本实用新型专利技术公开了一种复杂曲面零件的激光增减材一体化复合制造设备，涉及激光增减材复合机械加工技术领域。该设备包括底座、支架、横梁，激光熔覆装置和切削减材装置。其中支架上设置有既可以旋转又可以倾斜一定角度的工作台，能够加工制造修复复杂曲面零部件，扩大了可加工零部件范围。本设备实现在一台设备上对复杂曲面交替进行增材加工工艺和减材加工工艺操作，既可以用于激光熔覆金属3D直接打印成型零件，也可以用于单纯的零件机械加工，其次还可以增减材复合制造，实现激光增材制造表面与数控机床相当的表面质量和尺寸精度，本设备成功将激光增材制造和数控机床高精度制造工艺融为一体，提高了设备加工性能的综合性。提高了设备加工性能的综合性。提高了设备加工性能的综合性。
【技术实现步骤摘要】
一种复杂曲面零件的激光增减材一体化复合制造设备
[0001]本技术涉及激光增减材复合机械加工
，具体涉及一种复杂曲面零件的激光增减材一体化复合制造设备。
技术介绍
[0002]激光熔覆技术采用高能激光作为热源，通过激光与合金粉末同步作用于金属表面快速熔化，形成致密涂层。激光熔覆技术是一种高效的表面强化与再制造修复技术，具有与基体结合效果好、稀释率低等优点，在航空航天、交通等邻域的应用前景广泛。虽然激光熔覆技术可以修复并提高零部件表面性能，降低设备运行成本等优点，但也存在着加工精度不高，无法满足零件表面高精度要求等缺点，需要在激光熔覆加工之后进行切削加工，进而满足零件表面精度要求。目前已有公司研究出增减材一体化复合制造设备，但设备结构都较复杂，自由度低，不能进行三维加工，无法完成复杂曲面一体化复合制造要求，因此亟需一种可以进行三维加工增减材一体化复合制造设备，完成复杂曲面一体化复合制造要求。
技术实现思路
[0003]本申请实施例的目的在于提供一种复杂曲面零件的激光增减材一体化复合制造设备，其能在一台设备上实现复杂曲面增材加工工艺和减材加工工艺，既可以用于激光熔覆金属3D直接打印成型零件，也可以用于单纯的零件机械加工，其次还可以增减材复合制造。
[0004]为解决上述技术问题，本申请实施例提供如下技术方案:一种复杂曲面零件的激光增减材一体化复合制造设备,包括底座、支架、横梁，激光熔覆装置和切削减材装置。
[0005]所述底座包括工作支撑台和工作台，所述工作台设置在工作支撑台上部，所述底座两侧设置有Y轴移动导轨A、Y轴驱动装置A和Y轴移动导轨B、Y轴驱动装置B，所述Y轴驱动装置A用于驱动支架在所述Y轴移动导轨A上沿Y轴滑动，所述Y轴驱动装置B用于驱动支架在所述Y轴移动导轨B上沿Y轴滑动，所述Y轴驱动装置A和Y轴驱动装置B同步运动；所述支架下部分别与所述Y轴移动导轨A和Y轴移动导轨B配合，所述支架侧面设置有Z轴驱动装置，所述Z轴驱动装置用于驱动横梁在所述支架上沿着Z轴滑动；所述横梁侧面与所述支架上的驱动装置配合，所述激光熔覆装置安装在所述横梁上部，所述切削减材装置安装在所述横梁下部。
[0006]作为对上述技术方案的进一步设计：
[0007]进一步地，所述底座的两侧设置有收集装置。
[0008]进一步地，所述工作支撑台包括第一倾斜凹槽和第二倾斜凹槽，所述第一倾斜凹槽靠近所述收集装置方向的凹槽深度高于远离收集装置方向的凹槽深度，所述第二倾斜凹槽靠近所述收集装置方向的凹槽深度高于远离收集装置方向的凹槽深度；所述底座的侧面在正对所述凹槽的最深处设置有通孔，所述收集装置与所述通孔相连接，并用于将堆积的碎屑吸出。
[0009]进一步地，所述工作台包括圆盘和支撑缸，所述圆盘上部用于放置被加工零件，所述圆盘下部设置有第一凹槽和第二凹槽，所述支撑缸上部嵌入在所述第一凹槽，支撑缸内部设置有伺服电机一、联轴器一、以及轴一，所述伺服电机一通过所述联轴器一与所述轴一连接，所述轴一上部镶嵌在所述第二凹槽内。
[0010]进一步地，所述支撑缸下部设置有两个套筒，所述套筒与轴相连接，所述轴的两端分别连接有伺服电机A和伺服电机B。
[0011]进一步地，所述底座后部设置有电源装置。
[0012]进一步地，所述横梁包括激光X轴驱动装置，所述激光X轴驱动装置包括两个相同的传动系统，所述激光X轴驱动装置用于驱动所述激光熔覆装置在所述横梁上沿X轴滑动。
[0013]进一步地，所述横梁还包括切削X轴驱动装置，所述切削X轴驱动装置包括两个相同的传动系统，所述切削X轴驱动装置用于驱动所述切削减材装置在所述横梁上沿X轴滑动。
[0014]进一步地，所述激光X轴驱动装置、切削X轴驱动装置都包括联轴器、丝杠和电机，所述电机通过所述联轴器与所述丝杠连接。
[0015]进一步地，底座还包括箱体，所述箱体设置有控制面板，控制面板用于控制所述激光熔覆装置和所述切削减材装置移动到所需位置。
[0016]进一步地，所述激光熔覆装置设置有激光套筒，所述激光套筒设置有第一套筒本体、支撑板和第二套筒本体，所述激光套筒通过第一套筒本体和第二套筒本体与所述激光X轴驱动装置相连接件，所述支撑板用于支撑所述激光熔覆装置。
[0017]进一步地，所述激光熔覆装置为五轴机械臂。
[0018]进一步地，所述切削减材装置设置有切削套筒，所述切削套筒与所述切削X轴驱动装置相连接件。
[0019]进一步地，所述切削减材装置下部设置有线激光传感器、CCD相机、刀具接头装置以及刀具。
[0020]进一步地，所述底座后上部设置有刀库；所述切削装置底部设置有刀具接头装置，所述刀库用于给所述刀具接头装置更换刀具。
[0021]总体而言，与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0022]1.本技术通过圆盘和支撑缸装置、轴、固定安装在轴上伺服电机二和伺服电机三配合使用，能够实现工作台的旋转和倾斜运动，从而实现三维制造，完成对复杂曲面结构产品的加工。
[0023]2.本技术实现了具有高温、高速等高危险性加工机器的环境友好性设计。合理布置气密性防护罩，隔绝装备内工作环境与外部环境，提高加工质量以及操作人员安全性。
[0024]3.激光熔覆装置和数控切削装置设置在横梁上，并且设置在横梁上不同的驱动装上，实现激光熔覆装置和数控切削装置在机床上具有不同的X轴，可以对同一个零件同时进行不同的加工，提高了装备加工效率，同时完成不同方式加工要求。
[0025]4.将激光熔覆装置和数控切削装置设置在机床的同一个Y
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Z轴，完成切削加工后只需移动激光熔覆装置在X轴方向运动，就可以进行零件激光修复，大大提高加工效率，减少能量消耗。
[0026]5.本技术的激光熔覆装置和数控切削装置均采用可独立装拆的模块装置装配，与相应套筒间可实现简单装拆。当激光熔覆装置和数控切削装置需要修理或换新时，操作快速且简便。
附图说明
[0027]图1是本技术结构示意图。
[0028]图2是本技术中关键部件的结构示意图。
[0029]图3是本技术中底座立体结构示意图。
[0030]图4是本技术中底座俯视图。
[0031]图5是本技术中第一驱动装置正视图。
[0032]图6是本技术中工作台立体结构示意图。
[0033]图7是本技术中工作台的抛视主视图。
[0034]图8是本技术中传动部件的结构示意图。
[0035]图9是本技术中横梁的结构示意图。
[0036]图10是本技术中横梁的仰视图。
[0037]图11是本技术中套筒的机构视图。
[0038]图中各标号表示：1、底座；101、工作支撑台；1011、第一倾斜凹槽；1012、通孔；1013、第二倾斜凹槽；102、工作台；1021、伺服电机A；1022、联轴器A；102本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种复杂曲面零件的激光增减材一体化复合制造设备，其特征在于，包括底座(1)、支架(6)、横梁(7)，激光熔覆装置(8)和切削减材装置(9)，所述底座(1)包括工作支撑台(101)、工作台(102)和收集箱(108)，所述工作台(102)设置在工作支撑台(101)上部，所述收集箱(108)设置在底座(1)的两侧，所述底座(1)两侧设置有Y轴移动导轨A(103)、Y轴驱动装置A(106)和Y轴移动导轨B(107)、Y轴驱动装置B(109)，所述Y轴驱动装置A(106)用于驱动所述支架(6)在所述Y轴移动导轨A(103)上沿Y轴滑动，所述Y轴驱动装置B(109)用于驱动所述支架(6)在所述Y轴移动导轨B(107)上沿Y轴滑动，所述Y轴驱动装置A(106)和Y轴驱动装置B(109)同步运动；所述支架(6)下部分别与所述Y轴移动导轨A(103)和Y轴移动导轨B(107)配合，所述支架(6)侧面设置有Z轴驱动装置(601)，所述Z轴驱动装置(601)用于驱动所述横梁(7)在所述支架(6)上沿着Z轴滑动；所述横梁(7)侧面与所述支架(6)上的驱动装置配合，所述激光熔覆装置(8)设置有激光套筒(801)，所述激光熔覆装置(8)通过所述激光套筒(801)安装在所述横梁(7)上部，所述切削减材装置(9)安装在所述横梁(7)下部。2.根据权利要求1所述的一种复杂曲面零件的激光增减材一体化复合制造设备，其特征在于：所述底座(1)后部设置有电源装置(104)，所述底座(1)后上部设置有刀库(105)。3.根据权利要求1所述的一种复杂曲面零件的激光增减材一体化复合制造设备，其特征在于：所述工作支撑台(101)包括第一倾斜凹槽(1011)、通孔(1012)和第二倾斜凹槽(1013)，所述第一倾斜凹槽(1011)靠近所述工作台(102)方向的凹槽深度低于远离所述工作台(102)方向的凹槽深度，所述第二倾斜凹槽(1013)靠近所述工作台(102)方向的凹槽深度低于远离所述工作台(102)方向的凹槽深度；所述底座(1)的侧面在正对所述第一倾斜凹槽(1011)的最深处设置有所述通孔(1012)，所述通孔(1012)用于清理堆积的碎屑。4.根据权利要求1所述的一种复杂曲面零件的激光增减材一体化复合制造设备，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙文磊，吴文宁，陆靖，于江通，刘德明，刘立强，
申请(专利权)人：新疆大学，
类型：新型
国别省市：
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