[發(fā)明專利]一種激光增減材復(fù)合五軸機械加工成型設(shè)備及加工方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011195787.3
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112338209A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王成勇;楊洋;文琢;劉建業(yè);戚文軍;郭紫瑩
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B22F12/82
• 分類號: B22F12/82;B22F3/105;B22F3/24;B23K26/36;B33Y10/00;B33Y30/00;B22F10/00
• 代理公司: 廣州市時代知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44438
• 代理人: 楊樹民

1.一種激光增減材復(fù)合五軸機械加工成型設(shè)備，其特征在于，包括成型裝置、光路切換裝置、脈沖激光光源，所述成型裝置包括成型艙，所述成型倉內(nèi)分別設(shè)有機械加工裝置、鋪粉裝置、粉缸、成型缸、粉末收集裝置、鏈?zhǔn)降稁臁⑸笛b置，所述成型艙的外壁設(shè)有在線監(jiān)測裝置；還包括掃描振鏡裝置、擴束裝置，所述在線監(jiān)測裝置、掃描振鏡裝置、擴束裝置依次連接；

所述光路切換裝置的一側(cè)連接有連續(xù)激光發(fā)生器；所述光路切換裝置分別與擴束裝置、脈沖激光源連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光增減材復(fù)合五軸機械加工成型設(shè)備，其特征在于，所述成型艙內(nèi)還設(shè)有A軸、C軸；所述A軸、所述C軸置于所述成型缸和所述粉缸下方。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光增減材復(fù)合五軸機械加工成型設(shè)備，其特征在于，所述成型艙內(nèi)還設(shè)有開口，所述開口位于成型缸的正上方，所述開口分別與所述在線監(jiān)測裝置、所述掃描振鏡裝置連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光增減材復(fù)合五軸機械加工成型設(shè)備，其特征在于，所述脈沖激光光源由盤式激光器庫、伺服電機和脈沖激光發(fā)生器組成。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的激光增減材復(fù)合五軸機械加工成型設(shè)備，其特征在于，所述脈沖激光光源包含一個或多個脈沖激光發(fā)生器；所述脈沖激光光源包含不同功率的脈沖激光發(fā)生器中的一種或者多種復(fù)合，所述脈沖激光光源的功率包括250w、500w、1000w中的一種或者多種復(fù)合。

6.一種激光增減材復(fù)合五軸機械加工成型設(shè)備的加工方法，其特征在于，包含以下加工步驟：

S1.用鋪粉裝置將粉末從粉缸鋪送到成型缸；

S2.采用連續(xù)激光對粉末熔融進行增材加工，將金屬粉末熔化冷凝形成待加工層；

S3.選擇指定的脈沖激光器對打印成型后的零件表面和微結(jié)構(gòu)進行激光減材加工；

S4.采用機械加工裝置對零件的待加工區(qū)域進行減材加工。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光增減材復(fù)合五軸機械加工成型設(shè)備的加工方法，其特征在于，在加工過程中，采用在線監(jiān)測裝置對加工零件進行實施監(jiān)控，反饋加工質(zhì)量或者熔池狀態(tài)，由此調(diào)整后續(xù)加工參數(shù)和加工區(qū)域。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光增減材復(fù)合五軸機械加工成型設(shè)備的加工方法，其特征在于，在進行脈沖激光減材加工前，應(yīng)將選定的脈沖激光發(fā)生器旋轉(zhuǎn)至合適位置，光路切換裝置中的振鏡轉(zhuǎn)動至合適角度，為成型裝置提供所需激光。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光增減材復(fù)合五軸機械加工成型設(shè)備的加工方法，其特征在于，旋轉(zhuǎn)盤式激光器庫至指定位置后，應(yīng)調(diào)整光路切換裝置中的脈沖激光振鏡裝置，將脈沖激光傳入設(shè)備光路中，為激光切削過程提供激光，同時進行增材制造的連續(xù)激光發(fā)生器應(yīng)當(dāng)關(guān)閉。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光增減材復(fù)合五軸機械加工成型設(shè)備的加工方法，其特征在于，盤式激光器庫可在激光增材、激光減材和機械減材三種加工模式中進行轉(zhuǎn)動來更換激光發(fā)生器，進行轉(zhuǎn)動時圍繞盤式激光器庫圓心進行旋轉(zhuǎn)，待機、啟動和拆卸的情況下可做上下前后方向的直線運動。