機(jī)床用多軸復(fù)合裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)床用多軸復(fù)合裝置，屬于快速成型與機(jī)械加工裝備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印技術(shù)已經(jīng)成為全球研究的熱點(diǎn)，有的媒體將3D打印技術(shù)喻為第三次工業(yè)革命。3D打印這種數(shù)字化制造模式不需要復(fù)雜的工藝、龐大的機(jī)床和眾多的人力，直接從計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)中便可打印出任何形狀的三維零件，使生產(chǎn)制造更加靈活快捷。3D打印技術(shù)可以快速加工出傳統(tǒng)方法難以制造的零件，對(duì)于復(fù)雜零部件而言具有極大的優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)勢(shì)使得3D打印成為一種技術(shù)趨勢(shì)，已經(jīng)在建筑設(shè)計(jì)、醫(yī)療輔助、工業(yè)設(shè)計(jì)、航空航天、食品和動(dòng)漫模型等領(lǐng)域均具有了廣泛的應(yīng)用。但是，目前3D打印機(jī)的實(shí)際使用仍屬于快速成型范疇，據(jù)統(tǒng)計(jì)，3D打印機(jī)生產(chǎn)的產(chǎn)品中，80 %依舊是產(chǎn)品原型，僅有20 %是最終產(chǎn)品。目前存在的主要問(wèn)題是打印效率和加工精度之間的矛盾，要獲得高精度的打印質(zhì)量，需要切片較薄，這導(dǎo)致打印效率很低。而要提高打印效率，則打印精度和表面光潔度度較差，還需要進(jìn)行后續(xù)的表面處理。另外，具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的3D打印物品的內(nèi)腔在打印完畢后難于做進(jìn)一步處理，其表面質(zhì)量難于保證，目前這些存在的缺陷嚴(yán)重限制了 3D打印的實(shí)際應(yīng)用。
[0003]研究開(kāi)發(fā)具有高剛度、高精度和高效率的機(jī)床用多軸復(fù)合裝置，實(shí)現(xiàn)3D打印和銑削的復(fù)合工藝，首先利用3D打印快速制造出一層，然后通過(guò)銑削保證尺寸精度和表面質(zhì)量，通過(guò)這種方式，在保證加工質(zhì)量的同時(shí)，大大提高了加工效率，對(duì)于推動(dòng)3D打印裝備的創(chuàng)新開(kāi)發(fā)，特別是對(duì)于推動(dòng)3D打印技術(shù)的發(fā)展和提高3D打印產(chǎn)品的實(shí)用化具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種能克服上述缺陷、獲得高加工精度和高修整效率的機(jī)床用多軸復(fù)合裝置。其技術(shù)方案為:
[0005]一種機(jī)床用多軸復(fù)合裝置，包括A軸底座、兩端設(shè)有端軸的A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)、A軸驅(qū)動(dòng)裝置、B軸驅(qū)動(dòng)裝置和B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)，其中A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)端軸支撐在A軸底座上，A軸驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)力輸出軸與其中的一個(gè)端軸固定連接，帶動(dòng)A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)繞X軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；B軸驅(qū)動(dòng)裝置固定安裝在A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)支撐在B軸驅(qū)動(dòng)裝置上，由B軸驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)繞Y軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸線與A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸線夾角為90°，其特征在于:增設(shè)了 3D打印頭、主軸殼體、主軸、銑刀和輔助噴頭，其中主軸固定安裝在主軸殼體內(nèi)，銑刀安裝在主軸上，3D打印頭與主軸殼體均固定安裝在B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，3D打印頭上輸出端子的軸線和主軸的軸線均與B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸線成90°夾角，45° < 3D打印頭上輸出端子的軸線與主軸旋轉(zhuǎn)軸線的夾角Φ ( 180°，輔助噴頭固定安裝在主軸殼體上，噴嘴朝向銑刀的底部。
[0006]所述的機(jī)床用多軸復(fù)合裝置，3D打印頭采用熔融擠出成型噴頭、選擇性激光燒結(jié)激光頭、選擇性激光熔化激光頭、激光工程化凈成型激光頭或光固化立體成型紫外光照射頭。
[0007]所述的機(jī)床用多軸復(fù)合裝置，A軸驅(qū)動(dòng)裝置與B軸驅(qū)動(dòng)裝置均具有連續(xù)運(yùn)動(dòng)功能和分度并自鎖功能。
[0008]所述的機(jī)床用多軸復(fù)合裝置，輔助噴頭具備噴出冷風(fēng)、熱風(fēng)、或者切削液的功能。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)是:
[0010]1、由于機(jī)床用多軸復(fù)合裝置同時(shí)具有3D打印與銑削的功能，使得在3D打印過(guò)程中通過(guò)數(shù)控旋轉(zhuǎn)臺(tái)分度可以對(duì)正在打印的零件進(jìn)行精密銑削，易于獲得高表面質(zhì)量(包括內(nèi)、外表面)的3D打印零件;
[0011]2、由于3D打印零件不需要更換工作臺(tái)就可以進(jìn)行銑削，易于獲得高的加工精度及效率；
[0012]3、機(jī)床用多軸復(fù)合裝置放置在加工機(jī)床上時(shí)，由于使得在銑削時(shí)至少為5軸聯(lián)動(dòng)，銑削的柔性高，易于獲得高精度自由曲面的加工。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖中:1、A軸底座 2、端軸 3、A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái) 4、A軸驅(qū)動(dòng)裝置 5、B軸驅(qū)動(dòng)裝置6、B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái) 7、3D打印頭 8、主軸殼體 9、主軸 10、銑刀 11、輔助噴頭
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。在圖1所示的實(shí)施例中:A軸驅(qū)動(dòng)裝置4與B軸驅(qū)動(dòng)裝置5均具有連續(xù)運(yùn)動(dòng)功能和分度并自鎖功能，3D打印頭7采用熔融擠出成型噴頭。A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)3的兩端設(shè)有端軸2，A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)3通過(guò)端軸2支撐在A軸底座I上，A軸驅(qū)動(dòng)裝置4的動(dòng)力輸出軸與其中的一個(gè)端軸2固定連接，帶動(dòng)A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)3繞X軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；B軸驅(qū)動(dòng)裝置5固定安裝在A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)3上，B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)6支撐在B軸驅(qū)動(dòng)裝置5上，由B軸驅(qū)動(dòng)裝置5帶動(dòng)繞Y軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)6的旋轉(zhuǎn)軸線與A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)3的旋轉(zhuǎn)軸線夾角為90°。主軸9固定安裝在主軸殼體8內(nèi)，銑刀10安裝在主軸9上，3D打印頭7與主軸殼體8均固定安裝在B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)6上，3D打印頭7上輸出端子的軸線和主軸9的軸線均與B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)6的旋轉(zhuǎn)軸線成90°夾角，3D打印頭7上輸出端子的軸線與主軸9旋轉(zhuǎn)軸線的夾角Φ成180°，具備噴出冷風(fēng)、熱風(fēng)或者切削液功能的輔助噴頭11固定安裝在主軸殼體8上，噴嘴朝向銑刀10的底部。進(jìn)行銑削加工時(shí)，由控制系統(tǒng)控制輔助噴頭13噴出冷風(fēng)或者切削液以降低工件和刀具的溫度并帶走切肩，銑削完成后，由控制系統(tǒng)控制輔助噴頭13噴出熱風(fēng)以快速使得工件達(dá)到3D打印所需溫度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種機(jī)床用多軸復(fù)合裝置，包括A軸底座(I)、兩端設(shè)有端軸(2)的A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)(3)、A軸驅(qū)動(dòng)裝置(4)、B軸驅(qū)動(dòng)裝置(5)和B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)￠)，其中A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)(3)通過(guò)端軸(2)支撐在A軸底座(I)上，A軸驅(qū)動(dòng)裝置(4)的動(dòng)力輸出軸與其中的一個(gè)端軸(2)固定連接，帶動(dòng)A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)(3)繞X軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；B軸驅(qū)動(dòng)裝置(5)固定安裝在A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)(3)上，B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)(6)支撐在B軸驅(qū)動(dòng)裝置(5)上，由B軸驅(qū)動(dòng)裝置(5)帶動(dòng)繞Y軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)(6)的旋轉(zhuǎn)軸線與A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)(3)的旋轉(zhuǎn)軸線夾角為90°，其特征在于:增設(shè)了3D打印頭(7)、主軸殼體(8)、主軸(9)、銑刀(10)和輔助噴頭(11)，其中主軸(9)固定安裝在主軸殼體(8)內(nèi)，銑刀(10)安裝在主軸(9)上，3D打印頭(7)與主軸殼體(8)均固定安裝在B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)(6)上，3D打印頭(7)上輸出端子的軸線和主軸(9)的軸線均與B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)(6)的旋轉(zhuǎn)軸線成90°夾角，45° ( 3D打印頭(7)上輸出端子的軸線與主軸(9)旋轉(zhuǎn)軸線的夾角Φ ( 180°，輔助噴頭(11)固定安裝在主軸殼體(8)上，噴嘴朝向銑刀(10)的底部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床用多軸復(fù)合裝置，其特征在于:3D打印頭(7)采用熔融擠出成型噴頭、選擇性激光燒結(jié)激光頭、選擇性激光熔化激光頭、激光工程化凈成型激光頭或光固化立體成型紫外光照射頭。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床用多軸復(fù)合裝置，其特征在于:A軸驅(qū)動(dòng)裝置(4)與B軸驅(qū)動(dòng)裝置(5)均具有連續(xù)運(yùn)動(dòng)功能和分度并自鎖功能。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床用多軸復(fù)合裝置，其特征在于:輔助噴頭(11)具備噴出冷風(fēng)、熱風(fēng)、或者切削液的功能。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種機(jī)床用多軸復(fù)合裝置，包括A軸底座、右支撐軸、左支撐軸、A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)、A軸驅(qū)動(dòng)裝置、B軸驅(qū)動(dòng)裝置、B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)、3D打印頭、3D打印頭輸出端子、主軸殼體、主軸、銑刀和輔助噴頭，其中A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)通過(guò)右支撐軸連接A軸驅(qū)動(dòng)裝置，B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)支撐在B軸驅(qū)動(dòng)裝置上，其特征在于:B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸線與A軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸線夾角為90°，3D打印頭輸出端子的軸線和主軸的軸線均與B軸旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸線夾角為90°，45°≤3D打印頭輸出端子的軸線與主軸的旋轉(zhuǎn)軸線的夾角Φ≤180°，輔助噴頭固定安裝在主軸殼體上。采用本發(fā)明，集成了3D打印與銑削功能，該部件裝置可用于3D打印與在機(jī)高精度、高效率銑削的復(fù)合加工。
【IPC分類(lèi)】B23P23/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105127758
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510675198
【發(fā)明人】程祥, 楊先海, 李麗, 鄭光明, 徐汝鋒, 劉原勇
【申請(qǐng)人】山東理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年10月15日