一种球形超声头滚压增减材复合制造装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110369875A(43)申请公布日2019.10.25(21)申请号201910756000.7(22)申请日2019.08.15(71)申请人吉林大学地址130012吉林省长春市前进大街2699号(72)发明人吴文征肖海成李桂伟王天奇王海明蒋浩赵继(74)专利代理机构吉林长春新纪元专利代理有限责任公司22100代理人魏征骥(51)Int.Cl.B23K26/346(2014.01)B23K20/10(2006.01)B23K26/38(2014.01)B23K28/02(2014.01)权利要求书2页说明书5页附图6页(54)发明名称一种球形超声头滚压增减材复合制造装置及方法(57)摘要本发明涉及一种球形超声头滚压增减材复合制造装置及方法，属于增材制造技术领域。成形室位于框架内固定在底板上，纵向移动超声增材制造系统位于成形室上方在横向平面移动系统内滑动，激光切割系统固定在纵向移动超声增材制造系统上，横向平面移动系统在顶端滑轨内滑动，金属箔片供给系统在中间滑轨内滑动。本发明无需大功率输入，利用超声振动转化为摩擦能实现金属原子之间的结合，通过球形超声头点、线、面连续滚压增材制造，可实现轮廓复杂、高精度零件的增材制造，激光切割保证了零件外廓的精度，运动机构采用滑块沟槽配合，以面接触提高了运动精度。增材制造过程中无需气体保护，无多余粉末产出。CN110369875ACN110369875A权利要求书1/2页1.一种球形超声头滚压增减材复合制造装置，其特征在于：包括框架、成形室、纵向移动超声增材制造系统、激光切割系统、横向平面移动系统和金属箔片供给系统，所述的成形室位于框架内并固定在底板上，所述的纵向移动超声增材制造系统位于成形室上方并在横向平面移动系统内滑动，所述的激光切割系统位于框架内并固定在纵向移动超声增材制造系统上，所述的横向平面移动系统位于成形室上方并在顶端滑轨内滑动，所述的金属箔片供给系统位于成形室上方并在中间滑轨内滑动。2.根据权利要求1所述的一种球形超声头滚压增减材复合制造装置，其特征在于：所述的框架由底板、侧柱、顶端滑轨和中间滑轨组成，侧柱通过螺栓连接固定在底板上，顶端滑轨及中间滑轨分别通过螺栓连接固定在侧柱上。3.根据权利要求1所述的一种球形超声头滚压增减材复合制造装置，其特征在于：所述的成形室由基座、导杆一、实心导杆、面板、滚珠丝杠一、套筒、支架一、蜗轮蜗杆机构、电机一组成，所述的基座固定在框架的底板上，所述的滚珠丝杠一通过圆柱轴承与底板连接，所述的套筒与滚珠丝杠一通过螺纹连接，所述的支架一固定在底板上，所述的电机一固定在支架一上并通过联轴器与蜗轮蜗杆机构的蜗杆相连，通过电机一的转动带动蜗轮蜗杆机构中的蜗杆进而带动滚珠丝杠一转动，从而与套筒配合推动面板竖向移动，所述的导杆一固定在基座上，所述的实心导杆插入导杆一中并可在其中沿竖直方向滑动，与套筒共同保证面板的运动平稳，所述的面板固定在实心导杆与套筒上。4.根据权利要求1所述的一种球形超声头滚压增减材复合制造装置，其特征在于：所述的纵向移动超声增材制造系统由超声头、保持架、弹簧、支架二、电机二、导杆二、滚珠丝杠二、液压缸、侧座组成，所述的弹簧两端分别固定在保持架和超声头上，保持超声头在不工作时的稳定性，所述的导杆二穿过保持架并可沿纵向滑动，所述的支架二固定在顶板上，所述的电机二固定在支架二上，所述的滚珠丝杠二穿过保持架并与电机二连接，通过电机二的转动带动滚珠丝杠二转动进而带动保持架沿导杆二方向移动，所述的液压缸固定在保持架上并与超声头通过螺纹连接，所述的侧座固定在保持架上。5.根据权利要求4所述的一种球形超声头滚压增减材复合制造装置，其特征在于：所述的超声头由超声头体、变幅杆、壳体和换能器组成，所述的变幅杆分别于超声头体、换能器通过螺纹连接，所述的壳体与变幅杆通过螺纹连接并与液压缸通过螺纹连接共同穿过保持架的中心孔。6.根据权利要求5所述的一种球形超声头滚压增减材复合制造装置，其特征在于：所述的超声头体由下壳、上壳、滚压球组成，所述的下壳与上壳通过螺栓连接，所述的滚压球安装于下壳与上壳组成的球形槽内并可滚动，所述的上壳与变幅杆通过螺纹连接。7.根据权利要求1所述的一种球形超声头滚压增减材复合制造装置，其特征在于：所述的激光切割系统由扫描头、光学转换元件和激光器组成，所述的激光切割系统固定于侧座上，用于根据模型数据切割金属箔片。8.根据权利要求1所述的一种球形超声头滚压增减材复合制造装置，其特征在于：所述的横向平面移动系统由顶板、导杆三、电机三、支座三和滚珠丝杠三组成，所述的顶板安装在顶端滑轨的滑槽中并可沿横向移动，所述的导杆三穿过顶板并可在其中滑动，所述的导杆三通过支座固定在一侧的滑轨