一种可旋转切换的多功能T形复合工具头装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115958205A(43)申请公布日2023.04.14(21)申请号202310067298.7B33Y30/00(2015.01)(22)申请日2023.01.16(71)申请人山东大学地址250061山东省济南市历下区经十路17923号(72)发明人李燕乐孙铭晨王锦睿李连帅桑乃枫杜少宇李方义(74)专利代理机构济南圣达知识产权代理有限公司37221专利代理师赵敏玲(51)Int.Cl.B22F10/28(2021.01)B22F5/00(2006.01)B22F12/00(2021.01)B33Y10/00(2015.01)权利要求书1页说明书7页附图4页(54)发明名称一种可旋转切换的多功能T形复合工具头装置(57)摘要本发明公开了一种可旋转切换的多功能T形复合工具头装置，基于渐进成形与激光增材制造的工艺原理和增材制造工件的表面处理方法，设计了一种用于渐进成形‑激光增材制造复合成形及自适应构件表面打磨处理的多功能工具头装置。该装置可利用工具头的挤压成形和激光头的粉末沉积增材制造交替作用实现对具有局部特征(加强筋、凸台、功能涂层等)的复杂薄壁构件的高性能成形，解决薄壁构件在传统加工工艺下的偏差大、力学性能低、结构冗杂多、机加周期长、构件可靠性差等问题，同时又可通过自适应贴合工具表面的打磨工具头进行工件表面的打磨，解决渐进成形和激光粉末沉积增材制造后工件表面质量、光洁度较差的问题。CN115958205ACN115958205A权利要求书1/1页1.一种可旋转切换的多功能T形复合工具头装置，其特征在于，包括T形安装座、激光增材制造模块、夹持模块、渐进成形模块、表面打磨模块和工具头旋转切换模块；所述的夹持模块包括第一夹板、第二夹板；第一夹板和第二夹板平行设置，且第一夹板和第二夹板顶部相连，T形安装座安装在第一夹板和第二夹板底部之间，所述的T形安装座内部中空，前后面开有同心孔；所述T形安装座的左侧连接渐进成形模块，T形复合工具头下方安装激光增材制造模块；T形复合工具头右侧安装表面打磨模块；所述的工具头旋转切换模块包括蜗轮轴、涡轮和第一电机，所述的蜗轮轴通过同心孔与T形安装座过盈配合，且涡轮轴的两端通过轴承与第一夹板、第二夹板相连，第一电机通过涡轮驱动蜗轮轴转动，实现渐进成形模块、激光增材制造模块、表面打磨模块的快速切换。2.如权利要求1所述的可旋转切换的多功能T形复合工具头装置，其特征在于，所述的渐进成形模块包括渐进成形工具头，所述渐进成形工具头末端加工有螺纹副，通过螺纹副与T形安装座相连。3.如权利要求1所述的可旋转切换的多功能T形复合工具头装置，其特征在于，所述的表面打磨模块包括主动轴、从动轴、打磨砂盘、十字轴万向节、第二电机、第一齿轮、第二齿轮、挡板，所述的第二电机与挡板固定在T形安装座上，所述的打磨砂盘与从动轴安装在一起；所述的第一齿轮安装在电机输出轴上；所述的第一齿轮与第二齿轮啮合；所述的挡板安装于第一齿轮与第二齿轮两侧；所述主动轴与从动轴之间通过十字轴万向节连接。4.如权利要求1所述的可旋转切换的多功能T形复合工具头装置，其特征在于，所述的激光增材制造模块包括冷却水管、保护气管、第一送粉管、第二送粉管、第三送粉管、第四送粉管、激光器和送粉器，所述的送粉器置于激光头外部；所述的激光器置于工具头外部；激光头下端连接冷却水管、保护气管、第一送粉管、第二送粉管、第三送粉管和第四送粉管。5.如权利要求4所述的可旋转切换的多功能T形复合工具头装置，其特征在于，所述的第一送粉管、第二送粉管、第三送粉管和第四送粉管外接送粉器，实现同步送粉。6.如权利要求4所述的可旋转切换的多功能T形复合工具头装置，其特征在于，所述的冷却水管、保护气管、第一送粉管、第二送粉管、第三送粉管、第四送粉管沿着激光头周向方向均匀设置。7.如权利要求4所述的可旋转切换的多功能T形复合工具头装置，其特征在于，在第一夹板、第二夹板上设有走线孔，走线孔内通过冷却水管、保护气管、第一送粉管、第二送粉管、第三送粉管、第四送粉管。8.如权利要求1所述的可旋转切换的多功能T形复合工具头装置，其特征在于，夹持模块顶部设置铣床连接头。9.如权利要求1所述的可旋转切换的多功能T形复合工具头装置，其特征在于，所述的第一电机和涡轮设置在壳体内，所述壳体通过销与第一夹板或第二夹板连接在一起。2CN115958205A说明书1/7页一种可旋转切换的多功能T形复合工具头装置技术领域[0001]本发明涉及复合加工技术领域，具体涉及一种可旋转切换的多功能T形复合工具头装置。背景技术[0002]在薄壁板材生产加工领域中，渐进成形工艺作为一种新兴技术，其柔性无模成形特征，即在板材加工过程中可以实现不依赖模具只利用成形工具头实现板材