一种增减材加工一体装置的制作方法

本实用新型涉及增减材加工技术领域，尤其涉及一种增减材加工一体装置。

背景技术：

随着3d打印技术不断发展，最具有代表性的工业模具制造，被广泛运用于机械、电子、汽车、航天、航空、军工、交通、建材、能源等行业，而上述行业约60％～80％的零部件需要依靠模具加工成型。

由于复杂零部件的需求日益迫切，传统减材制造，如车削、铣削、刨削、钻削和磨削等减材加工机床已经无法实现复杂零部件的制造要求。而逐渐发展起来的增材制造技术，由于其具有灵活、高效、节能等特点，虽然已经用于复杂零部件的制造，但增材制造设备制造成型的复杂零件由于无法对其直接装夹加工，其精度远低于实际要求，必须在材料成型后将其移动至减材加工机床上进行二次加工。

在将成型材料移动至减材加工机床时，需要重新对成型材料进行定位，而一般增材制造机床与减材加工机床是分开布置的，且布置环境复杂，在成型材料长距离移动过程中容易产生偏差，定位基准发生变化，导致对成型材料重新定位困难，进而导致加工效率低下，延长了零部件的生产周期，影响复杂零部件的最终精度。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种增减材加工一体装置，该装置将增材制造机构与减材加工机构布置于同一机床，且两者可自动切换，进而实现对材料进行制造成型及二次加工，且只需对成型材料进行一次定位，定位精确，进而提高工作效率、提高加工精度、实用性强。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种增减材加工一体装置，包括增材制造机构、减材加工机构、横梁、沿横梁长度方向布置于其一侧的第一平移机构；所述减材加工机构垂直横梁长度方向布置，并经第一平移机构与横梁滑动连接；所述增材制造机构包括增材升降模组、增材制造模组；所述增材升降模组沿减材加工机构长度方向布置于其一侧，用于驱动增材制造模组相对减材加工机构做升降运动；所述第一平移机构用于驱动减材加工机构带动增材制造机构沿横梁滑动。

进一步地，所述减材加工机构包括减材升降模组、减材加工模组；所述减材升降模组垂直第一平移机构布置于其一侧，用于驱动减材加工模组带动增材制造机构做升降运动。

进一步地，所述第一平移机构包括倒l型结构的第一滑座、沿横梁长度方向布置的第一滑动模组、第一丝杆组件、第一电机；所述横梁顶部及其一侧经第一滑动模组分别与第一滑座的横端内侧及竖端内侧滑动连接，减材加工机构布置于第一滑座的竖端外侧；所述第一电机用于驱动第一丝杆组件带动第一滑座沿横梁滑动。

进一步地，所述减材加工模组包括与第一滑座竖端外侧滑动连接的第二滑座、电主轴、刀具锁咀、冷气射嘴、电控阀；所述第二滑座的正面沿其长度方向开设有第一凹槽，电主轴内置于第一凹槽下部并与刀具锁咀驱动连接；所述冷气射嘴靠近刀具锁咀布置，并安装于第二滑座底部，电控阀用于控制冷气射嘴打开或关闭。

进一步地，所述减材升降模组包括减材升降电机、第二丝杆组件、两第二滑动模组；所述第二滑座两外侧沿其长度方向各布置一第二滑动模组，第一滑座竖端外侧经第二滑动模组与第二滑座滑动连接；所述第二丝杆组件沿第二滑座长度方向内置于其第一凹槽上部，减材升降电机用于驱动第二丝杆组件带动第二滑座经第二滑动模组做升降运动。

进一步地，所述增材制造模组包括与第二滑座背面滑动连接的第三滑座、螺杆挤出机；所述螺杆挤出机沿第三滑座长度方向布置于其正面，螺杆挤出机周侧箍紧有加热器，且其上部设有送料斗，底部设有关断嘴。

进一步地，所述增材升降模组包括增材升降电机、第三丝杆组件、两第三滑动模组；所述第二滑座背面两侧沿其长度方向各布置一第三滑动模组，第三滑座经两第三滑动模组与第二滑座滑动连接；所述第三丝杆组件布置于第二滑座的背面，并位于两第三滑动模组之间；所述增材升降电机用于驱动第三丝杆组件带动第三滑座沿第三滑动模组做升降运动。

采用上述方案，本实用新型的有益效果是：

1)通过增材升降模组可实现增材制造机构与减材加工机构的自由切换，进而实现对材料进行制造成型及二次加工，工作效率高；

2)将增材升降机构与减材加工机构布置于同一机床，进而只需对成型材料进行一次定位，定位精确、提高加工精度；

3)通过冷气射嘴可对刀具吹气冷却，避免刀具温度过高而损坏；

4)通过减材升降模组、第一平移机构可实现增材制造机构及减材加工机构做同步升降及平移运动，以适应不同的工作环境。

附图说明

图1为本实用新型的立体图；

图2为图1的另一视角立体图；

图3为图1省却横梁、第一平移机构的立体图；

图4为图3的爆炸图；

图5为图4另一视角立体图；

其中，附图标识说明：

1—增材制造机构；2—减材加工机构；

3—横梁；4—第一平移机构；

11—增材升降模组；12—增材制造模组；

21—减材升降模组；22—减材加工模组；

111—增材升降电机；112—第三丝杆组件；

113—第三滑动模组；121—第三滑座；

122—螺杆挤出机；123—加热器；

124—送料斗；125—关断嘴；

211—减材升降电机；212—第二丝杆组件；

213—第二滑动模组；221—第二滑座；

222—电主轴；223—刀具锁咀；

224—冷气射嘴。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

参照图1至5所示，本实用新型提供一种增减材加工一体装置，包括增材制造机构1、减材加工机构2、横梁3、沿横梁3长度方向布置于其一侧的第一平移机构4；所述减材加工机构2垂直横梁3长度方向布置，并经第一平移机构4与横梁3滑动连接；所述增材制造机构1包括增材升降模组11、增材制造模组12；所述增材升降模组11沿减材加工机构2长度方向布置于其一侧，用于驱动增材制造模组12相对减材加工机构2做升降运动；所述第一平移机构4用于驱动减材加工机构2带动增材制造机构1沿横梁3滑动。

其中，所述减材加工机构2包括减材升降模组21、减材加工模组22；所述减材升降模组21垂直第一平移机构4布置于其一侧，用于驱动减材加工模组22带动增材制造机构1做升降运动；所述第一平移机构4包括倒l型结构的第一滑座、沿横梁3长度方向布置的第一滑动模组、第一丝杆组件、第一电机；所述横梁3顶部及其一侧经第一滑动模组分别与第一滑座的横端内侧及竖端内侧滑动连接，减材加工机构2布置于第一滑座的竖端外侧；所述第一电机用于驱动第一丝杆组件带动第一滑座沿横梁3滑动；所述减材加工模组22包括与第一滑座竖端外侧滑动连接的第二滑座221、电主轴222、刀具锁咀223、冷气射嘴224、电控阀；所述第二滑座221的正面沿其长度方向开设有第一凹槽，电主轴222内置于第一凹槽下部并与刀具锁咀223驱动连接；所述冷气射嘴224靠近刀具锁咀223布置，并安装于第二滑座221底部，电控阀用于控制冷气射嘴224打开或关闭。

所述减材升降模组21包括减材升降电机211、第二丝杆组件212、两第二滑动模组213；所述第二滑座221两外侧沿其长度方向各布置一第二滑动模组213，第一滑座竖端外侧经第二滑动模组213与第二滑座221滑动连接；所述第二丝杆组件212沿第二滑座221长度方向内置于其第一凹槽上部，减材升降电机211用于驱动第二丝杆组件212带动第二滑座221经第二滑动模组213做升降运动；所述增材制造模组12包括与第二滑座221背面滑动连接的第三滑座121、螺杆挤出机122；所述螺杆挤出机122沿第三滑座121长度方向布置于其正面，螺杆挤出机122周侧箍紧有加热器123，且其上部设有送料斗124，底部设有关断嘴125。

所述增材升降模组11包括增材升降电机111、第三丝杆组件112、两第三滑动模组113；所述第二滑座221背面两侧沿其长度方向各布置一第三滑动模组113，第三滑座121经两第三滑动模组113与第二滑座221滑动连；所述第三丝杆组件112布置于第二滑座221背面，并位于两第三滑动模组113之间；所述增材升降电机111用于驱动第三丝杆组件112带动第三滑座221沿第三滑动模组113做升降运动。

本实用新型工作原理：

本实施例中，第一滑动模组、第二滑动模组213、第三滑动模113组均包括导轨、若干滑块；第三滑座121正面沿其长度方向开设有第二凹槽(第三滑座121相当于一外罩，其第二凹槽为钣金材料)，第二凹槽内还设有一固定座，固定座从顶部至底部方向分别开设有第一安装孔、第二安装孔；螺杆挤出机122沿第三滑座121长度方向布置于第二凹槽内，并插设于第一安装孔中，且螺杆挤出机122上部及下部分别经一安装板与第二凹槽内壁固定连接(用以增强螺杆挤出机122的稳定性)；第三丝杆组件112及增材升降电机111沿第二滑座221长度方向布置于其背面(两第三滑动模组113分别布置于第二滑座221两侧)，且第三丝杆组件112通过插设于固定座的第二安装孔内与第三滑座121连接，进而实现驱动第三滑座121相对第二滑座221做升降运动。

第二滑座221两侧沿其长度方向各布置一导轨(第二滑动模组213的导轨)，第一滑座竖端外侧与两导轨对应处布置若干滑块(第二滑动模组213的滑块)；第二滑座221通过导轨、滑块与第一滑座滑动连接；第二丝杆组件212沿第二滑座221长度方向内置于其第一凹槽上部，并与第一凹槽内壁连接；减材升降电机211通过驱动第二丝杆组件212工作，进而带动第二滑座221经第二滑动模组213做升降运动(第二滑座221带动导轨相对滑块运动)，进而实现减材加工机构2及增材制造机构1做同步升降运动。

本实用新型的工作过程为：

1)后台控制增材升降模组11驱动增材制造模组12做下降运动，使得螺杆挤出机122的关断嘴125靠近工作台；

2)后台控制加热器123对螺杆挤出机122进行加热(螺杆挤出机122内盛有制造材料)，在制造材料达到一定温度时，控制关断嘴125打开，将材料挤出制造成型(在制造材料挤出过程中，材料不足时，送料斗124会自动给螺杆挤出机122补充材料)；

3)材料制造成型后(在材料制造成型时，该成型材料的位置已确定，并将该定位坐标保存至后台)，增材升降模组11控制增材制造模组12做上升运动，根据成型材料的位置坐标，减材升降模组21驱动减材加工模组22做下降运动，准备对成型材料开始加工；

4)减材加工模组22对成型材料开始加工时，首先将刀具安装于刀具锁咀223上，后台控制电主轴222驱动刀具工作(在刀具对成型材料进行加工时，后台可驱动电控阀控制冷气射嘴224打开，进而对刀具进行喷气冷却，避免刀具温度过高而损坏)，进而完成对成型材料的加工。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。