[发明专利]一种球形超声头滚压增减材复合制造装置及方法

权利要求书

1.一种采用球形超声头滚压增减材复合制造装置的制造方法，其特征在于，包括下列步骤：

（1）采用所述的球形超声头滚压增减材复合制造装置，该装置包括框架、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；

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；

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；

所述的金属箔片供给系统由电机四、支架四、滚珠丝杠四、电机五、滑块一、滚珠丝杠五、供给仓、供给仓座、固定杆和滑块二组成，所述的电机四与电机五、滚珠丝杠四与滚珠丝杠五、滑块一与滑块二所有规格参数完全相同，所述的支架四固定在侧柱上，所述的滑块一与滑块二分别安装在中间滑轨的滑槽内，所述的电机四与电机五固定在支架四上，所述的滚珠丝杠四、滚珠丝杠五分别穿过滑块一、滑块二并与电机四、电机五相连，通过电机四、电机五转动带动滚珠丝杠四、滚珠丝杠五旋转进而推动滑块一与滑块二在沿中间滑轨的滑槽滑动，所述的供给仓座固定在供给仓上，所述的滑块一与供给仓及供给仓座、滑块二与供给仓及供给仓座分别通过固定杆使用螺纹连接；

所述的供给仓由发条、仓壁、中心轴、端盖和轴承组成，所述的发条安装在中心轴上，所述轴承固定在端盖上，所述的中心轴与端盖通过轴承连接，所述的仓壁与端盖通过螺纹连接，所述的端盖固定在固定杆上；

金属箔片接头在面板上定位，金属箔片供给系统向一侧运动，带动金属箔片从供给仓中抽出并借助供给仓座平铺在面板上，此时发条缩紧产生拉力起防止回缩作用，直至抽出一定长度的金属箔片，金属箔片供给系统停止，此时对金属箔片长度的末端再次定位；

（2）纵向移动超声增材制造系统与横向平面移动系统配合，根据计算机提供的成形数据对金属箔片进行由点到线到面的滚压增材制造，成形完一层后，纵向超声增材制造系统与平面移动系统回至原位；

（3）激光切割系统借助纵向移动超声增材制造系统与横向平面移动系统配合在水平面内运动，根据计算机提供的轮廓信息在已成形层切下轮廓，成形室下降一个成形层厚的高度，成形室内的金属箔片继续作为支撑结构；

（4）金属箔片供给系统借助已成形层定位点向步骤（1）中金属箔片供给系统运动的反方向运动，将新的一层金属箔片平铺在成形室上方，金属箔片达到规定长度后，金属箔片供给系统再次停止，纵向移动超声增材制造系统与横向平面移动系统配合对金属箔片首尾两端进行固结定位；定位完毕后开始成形，如此层层叠加，直至成形出规定的三维 实体零件。

2.根据权利要求1所述的一种采用球形超声头滚压增减材复合制造装置的制造方法，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。