[发明专利]一种激光增减材复合制造机床夹具装备

说明书

本发明提供了一种激光增减材复合制造机床夹具装备，将激光加工头与刀具的更换集成到同一个立式加工机床的机床主轴上，并且在完成激光加工头和刀具的更换后通过液压杆将整个夹具机构折叠到机床立柱附近，还使用了十字导轨来实现更换激光加工头与刀具时与机床主轴的定位问题；包括插销抓手装置、精密十字导轨传动装置及液压摆臂装置；本发明实现在增材制造后快速进行减材制造而缩短增减材制造加工时间，并且减小增减材制造设备体积，对后续的加工不产生影响，避免了增减材制造过程中较大的热输入对夹具的精度和使用寿命产生影响，定位精度较高。

技术领域

本发明涉及激光增减材复合制造设备制造技术领域，特别是涉及一种激光增减材复合制造工艺设备便于更换激光加工头与刀具的夹具装备。

背景技术

激光增材制造是一种融合了计算机辅助设计、材料加工与成型技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。虽然目前激光增材技术在国际上已经是较为成熟的一种技术了，但要制造某些较为复杂的零件产品制造，增材制造所制造的零件表面精度不足，需要结合传统的减材制造才能得到所需的加工精度，因此增减材复合加工技术则是目前发展的重点。增减材复合制造是在增材制造和减材制造工艺基础上提出的一种新型快速成形技术。该技术融合增材制造与减材制造的优点，通过增/减材工艺交替进行，实现构件的高精度、高性能、高效率制造。基于增减材的复合加工技术能快速制备出不同材料的高精度、高质量的复杂形状零件，缩短制造周期、节省材料、降低成本、增强产品竞争优势，特别有利于复杂形状、多品种、小批量零件的生产，具有广阔的应用前景。增减材复合加工技术将产品设计、软件控制以及增材制造与减材制造相结合，对于军事和航空等高价值、高精度加工领域具有重要的发展意义。

虽然增减材复合制造设备在目前加工制造领域有着重要作用，然而目前增减材制造加工设备发展尚不完善，主要缺点有以下几方面：增材制造系统与减材制造系统分为两套系统，整个设备较为庞大，激光加工头与刀具更换不方便，换刀装置精度和寿命较低等问题。

发明内容

本发明的目的是针对增减材复合制造设备的激光加工头与刀具的更换需求，提出一种基于激光增减材复合制造工艺设备便于更换激光加工头与刀具的夹具装备，用于实现增减材复合制造刀具和激光加工头的更换问题，解决了目前激光增减材复合制造增材制造系统与减材制造系统分为两套系统，整个设备较为庞大，激光头与铣刀更换不方便，换刀装置精度和寿命较低等问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种激光增减材复合制造工艺设备更换激光加工头与刀具的夹具装备，将激光加工头与刀具的更换集成到同一个立式加工机床的机床主轴上，使得在一个主轴上即可完成增减材复合制造，减小增减材复合制造加工设备的体积，缩短增减材制造加工时间，并且在完成激光加工头和刀具的更换后通过液压杆将整个夹具机构折叠到机床立柱附近，对后续的加工不产生影响，避免了增减材制造过程中较大的热输入对夹具的精度和使用寿命产生影响，本发明还使用了十字导轨来实现更换激光加工头与刀具时与机床主轴的定位问题，定位精度较高，其中增减材复合制造机床夹具装备包括：插销抓手装置、精密十字导轨传动装置及液压摆臂装置。

所述插销抓手装置由U型插销抓手、插销槽、U型插销垫片、弹簧、加强转接头、转接扣板组成。

所述U型插销抓手用于连接固定需要更换的激光加工头和刀具。

所述插销槽与弹簧和U型插销垫片配合实现U型插销抓手与插销槽的柔性配合，便于更换激光加工头与刀具。

所述加强转接头用于连接插销槽和转接扣板。

所述转接扣板用于传递丝杠导轨的运动，并且还对丝杠导轨起到一定的保护作用，可提高丝杠导轨寿命。

所述的精密十字导轨传动装置由导轨底座、丝杠、导轨、封板、电机底座、滑块座组成。

所述导轨底座用于安装丝杠、导轨、封板及电机底座。