[發明專利]一種粉末床五軸增減材復合制造裝備

有效

• 申請號: 202110598775.3
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113369895B
• 公開（公告）日: 2022-12-09
• 發明（設計）人: 張琦;陳宇凱;陳禎;黃科;王寅;文楚玥
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B23P23/00
• 分類號: B23P23/00;B23Q5/22;B22F10/28;B22F10/66;B22F12/50;B33Y30/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

1.一種粉末床五軸增減材復合制造裝備，其特征在于：包括機床(1)及其上設置的減材裝置和SLM增材裝置，減材裝置和SLM增材裝置布置于防護罩(7)內；

減材裝置通過機床滑枕(101)上連接的具有在X、Y、Z向移動和A、C軸轉動自由度的五軸擺轉頭來進行減材加工，五軸擺轉頭的刀具(107)在減材裝置左側的刀庫(6)中的旋轉刀架(602)上進行替換，刀庫(6)的刀庫門(601)根據需要開閉；

SLM增材裝置采用下送粉的供粉方式，包括增材基板(2)和鋪粉刮刀(3)，增材基板(2)上劃分有鋪粉基板區域和粉倉供粉區域，鋪粉基板區域的可調姿態鋪粉基板(4)和粉倉供粉區域的粉倉推板(5)均有Z向移動自由度，在工作過程中朝相反方向運動；鋪粉刮刀(3)依靠皮帶輪傳動在增材基板(2)的上方有X向移動自由度，在可調姿態鋪粉基板(4)和粉倉推板(5)的粉層表面之間來回移動，實現鋪粉工作；

機床滑枕(101)上還布置有具有在X向上移動自由度的可移動激光振鏡(117)，根據工藝需求移到鋪粉基板表面進行增材過程；

所述的SLM增材裝置包括增材基板(2)、鋪粉刮刀(3)，增材基板(2)上安裝有對刀儀(201)，增材基板(2)在遠離粉倉區域一側設有收集多余粉末的槽口，槽口下方連接導粉通道(202)并與機床(1)連接，通至回收粉末區域；增材基板(2)下方安裝有鋪粉基板區域殼體(203)和粉倉區域殼體(205)，鋪粉基板區域殼體(203)、粉倉區域殼體(205)連接有鋪粉基板區域底板(204)、粉倉區域底板(206)；

所述的鋪粉基板區域的可調姿態鋪粉基板(4)下方自上而下依次安裝有加熱板(401)、隔熱板(402)和支撐板(403)，在可調姿態鋪粉基板(4)的下方與加熱板(401)外圍安裝支撐箍(404)，在支撐箍(404)外一圈安裝能夠脹形和收縮的橡皮囊(405)，并在橡皮囊(405)表面附上一層同樣具有彈性的毛氈表面(406)，毛氈表面(406)貼緊鋪粉基板區域殼體(203)的內壁，并確保密封時整體結構能在壁內移動；在鋪粉基板區域底板(204)的上方還布置了一層第一粉末擋板(410)；隔熱板(402)的水路(411)和橡皮囊(405)變形的氣路(412)通過鋪粉基板區域底板(204)的中部開口伸出，并由法蘭(207)實現封裝；在鋪粉基板區域殼體(203)的內壁上有第一氣路口(409)，在SLM增材裝置的底部支撐臺(119)上還安裝有水位傳感器(120)；支撐板(403)凹槽的四個角位置均安裝可移動的第一球槽連接件(407)，第一球槽連接件(407)與四個帶球頭的第一電動推桿(408)相連，第一電動推桿(408)固定在底部支撐臺(119)上，實現可調姿態鋪粉基板(4)的Z向運動和空間調姿。

2.根據權利要求1所述的一種粉末床五軸增減材復合制造裝備，其特征在于：所述的減材裝置包括機床滑枕(101)上布置的第一導軌(110)和直線電機定子(112)，第一導軌(110)上安裝有第一滑塊(111)，第一滑塊(111)安裝在X向移動滑枕(102)底部，X向移動滑枕(102)底部安裝有直線電機動子(113)，直線電機動子(113)和直線電機定子(112)配合，移動過程中直線電機有簾罩(118)保護；

所述的X向移動滑枕(102)頂部安裝有另一組直線電機動子和滑塊，和Y向移動滑枕(103)底部安裝有另一組導軌和直線電機定子配合連接；

所述的Y向移動滑枕(103)前端安裝有另一組直線電機動子和滑塊，和Z向移動滑枕(104)后端安裝有另一組導軌和直線電機定子配合連接；

所述的Z向移動滑枕(104)前端通過AC軸轉動連接件(105)和電主軸(106)連接，電主軸(106)下端夾持有刀具(107)，并在刀具(107)旁邊設有吸除切屑管道(108)，吸除切屑管道(108)與收集切屑的氣路相連；電主軸(106)內置的兩組旋轉電機實現電主軸(106)在A、C軸上的轉動，減材裝置電路和氣路通過保護殼(109)接出。