轮、主动圆锥齿轮、悬挂架和滚动轴承以及第四驱动电机，所述悬挂架放置于悬挂固定环上，所述悬挂架外壁通过滚动轴承与旋转腔内壁配合连接，所述圆盘锥齿轮固定于悬挂架上并与主动圆锥齿轮相配合，所述第四驱动电机驱动主动圆锥齿轮旋转带动悬挂架旋转，联动横梁固定于悬挂架下部。
[0017]所述悬挂架包括悬挂支撑部，在所述悬挂支撑部上、下表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多轴线及轴线可变零构件的快速成形装置，其特征在于：包括固定底座(1)、第一立柱(3)、龙门吊(4)、增材模块(7)、复合移动平台、磨削减材模块(8)、工作台(9)、第一连接件(20)、联动横梁(27)、旋转横梁(90)所述龙门吊(4)包括龙门吊横梁(41)和龙门吊立柱(42)，龙门吊立柱(42)位于龙门吊横梁(41)两端且固定于固定底座(1)上；所述龙门吊立柱(42)内设有用于驱动龙门吊横梁(41)上下移动的第一驱动机构(17)；所述复合移动平台包括上移动台(5)和下移动台(6)，所述固定底座(1)内设有第二驱动机构(15)和第三驱动机构(16)，所述下移动台(6)连接于上移动台(5)的下方且在第三驱动机构(16)驱动下相对于固定底座(1)可水平移动，所述上移动台(5)在第二驱动机构(15)驱动下相对于固定底座(1)可水平移动，所述上移动台(5)和下移动台(6)的水平移动方向互相垂直；所述龙门吊横梁(41)内设有第七驱动机构(43)，所述旋转横梁(90)在第七驱动机构(43)的驱动下相对于龙门吊横梁(41)水平移动；所述联动横梁(27)设置于旋转横梁(90)下方，所述旋转横梁(90)内设有第四驱动机构(22)，所述第四驱动机构(22)用于驱动联动横梁(27)相对于旋转横梁(90)旋转；所述增材模块(7)和磨削减材模块(8)设置于联动横梁(27)下方，所述联动横梁(27)内设有第六驱动机构(18)，所述第六驱动机构(18)用于驱动增材模块(7)和磨削减材模块(8)相对于联动横梁(27)同步水平移动，且所述增材模块(7)和磨削减材模块(8)分别对工作台(9)上的工件进行增材加工和减材加工；所述工作台(9)至少两个端部外侧分别对应设有所述第一立柱(3)，所述第一立柱(3)固定于上移动台(5)上，所述第一立柱(3)内设有用于驱动工作台(9)端部上下移动的第五驱动机构(19)，所述第五驱动机构(19)通过第一连接件(20)与工作台(9)的端部连接，工作台(9)不同端部向上或向下移动的位移不相等，使工作台(9)倾斜。2.根据权利要求1所述的快速成形装置，其特征在于：所述固定底座(1)包括上底座(101)，所述第三驱动机构(16)位于上底座(101)内，包括第三驱动电机(161)和X向滚珠丝杠(162)；所述下移动台(6)包括下平板(601)和位于下平板(601)下方的多个连接板(602)，所述上底座(101)设有供连接板(602)穿过的条形孔(1011)，所述连接板(602)的下部与X向滚珠丝杠(162)连接，其中一所述X向滚珠丝杠(162)由第三驱动电机(161)驱动，连接板(602)下部的X向滚珠丝杠(162)与连接板(602)相对应的条形孔(1011)错位设置；所述上移动台(5)包括上平板(501)和位于上平板(501)下方的下滑块(502)，所述下平板(601)上部开设有导向槽(6011)，所述下滑块(502)与导向槽(6011)滑动配合。3.根据权利要求1所述的快速成形装置，其特征在于：所述第一连接件(20)包括球销座(201)、球头销(202)、连接杆(203)，所述球销座(201)一端与工作台(9)一端部连接，另一端与球头销(202)连接配合，所述连接杆(203)套设于球头销(202)外，所述第五驱动机构(19)与连接杆(203)连接。4.根据权利要求3所述的快速成形装置，其特征在于：所述第五驱动机构(19)包括第五驱动电机(191)、第五支撑座(192)、第五滚珠丝杠(193)和第五丝杠连接件(194)，所述第五滚珠丝杠(193)竖直设置，所述第五驱动电机(191)用于驱动第五滚珠丝杠(193)旋转，所述第五支撑座(192)支撑在第五滚珠丝杠(193)两端，所述第五丝杠连接件(194)套设在第五
滚珠丝杠(193)外，所述第五丝杠连接件(194)自第一立柱(3)内延伸至第一立柱(3)外并与第一连接件(20)连接；所述第一立柱(3)在靠近工作台(9)一侧开设有前槽，所述第五丝杠连接件(194)穿过前槽与连接杆(203)铰接，所述第五滚珠丝杠(193)与前槽错位设置。5.根据权利要求1至4中任一项所述的快速成形装置，其特征在于：所述装置还包括至少两个伸缩杆(10)、伸缩杆固定块(12)、侧板(13)、固定板(14)，所述第二驱动机构(15)包括第二驱动电机(151)和Y向滚珠丝杠...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖罡，仪传明，杨钦文，李时春，戴璐祎，詹海鸿，
申请(专利权)人：江西应用科技学院，
类型：发明
国别省市：