[发明专利]一种金属零件3D打印数控机床

说明书

技术领域

本发明涉及一种数控机床，尤其是一种能够实现金属堆焊与金属切削两种加工方式结合的数控机床。

背景技术

混合加工是在一台设备上可完成两种不同机理的加工过程，如增材制造和切削加工混合，电加工和超声波加工混合等。混合加工过程的优势互补，显著改善了难加工材料、工件的可加工性，减少了过程力和刀具/工具磨损，对加工零件的复杂表面完整性起到积极作用，为制作、维护异型、模型、模具等产品有莫大的益处。

其中一种，DMGMORI的LASERTEC653D，是将激光堆焊技术与5轴铣削技术集于一体，构成独特的混合加工机床。LASERTEC653D配有激光器进行激光堆焊，同时还借助5轴联动数控铣床进行高精度的铣削加工。

混合加工机床不仅拥有数控铣床优点，如高精度和高表面质量，还有粉末堆焊技术的灵活性和堆焊速度快的优点。例如，对于整体构件，需要铣削切除的金属比例达95%，而用增材方法仅在需要的地方堆焊。这将大幅节省贵重的工件材料和降低加工成本。

但是，上述的混合加工机床采用的是激光堆焊技术，其制造和维护成本高，并且焊接速到较慢，继而未能有效地大规模推广，如何提供一种更为简便、成本低廉的焊接、复合加工机床，已经成为一大课题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种具有复合加工作用、使用效果好，并且制造成本、维护成本低廉的数控机床。

本发明所采用的技术方案是：

一种数控机床，包括机架，机架的上部设有用于安装刀具的主轴，机架的中下部设有用于放置工件的工作台，主轴和工作台分别连接有动作驱动机构，机架内设有用于主轴更换不同刀具的加工刀库，刀库位于主轴侧边的机架上，机架内还设有熔丝式金属热熔焊枪，该熔丝式金属热熔焊枪通过与主轴上的刀具更换机构对应的换取机构安装在机架上，当主轴更换上熔丝式金属热熔焊枪时，实现通过金属焊丝进行焊接或者堆焊，当焊接或者堆焊到一定程度后，主轴更换为相应的刀具进行所需的加工。

进一步，所述工作台上安装有金属热熔冷却装置，冷却装置的上方有金属热熔操作面，能够快速冷却堆焊的金属，实现快速加工。

优选地，所述熔丝式金属热熔焊枪的换取机构包括一安装在机架上的气缸，气缸的推拉杆前端连接有安装在机架上的摆臂式焊枪更换支架，便于收藏和展开更换。

优选地，所述的熔丝式金属热熔焊枪为二氧化碳电弧焊枪或者氩气保护焊枪，其配备设备常规。

优选地，所述的金属热熔冷却装置为水循环冷却装置。

优选地，所述的用于放置工件的工作台为五轴式摇篮工作台，熔丝后金属往下流，通过五轴式摇篮结构使增材料的矢量保持往沿垂向上，来迎接不断向下流的金属，实现多方向角度的堆焊增加。

本发明的有益效果是：不但能够对金属零件进行增材和切削加工的复合加工，而且是利用传统的焊接工艺，堆焊成型，大大提高铸造零件的生产货期，同时与激光喷粉相比，其焊枪设备常见，配备成本低廉，能够极为有效地提高生产效益。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步说明。

图1是本发明数控机床的参考示意图；

图2是本发明数控机床内部的结构示意图；

图3是本发明数控机床内部的结构俯视示意图；

图4是本发明焊枪的工作原理示意图。

具体实施方式

参照图1-图4，本发明的一种数控机床，包括机架1，机架1的上部设有用于安装刀具的主轴2，机架1的中下部设有用于放置工件的工作台3，主轴2和工作台3分别连接有动作驱动机构，比如五轴移动机构，因为这些动作驱动机构是现有的常规结构，在此不再一一叙述。

机架1内设有用于主轴更换不同刀具的加工刀库4，刀库4位于主轴2侧边的机架1上，机架1内还设有熔丝式金属热熔焊枪5，该熔丝式金属热熔焊枪5通过与主轴2上的刀具更换机构对应的换取机构6安装在机架1上。

进一步，所述工作台3上安装有金属热熔冷却装置7，冷却装置7的上方有金属热熔操作面70，能够快速冷却堆焊的金属，实现快速加工。优选地，所述的金属热熔冷却装置7为水循环冷却装置，快速散热，有效阻隔热量传递到A/C轴。

其中，参照图4，所述的熔丝式金属热熔焊枪5为二氧化碳电弧焊枪，其配备设备常规，包括枪头50、焊丝输送管51（为自动送丝机构，输送金属电焊丝55和二氧化碳保护气体）和主轴连接架52。