一種電弧增材和銑削加工裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電弧增材技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種電弧增材和銑削加工裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電弧增材制造技術(shù)是采用電弧熔絲工藝進行金屬零件3D成形的工藝過程(WireArc Additive Manufacturing,WAAM)，即采用氬弧焊電弧作為熱源，將金屬絲材恪化逐層沉積從而制造出接近產(chǎn)品設(shè)計尺寸要求的三維金屬胚件。
[0003]與其它金屬增材制造技術(shù)相比較，電弧增材制造技術(shù)具有設(shè)備投資少(僅需要焊接電源、運動系統(tǒng)以及控制系統(tǒng))、制造效率高(可達到數(shù)公斤每小時的增材速度)、設(shè)備運行穩(wěn)定、運行成本低(由于電-電弧轉(zhuǎn)換率85%以上，對激光而言，電-光轉(zhuǎn)換率小于10%，運行成本更低)等優(yōu)點。
[0004]然而，電弧增材制造技術(shù)普遍存在加工精度不足的問題，若不進行后續(xù)機加工，很難保證其加工精度達到預期目標。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供了一種電弧增材和銑削加工裝置，其目的在于，將銑削加工單元結(jié)合至電弧增材單元上，能對電弧增材制造獲得的工件進行精加工，使工件的加工精度滿足使用要求。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，按照本實用新型的一個方面，提供了一種電弧增材和銑削加工裝置，其特征在于，其包括電弧增材單元和銑削加工單元，其中，
[0007]所述銑削加工單元整體設(shè)置在機床上，其包括呈圓柱狀的銑削加工頭，
[0008]所述銑削加工單元和所述電弧增材單元相連接，以能整體移動，
[0009]所述電弧增材單元包括焊槍、支撐板、滑塊、固定槽、固定板、步進電機以及絲杠，所述焊槍一端與滑塊固定，所述焊槍另一端穿過支撐板的通孔，所述支撐板與步進電機相固定，所述固定板也與所述步進電機相固定，所述固定槽與所述固定板相固定，所述步進電機的輸出軸連接有絲杠，所述絲杠穿過滑塊上開設(shè)的螺紋通孔，以能帶動所述滑塊往復移動，進而帶動焊槍上下移動，所述焊槍內(nèi)設(shè)置有與外接陽極相連的焊絲。
[0010]以上發(fā)明構(gòu)思中，電弧增材單元和銑削加工單元相連接，可以整體移動，即整體發(fā)生上下、左右以及前后的移動，在步進電機的驅(qū)動下，絲杠運動，帶動焊槍相對銑削加工頭上下移動，使銑削加工頭和焊槍具有相對距離差，方便進行增材制造或者是切削加工。
[0011]進一步的，還包括連接，所述連接板一端固定在銑削加工頭，另一端固定在電弧增材單元的固定槽上，以實現(xiàn)所述電弧增材單元和銑削加工單元的連接。
[0012]進一步的，所述固定槽呈矩形體狀，所述滑塊內(nèi)嵌在所述固定槽內(nèi)，以在所述固定槽約束下平穩(wěn)上下滑動。
[0013]進一步的，所述電弧增材單元還包括聯(lián)軸器，所述聯(lián)軸器用于將所述步進電機的輸出軸和所述絲杠固定在一起。
[0014]進一步的，所述連接板一端呈筒狀，以供銑削加工頭穿入并與連接板固定，所述連接板另一端呈板狀，以通過緊固件與所述固定槽相固定。
[0015]總體而言，通過本實用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果:
[0016](I)將電弧增材制造與銑削技術(shù)相融合，當進行完金屬增材加工之后，直接進行后續(xù)的銑削加工，有效的解決了電弧增材制造技術(shù)普遍存在加工精度不足的問題，同一定位下完成增材制造和銑削兩項工藝，也簡化了工藝流程，大幅度提高加工效率。
[0017]此外，電弧增材制造過程是以高溫液態(tài)金屬熔滴過渡的方式進行的，隨堆積層數(shù)的增加，堆積零件熱積累嚴重、散熱條件差、熔池過熱、難于凝固、堆積層形狀難于控制。特別在零件邊緣堆積時，由于液態(tài)熔池的存在，使得零件的邊緣形態(tài)與成形尺寸的控制變得更加困難，也會不可避免地產(chǎn)生殘余應力、內(nèi)應力，使零件發(fā)生翹曲變形。焊接應力不但可能引起熱裂紋、冷裂紋、脆性斷裂等工藝缺陷，而且其產(chǎn)生的變形累積會嚴重影響成形件的幾何精度，這種累積誤差到了一定程度甚至會使快速成形過程無法進行下去。這些問題都直接影響零件的冶金結(jié)合強度、堆積尺寸精度和表面質(zhì)量。本實用新型裝置能實現(xiàn)堆積完一層或若干層即進行銑削，達到優(yōu)化加工工藝，保證零件的表面質(zhì)量和尺寸精度的要求。
[0018](2)電弧增材制造即為采用熔化極氣體保護焊進行金屬零件3D打印加工，相比于其他金屬零件增材制造技術(shù)，電弧增材制造具有設(shè)備投資少，制造效率高，設(shè)備運行穩(wěn)定，運行成本低，沉積效率高等優(yōu)點。
[0019](3)通過電機，聯(lián)軸器，絲杠帶動焊槍進行上下移動，有效避免了當完成增材加工和銑削加工時可能產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)干涉問題。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型實施例中電弧增材和銑削加工裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2(a)、圖2(b)分別是圖1中電弧增材和銑削加工裝置的主視圖以及側(cè)視圖。
[0022]在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結(jié)構(gòu)，其中:
[0023]1-電弧增材單元2-銑削加工單元3-連接板
[0024]11-焊槍12-支撐板13-滑塊
[0025]14-固定槽15-固定板16-步進電機
[0026]17-絲杠18-聯(lián)軸器21-銑削加工頭
【具體實施方式】
[0027]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。此外，下面所描述的本實用新型各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0028]圖1是本實用新型實施例中電弧增材和銑削加工裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2(a)、圖2(b)分別是圖1中電弧增材和銑削加工裝置的主視圖以及側(cè)視圖。由圖可知，本實用新型的電弧增材和銑削加工裝置，包括電弧增材單元I和銑削加工單元2。其中，所述銑削加工單元2整體設(shè)置在機床上，其包括呈圓柱狀的銑削加工頭21，所述銑削加工單元2和所述電弧增材單元I相連接，以能整