一种增/减/等材复合制造一体化装备及方法技术

本发明专利技术提供一种增/减/等材复合制造一体化装备及方法。装备包括增材单元、减材单元、超声滚压单元和数控单元。增材单元与集成在机床主轴箱正面的电机丝杠直行机构共同作用，进行激光熔覆增材制造；减材单元对增材制造工件进行铣削减材加工；超声滚压单元与集成在机床主轴箱侧面的电机丝杠直行机构共同作用，对铣削减材后的工件进行超声滚压等材强化加工；数控单元控制工作台的移动以及增材、减材、等材加工相关设备的开启与结束。本发明专利技术充分利用电机丝杠直行机构和数控加工中心的集成优势，可以在数控加工中心上通过增材、减材和等材的不同工艺组合，高效灵活地复合制造出全尺寸范围内耐磨损性能高、耐腐蚀性能强及力学性能优的高性能零件。性能零件。性能零件。

【技术实现步骤摘要】
一种增/减/等材复合制造一体化装备及方法


[0001]本专利技术涉及先进制造
，具体而言，尤其涉及一种增/减/等材复合制造一体化装备及方法。

技术介绍

[0002]在制造业不断向新型制造领域挺进的时代背景下，上世纪80年代末期增材制造技术应运而生。增材制造技术相对于传统的制造技术，具有可定制、加工效率高、成形快、成本低、柔性和绿色制造等优势。增材制造是将零件的CAD数据切片分层，采用自下而上逐面堆积材料的方法进行制造实体零件的技术。现今，增材制造技术正逐渐成为国家战略产业日益关注的核心技术，可以满足许多领域日益增长的需求，如航空航天、生物医疗、建筑和汽车等领域。这种技术不仅缩短了工作时间、节省了原材料，而且逐渐向自动化的生产方式发展，大大减少了劳动成本。近年来，金属增材制造技术得到越来越广泛的发展和创新。金属增材制造是以零件的CAD模型为基础，通过大功率的热源熔融并快速凝固制造。金属增材制造按照不同的热源可分为激光增材制造、电子束增材制造和电弧增材制造，原材料主要为颗粒粉末和金属丝材。然而，由于工艺参数、外部加工环境以及加工轨迹的变化，金本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增/减/等材复合制造一体化装备，其特征在于，包括：数控单元以及与数控单元相连的增材单元、减材单元和超声滚压单元，所述数控单元用于实现增材单元、减材单元和超声滚压单元的运行；所述增材单元包括激光熔覆头(29)，所述激光熔覆头(29)与集成在机床主轴箱(12)正面的第一电机丝杠直行机构相连，所述第一电机丝杠直行机构用于驱动激光熔覆头(29)进行升降，通过激光熔覆头(29)在机床上的基板(4)上进行增材熔覆加工；所述减材单元安装在机床上，用于对已增材熔覆工件表面进行铣削减材加工；所述超声滚压单元包括超声滚压执行装置(21)，所述超声滚压执行装置(21)与集成在机床主轴箱(12)侧面的第二电机丝杠直行机构相连，所述第二电机丝杠直行机构用于驱动超声滚压执行装置(21)进行升降，通过超声滚压执行装置(21)对铣削减材后的工件表面进行超声滚压等材强化加工。2.根据权利要求1所述的增/减/等材复合制造一体化装备，其特征在于，所述数控单元包括底座(1)、工作台(2)、控制中心(7)、X/Y轴移动台(8)、主轴箱(12)、主轴(13)和换刀装置(15)；所述X/Y轴移动台(8)安装在底座(1)上，工作台(2)安装在X/Y轴移动台(8)上并位于底座(1)上方，基板(4)通过夹具(5)装夹到未熔粉末回收箱(3)上，未熔粉末回收箱(3)位于工作台(2)的正上方，用于回收增材熔覆加工过程的未熔颗粒；所述主轴箱(12)与主轴(13)相连，所述换刀装置(15)用来存放和替换所述减材单元的铣削刀具(14)；所述X/Y轴移动台(8)、主轴箱(12)、主轴(13)和换刀装置(15)的信号输入端均与控制中心(7)连接，受控制中心(7)的控制。3.根据权利要求2所述的增/减/等材复合制造一体化装备，其特征在于，所述的增材单元还包括放置于机床一侧的同轴送粉器(9)、水冷机(10)和激光发射器(11)，所述同轴送粉器(9)、水冷机(10)、激光发射器(11)分别通过管路与激光熔覆头(29)连通，并且所述水冷机(10)还通过管路与激光发射器(11)连通；所述同轴送粉器(9)具有双通道送粉喷头，用于为激光熔覆头(29)提供激光熔覆粉末，并将保护气体输送至基板(4)表面形成气体保护环境；所述水冷机(10)用于激光发射器(11)和激光熔覆头(29)的水循环冷却控温，以保持其可以长时间正常工作；所述激光发射器(11)用于发射激光，并通过光纤进入激光熔覆头(29)的聚焦镜聚焦出光；所述同轴送粉器(9)、水冷机(10)和激光发射器(11)的信号输入端均与控制中心(7)连接，受控制中心(7)的控制。4.根据权利要求2所述的增/减/等材复合制造一体化装备，其特征在于，所述减材单元包括冷却管(6)和铣削刀具(14)，所述铣削刀具(14)未使用时存放在换刀装置(15)上，使用时装夹在主轴(13)上，用于对已增材熔覆工件表面进行铣削减材加工；所述冷却管(6)与主轴箱(12)相连，用于对铣削减材加工进行同步冷却。5.根据权利要求2所述的增/减/等材复合制造一体化装备，其特征在于，所述超声滚压单元还包括放置于机床另一侧的超声波发射处理装置(16)，所述超声波发射处理装置(16)通过管路与超声滚压执行装置(21)连通；所述超声波发射处理装置(16)的信号输入端与控制中心(7)连接，受控制中心(7)的控制。6.根据权利要求2所述的增/减/等材复合制造一体化装备，其特征在于，所述第一电机
丝杠直行机构和第二电机丝杠直行机构的结构相同，包括伺服电机(18)、弹性联轴器(19)、固定座(20)、增等材工具头安置架(22)、滑台(23)、滑轨(24)、深沟球轴承(25)、支撑座(26)、滚珠丝杠(27)、直行机构连接架(28)和丝杠螺母(30)；所述直行机构连接架(28)...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐庆钟，邱志豪，周健，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：