[發明專利]一種三維打印管體的內壁切削裝置及其切削方法

在審

• 申請號: 201810331589.1
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108380900A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 曹偉;楊建飛;邱鑫;楊繼全;馬顧銘;郭勇;劉訓;林金偉;董士倫;王偉業;董艮濤;馬輝;李思祥;朱兵
• 申請（專利權）人: 南京師范大學
• 主分類號: B23B1/00
• 分類號: B23B1/00;B23B5/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 肖明芳

本發明提供了一種三維打印管體的內壁切削裝置，包括轉子和定子，所述定子上設有電機繞組，所述轉子外設有永磁體刀具，所述定子與轉子之間留有空隙形成操作腔。本發明中，所述永磁體刀具為刀狀結構，永磁體刀具包括三對以上的刀片，刀片包括連接部和切削部，連接部和切削部的夾角為135°，轉子上設有三對以上的與刀片適配的凹槽，刀片的連接部安裝在凹槽內。本發明采用永磁同步電機轉子作為刀具對管狀模型內壁進行加工，針對三維打印能打印出結構連續的管長結構這一特征，突破傳統的車床加工對連續長度的管狀模型的加工能力的不足，實現對結構連續的有一定弧度的長模型管內壁的加工處理。

技術領域

本發明涉及自動化制造領域，特別是一種三維打印管體的內壁切削裝置及其切削方法。

背景技術

目前，對管狀結構的加工大多為車床加工，對于相當長度的管長而言，這類方法則有其弊端，主要表現為，三維打印可以打印出連續長度的管狀結構，不必像傳統工藝中將一段一段的管狀結構加工好再拼接而成。同時也就意味著傳統的車床加工對于加工長度連續的管狀結構而言，因為刀具的長度限制，管內壁的加工就有其不便之處。為解決這一問題，本發明提供的一種三維打印模型后處理永磁同步電機，將轉子作為刀具，作用于管狀模型的內壁，進行切削加工，實現對打印出的具有一定弧度的長管狀結構的一次性直接處理，保證加工要求和效果。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種三維打印管體的內壁切削裝置及其切削方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種三維打印管體的內壁切削裝置，包括轉子和定子，所述定子上設有電機繞組，所述轉子外設有永磁體刀具，所述定子與轉子之間留有空隙形成操作腔。

本發明中，所述永磁體刀具為刀狀結構，永磁體刀具包括三對以上的刀片，刀片包括連接部和切削部，轉子上設有三對以上的與刀片適配的凹槽，刀片的連接部安裝在凹槽內。

本發明中，連接部和切削部的夾角為135°，則切削部與管內壁夾角為45度左右，使得切削部能夠以便于切削的角度，去切削待切削的管內壁部分。

本發明中，所述凹槽的橫截面的中心與轉子的中心在一條直線上，連接部設置在轉子的徑向上。保證連接部在切削時候的穩定性。

本發明中，所述刀片有6個，6個刀片等間距的設置在轉子上形成永磁體刀具。

本發明中，所述操作腔位于定子與永磁體刀具之間，操作腔能夠通過待加工的管體結構，永磁體刀具轉動并對待加工的管體結構內壁進行切削加工。

本發明中，所述轉子可按加工要求不同，有不同型號可選，根據需要加工的管材內外徑尺寸確定轉子和永磁體刀具的尺寸。

本發明中，所述刀具與轉子為一體結構。刀具更穩，切削效果更好。

本發明中，包括永磁同步電機，轉子、定子和電機繞組組成永磁同步電機，所述永磁同步電機為低速大扭矩電機。轉子轉速視加工材料而定，加工韌性好的材料時，控制轉速在5m/min左右；加工脆性材料時，因為切屑為粒狀，不會形成積屑，轉速可控制在10m/min左右。螺旋前進的速度：加工韌性好的材料時，前進速度0.4毫米/轉；加工脆性材料時，前進速度0.8毫米/轉。

本發明中還公開了一種三維打印管體的內壁切削裝置的切削方法，包括如下步驟：步驟1：管體一端預加工；

步驟2：將待加工的管體結構從預加工端插入定子與轉子之間的操作腔內；

步驟3：永磁同步電機運行，轉子轉動；

步驟4：永磁體刀具開始切削管體結構內壁，定子與轉子在磁場耦合下做軸向螺旋式運動，直到永磁體刀具完成整個管體結構的內壁的切削；

步驟5：加工結束，關閉永磁同步電機。