CN115106578B - 一种电弧增材生产的三轴加工台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电弧增材生产技术领域的一种电弧增材生产的三轴加工台，包括三轴平台，三轴平台的内部传动连接有升降台，升降台的内壁滑动连接有动力架，升降台的内壁固定安装有与动力架连接的第一驱动推杆，动力架的顶面固定安装有伺服电机，动力架的内壁转动连接有竖直设置的传动轴，伺服电机的输出轴端与传动轴传动连接，传动轴的周侧面固定安装有驱动轮，动力架的内壁滑动连接有夹持机构，动力架的内壁固定安装有驱动夹持机构运动的第二驱动推杆。本发明通过径向驱动模块、轴向驱动模块和纵向驱动模块的设置，使本装置能够高效完成电弧增材的三轴生产加工作业，且本装置在生产加工作业时，能够同步加装多种刀具。

Description

一种电弧增材生产的三轴加工台

技术领域

本发明涉及三轴加工台技术领域，具体为一种电弧增材生产的三轴加工台。

背景技术

电弧增材制造技术是采用电弧熔丝工艺进行金属零件3D成形的工艺过程，即采用氩弧焊电弧作为热源，将金属丝材熔化逐层沉积从而制造出接近产品设计尺寸要求的三维金属胚件，与其它金属增材制造技术相比较，电弧增材制造技术具有设备投资少(仅需要焊接电源、运动系统以及控制系统)、制造效率高(可达到数公斤每小时的增材速度)、设备运行稳定、运行成本低(由于电-电弧转换率85％以上，对激光而言，电-光转换率小于10％，运行成本更低)等优点，在电弧增材制造完毕后，往往需要对电弧增材的表面进行铣削加工，现有技术中已经出现了多种类型的电弧增材铣削加工装置，如公告号为CN209006718U的专利文件公开了一种电弧增材铣削加工装置，该装置在对电弧增材进行生产加工时，虽然实现了电弧增材表面的多角度铣削作业，但是在上述装置在使用时，不便于进行铣削刀头的在线更换作业，基于此，本发明设计了一种电弧增材生产的三轴加工台，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电弧增材生产的三轴加工台，以解决上述背景技术中提出的现有电弧增材的加工台不便于实现铣削刀头的在线更换的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电弧增材生产的三轴加工台，包括三轴平台，所述三轴平台的内部传动连接有升降台，所述升降台的内壁滑动连接有动力架，所述升降台的内壁固定安装有与动力架连接的第一驱动推杆，所述动力架的顶面固定安装有伺服电机，所述动力架的内壁转动连接有竖直设置的传动轴，所述伺服电机的输出轴端与传动轴传动连接，所述传动轴的周侧面固定安装有驱动轮，所述动力架的内壁滑动连接有夹持机构，所述动力架的内壁固定安装有驱动夹持机构运动的第二驱动推杆，所述三轴平台的顶部转动连接有转刀旋筒，所述三轴平台的表面固定安装有与转刀旋筒连接的旋转电机，所述转刀旋筒的内壁固定安装有一组呈圆周阵列分布的收刀模块。

优选的，所述收刀模块包括刀架，所述刀架的背面与转刀旋筒固定连接，所述刀架的内壁卡接有刀座，所述刀座的内壁转动连接有驱动轴，所述驱动轴的周侧面且对应驱动轮的位置固定安装有与驱动轮配合的从动轮，所述驱动轴的底端固定安装有卡头，所述卡头的内壁卡接有加工刀具。

优选的，所述刀架的背面固定安装有与刀座配合的磁铁，所述刀座为金属材质且所述刀座为方形结构，所述刀架的两侧面均固定开设有移刀孔，所述刀座的两侧面均对应移刀孔的位置均固定安装有一组摩擦凸条。

优选的，所述夹持机构分别包括丝杆驱动模块和夹台，所述夹台的表面与动力架滑动连接，所述夹台的背面与第二驱动推杆固定连接，所述丝杆驱动模块的周侧面对称设置有正向螺纹部和反向螺纹部，所述丝杆驱动模块的周侧面且对应正向螺纹部和反向螺纹部的位置均连接有夹钳，所述夹钳的表面与夹台滑动连接，所述夹钳的表面固定设置有与移刀孔形状适配的夹刀部。

优选的，所述丝杆驱动模块分别包括传动电机、两个对称设置的导向杆和传动丝杆，所述传动电机的输出轴端与传动丝杆固定连接，所述正向螺纹部和反向螺纹部对称开设于传动丝杆的周侧面。

优选的，所述三轴平台包括台架，所述台架的内壁固定安装有竖直设置的径向驱动模块，所述径向驱动模块的周侧面与升降台传动连接，所述台架的内壁还固定安装有沿轴向设置的轴向驱动模块，所述轴向驱动模块的周侧面传动连接有轴向滑台，所述轴向滑台的周侧面与台架滑动连接，所述轴向滑台的内壁滑动连接有纵向滑台，所述纵向滑台的顶面固定安装有装夹平台，所述轴向滑台的内壁固定安装有与纵向滑台传动连接的纵向驱动模块。

优选的，所述径向驱动模块、轴向驱动模块和纵向驱动模块均包括驱动电机和丝杆，所述驱动电机的输出轴端与丝杆传动连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过径向驱动模块、轴向驱动模块和纵向驱动模块的设置，使本装置能够高效完成电弧增材的三轴生产加工作业，且本装置在生产加工作业时，能够同步加装多种刀具，且刀具加装后，能够进行工作刀具的快速切换，通过上述技术效果的实现，从而有效提高本加工台的多功能性和对电弧增材的生产加工效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明图1中A处的局部放大结构示意图；

图3为本发明第一驱动推杆、传动轴和伺服电机的结构示意图；

图4为本发明收刀模块的结构示意图；

图5为本发明夹台和夹钳的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-台架，2-径向驱动模块，3-轴向驱动模块，4-纵向驱动模块，5-升降台，6-装夹平台，7-动力架，8-第一驱动推杆，9-伺服电机，10-传动轴，11-驱动轮，12-第二驱动推杆，13-转刀旋筒，14-旋转电机，15-收刀模块，16-刀架，17-刀座，18-驱动轴，19-加工刀具，20-丝杆驱动模块，21-夹台，22-夹钳，23-磁铁，24-移刀孔，25-从动轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种电弧增材生产的三轴加工台，包括三轴平台，三轴平台的内部传动连接有升降台5；

三轴平台包括台架1，台架1的内壁固定安装有竖直设置的径向驱动模块2，径向驱动模块2的周侧面与升降台5传动连接，径向驱动模块2设置的作用在于驱动升降台5进行升降作业；

台架1的内壁还固定安装有沿轴向设置的轴向驱动模块3，轴向驱动模块3的周侧面传动连接有轴向滑台，轴向滑台的周侧面与台架1滑动连接，轴向滑台的内壁滑动连接有纵向滑台，纵向滑台的顶面固定安装有装夹平台6，轴向滑台的内壁固定安装有与纵向滑台传动连接的纵向驱动模块4。

轴向驱动模块3通过与纵向驱动模块4的配合，从而驱动加工台双轴移动，使用时，电弧增材通过夹具固定于装夹平台6上；

径向驱动模块2、轴向驱动模块3和纵向驱动模块4均包括驱动电机和丝杆，驱动电机的输出轴端与丝杆传动连接；

升降台5的内壁滑动连接有动力架7，升降台5的内壁固定安装有与动力架7连接的第一驱动推杆8，动力架7的顶面固定安装有伺服电机9，动力架7的内壁转动连接有竖直设置的传动轴10，伺服电机9的输出轴端与传动轴10传动连接，传动轴10的端部固定安装有从动锥齿轮，伺服电机9的输出轴端固定安装有与从动锥齿轮啮合的传动锥齿轮；

传动轴10的周侧面固定安装有驱动轮11，动力架7的内壁滑动连接有夹持机构，动力架7的内壁固定安装有驱动夹持机构运动的第二驱动推杆12；

夹持机构分别包括丝杆驱动模块20和夹台21，夹台21的表面与动力架7滑动连接，夹台21的背面与第二驱动推杆12固定连接，丝杆驱动模块20的周侧面对称设置有正向螺纹部和反向螺纹部，丝杆驱动模块20的周侧面且对应正向螺纹部和反向螺纹部的位置均连接有夹钳22，夹钳22的表面与夹台21滑动连接，夹钳22的表面固定设置有与移刀孔24形状适配的夹刀部；

通过正向螺纹部和反向螺纹部的设置，从而使两个夹钳22能够同步相互靠近或同步相互远离，通过两个夹钳22的靠近或远离，继而对刀座17进行夹持和转移作业；

丝杆驱动模块20分别包括传动电机、两个对称设置的导向杆和传动丝杆，传动电机的输出轴端与传动丝杆固定连接，正向螺纹部和反向螺纹部对称开设于传动丝杆的周侧面；

三轴平台的顶部转动连接有转刀旋筒13，三轴平台的表面固定安装有与转刀旋筒13连接的旋转电机14，转刀旋筒13的内壁固定安装有一组呈圆周阵列分布的收刀模块15。

收刀模块15包括刀架16，刀架16的背面与转刀旋筒13固定连接，刀架16的内壁卡接有刀座17，刀座17的内壁转动连接有驱动轴18，驱动轴18的周侧面且对应驱动轮11的位置固定安装有与驱动轮11配合的从动轮25，驱动轴18的底端固定安装有卡头，卡头的内壁卡接有加工刀具19。

刀架16的背面固定安装有与刀座17配合的磁铁23，刀座17为金属材质且刀座17为方形结构，刀架16的两侧面均固定开设有移刀孔24，刀座17的两侧面均对应移刀孔24的位置均固定安装有一组摩擦凸条。

工作原理：本加工台主要适用于电弧增材的铣削或切削加工作业，使用时，电弧增材通过夹具固定于装夹平台6上，加工时，轴向驱动模块3通过与纵向驱动模块4和径向驱动模块2的配合，从而对电弧增材进行三轴加工，加工时，某一选定的收刀模块15被夹持于两个夹钳22之间，且夹持后，通过对第二驱动推杆12的控制，使从动轮25与驱动轮11充分紧贴，充分紧贴后，继而使驱动轮11对该收刀模块15处的加工刀具19进行有效驱动，当需要更换收刀模块15时，首先通过夹持机构、第一驱动推杆8和第二驱动推杆12的配合，将原本的刀座17移动至空置的刀架16上，待刀架16对刀座17固定完毕后，两个夹钳22失去夹持作用，第一驱动推杆8和第二驱动推杆12充分复位，复位完毕后，旋转电机14驱动转刀旋筒13发生设定角度的旋转，从而使选定的刀座17对准驱动轮11，随后，第一驱动推杆8、第二驱动推杆12通过与夹持机构的配合，从而使刀座17由刀架16移出，移出后，第二驱动推杆12驱动该收刀模块15处的从动轮25与驱动轮11紧贴，继而完成换刀作业。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (1)

1.一种电弧增材生产的三轴加工台，包括三轴平台，其特征在于：所述三轴平台的内部传动连接有升降台（5），所述升降台（5）的内壁滑动连接有动力架（7），所述升降台（5）的内壁固定安装有与动力架（7）连接的第一驱动推杆（8），所述动力架（7）的顶面固定安装有伺服电机（9），所述动力架（7）的内壁转动连接有竖直设置的传动轴（10），所述伺服电机（9）的输出轴端与传动轴（10）传动连接，所述传动轴（10）的周侧面固定安装有驱动轮（11），所述动力架（7）的内壁滑动连接有夹持机构，所述动力架（7）的内壁固定安装有驱动夹持机构运动的第二驱动推杆（12），所述三轴平台的顶部转动连接有转刀旋筒（13），所述三轴平台的表面固定安装有与转刀旋筒（13）连接的旋转电机（14），所述转刀旋筒（13）的内壁固定安装有一组呈圆周阵列分布的收刀模块（15），所述收刀模块（15）包括刀架（16），所述刀架（16）的背面与转刀旋筒（13）固定连接，所述刀架（16）的内壁卡接有刀座（17），所述刀座（17）的内壁转动连接有驱动轴（18），所述驱动轴（18）的周侧面且对应驱动轮（11）的位置固定安装有与驱动轮（11）配合的从动轮（25），所述驱动轴（18）的底端固定安装有卡头，所述卡头的内壁卡接有加工刀具（19），所述刀架（16）的背面固定安装有与刀座（17）配合的磁铁（23），所述刀座（17）为金属材质且所述刀座（17）为方形结构，所述刀架（16）的两侧面均固定开设有移刀孔（24），所述刀座（17）的两侧面均对应移刀孔（24）的位置均固定安装有一组摩擦凸条，所述夹持机构分别包括丝杆驱动模块（20）和夹台（21），所述夹台（21）的表面与动力架（7）滑动连接，所述夹台（21）的背面与第二驱动推杆（12）固定连接，所述丝杆驱动模块（20）的周侧面对称设置有正向螺纹部和反向螺纹部，所述丝杆驱动模块（20）的周侧面且对应正向螺纹部和反向螺纹部的位置均连接有夹钳（22），所述夹钳（22）的表面与夹台（21）滑动连接，所述夹钳（22）的表面固定设置有与移刀孔（24）形状适配的夹刀部，所述丝杆驱动模块（20）分别包括传动电机、两个对称设置的导向杆和传动丝杆，所述传动电机的输出轴端与传动丝杆固定连接，所述正向螺纹部和反向螺纹部对称开设于传动丝杆的周侧面，所述三轴平台包括台架（1），所述台架（1）的内壁固定安装有竖直设置的径向驱动模块（2），所述径向驱动模块（2）的周侧面与升降台（5）传动连接，所述台架（1）的内壁还固定安装有沿轴向设置的轴向驱动模块（3），所述轴向驱动模块（3）的周侧面传动连接有轴向滑台，所述轴向滑台的周侧面与台架（1）滑动连接，所述轴向滑台的内壁滑动连接有纵向滑台，所述纵向滑台的顶面固定安装有装夹平台（6），所述轴向滑台的内壁固定安装有与纵向滑台传动连接的纵向驱动模块（4），所述径向驱动模块（2）、轴向驱动模块（3）和纵向驱动模块（4）均包括驱动电机和丝杆，所述驱动电机的输出轴端与丝杆传动连接。