橫梁移動式多功能3D打印機床的制作方法

本發明涉及機床加工機械領域，尤其是涉及一種橫梁移動式多功能3D打印機床。

背景技術：

銑削加工機械是機床工業的重要組成部分，是發展精密制造業必不可少的關鍵裝備。數控銑削機床廣泛應用于工業生產各個領域，尤其對模具、工量具、汽車、軸承機械制造等行業更具重要作用。隨著技術創新與高科技產品的不斷涌現，銑削加工技術應用范圍日益擴展，已成為現代制造業中進行精密加工的主要工藝技術。

目前對機械零件進行銑削加工后，如需對這個機械零件執行其他車削操作，則需要轉移至另一數控車床上進行，這樣既耗時，又耗能，而且還大量占用車間位置，影響資源的充分利用。

傳統的數控銑削機床采用工作臺移動方式，即工作臺與固定其上的工件一起進行運動，工作臺移動通過大功率的變頻電機和減速箱傳動，也需要耗費巨大的能源才能推動；在切削的環境下，質量負載是影響導軌磨損及精度保持性的一個重要因素，一般的工作臺移動式龍門機床除了工件重量以外工作臺本身的自重也非常巨大，如果長期加工較重工件，必然導致導軌磨損加速，一段時間后精度就會下降。

另外，工作臺移動式龍門機床在空載時一般都能達到其標注的設計速度，但隨著工件重量的增加，其移動速度必然大幅下降，影響效率，由于工作臺移動式龍門機床的工作臺負載是個變量，當在機床生產廠家設置較大的加速度，一旦放置較重工件后，機床就會發生振動、沖擊等進而損壞傳動系統；移動式龍門機床盡管工件不參與運動，但龍門框架重心高，過高的加速度容易產生較大的傾覆力，造成機床損壞，也不宜設置過高的加速度。

技術實現要素：

基于此，有必要針對現有技術的不足，提供一種結構合理、操作方便、精度較高且適用于機械制造各行業的橫梁移動式多功能3D打印機床。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種橫梁移動式多功能3D打印機床，其包括底座、設置在底座上的工作臺、設置在底座上方的橫梁、設置在工作臺兩側用于支撐橫梁的支座，所述橫梁沿支座方向來回往復運作；所述橫梁上安裝有主軸，所述主軸沿橫梁方向來回往復運作。

在其中一個實施例中，所述工作臺包括轉臺座，所述轉臺座設置在底座一側，所述轉臺座包括平行設置的支撐板，所述支撐板垂直設置在底座上，所述支撐板之間卡持設置有加工臺，所述加工臺設置有支撐臺，所述支撐臺兩側設置有連接臂，所述連接臂一端卡設在支撐板上，所述連接臂另一端分別連接在支撐臺兩側，所述支撐臺上設置有加工轉板，所述加工轉板可在支撐臺上旋轉循環運動。

在其中一個實施例中，所述底座另一側設置有第一平板臺，所述第一平板臺與轉臺座設有一間隔。

在其中一個實施例中，所述轉臺座一側設置有頂針座，所述頂針座固定在第一平板臺上，所述頂針座包括驅動座及頂柱，所述頂柱設置驅動座一側，所述驅動座帶動頂柱運作。

在其中一個實施例中，所述支撐臺上安設有第二平板臺，所述第二平板臺與第一平板臺對接設置。

在其中一個實施例中，所述支座一側設置有刀庫，所述刀庫為鏈式刀庫。

在其中一個實施例中，所述支座上設置有多個噴頭，用于供主軸使用。

在其中一個實施例中，所述底座上方設置有機罩，所述機罩上設置有觀察窗。

在其中一個實施例中，所述機罩上方裝設有過濾式抽風裝置。

在其中一個實施例中，所述橫梁一側開設有滑槽，所述滑槽內卡持有主軸。

綜上所述，本發明橫梁移動式多功能3D打印機床的有益效果：

通過橫梁帶動主軸進行移位，配合橫梁沿支座方向來回滑動，由于主軸負載是定值，不會隨著待加工工件的變化而變化，進而能保證橫梁導軌的磨損很小且穩定，使得機床能長久保持精度；

通過橫梁帶動主軸進行移位，由于機床的運動中心在橫梁上，沒有較大的傾覆力矩且運動質量保持不變，配合合適的驅動裝置即可讓橫梁獲得較高的加速度，不僅能夠提高加工效率，而且還能降低待加工工件表面的粗糙度值。

附圖說明

圖1為本發明橫梁移動式多功能3D打印機床的結構示意圖；

圖2為本發明橫梁移動式多功能3D打印機床隱藏機罩后的結構示意圖；

圖3為本發明轉臺座結合頂針座的結構示意圖；

圖4為本發明轉臺座結合第二平板臺的結構示意圖；

圖5為圖4所示本發明轉臺座結合第二平板臺后另一視角的結構示意圖。

具體實施方式

為能進一步了解本發明的特征、技術手段以及所達到的具體目的、功能，下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細描述。

如圖1至圖5所示，本發明橫梁移動式多功能3D打印機床包括底座100、設置在底座100上的工作臺200、設置在底座100上方的橫梁300、設置在工作臺200兩側用于支撐橫梁300的支座400，所述橫梁300沿支座400方向來回往復運作；所述橫梁300一側開設有滑槽310，所述滑槽310內卡持有主軸500，所述主軸500可上下來回運作，所述主軸500安裝在橫梁300上，并沿橫梁300方向來回往復運作。

所述工作臺200包括轉臺座210，所述轉臺座210設置在底座100一側，所述轉臺座210包括平行設置的支撐板211，所述支撐板211垂直設置在底座100上，所述支撐板211之間卡持設置有加工臺212，所述加工臺212設置有支撐臺2121，所述支撐臺2121兩側設置有連接臂2122，所述連接臂2122一端卡設在支撐板211上，所述連接臂2122另一端分別連接在支撐臺2121兩側，用以帶動支撐臺2121來回擺動；所述支撐臺2121上設置有加工轉板213，所述加工轉板213可在支撐臺2121上旋轉循環運動，所述加工轉板213上用以放置待加工工件，通過支撐臺2121擺動及加工轉板213旋轉運作可對待加工工件進行多軸式加工，能加工各種形狀特別、復雜的待加工工件，符合機床的發展方向；其中，所述加工轉板213為精密分度盤構造，所述加工轉板213用DD(direct driver)直驅電機提供其旋轉動力。

在其中一個實施例中，所述底座100另一側設置有第一平板臺110，所述第一平板臺110與轉臺座210設有一間隔，以使得支撐臺2121能無障礙地來回進行擺動，同時，主軸500在橫梁300的帶動下可沿支座400方向移位至第一平板臺110對待加工工件進行銑削，也可移位至轉臺座210上方對待加工工件進行銑削，即可在本機床上同時實現五軸立銑減材加工和三軸立銑加工，互不干涉。

在其中一個實施例中，所述轉臺座210一側設置有頂針座220，所述頂針座220固定在第一平板臺110上，所述頂針座220包括驅動座221及頂柱222，所述頂柱222設置驅動座221一側，所述驅動座221帶動頂柱222運作，進而對待加工工件進行抵頂固定，使得主軸500能有效對待加工工件進行車削操作，提高主軸500車削的穩定性，可加工加長型軸類待加工工件。

在其中一個實施例中，所述支撐臺2121上安設有第二平板臺230，所述第二平板臺230與第一平板臺110對接設置，可將大型待加工工件放置在第一平板臺110與第二平板臺230組合而成的平板臺上，最大限度擴展可加工的尺寸。

在其中一個實施例中，所述支座400一側設置有刀庫410，所述刀庫410為鏈式刀庫410，所述鏈式刀庫410擁有更多的類型和數量的刀具，以供主軸500使用，提高機床加工范圍。

在其中一個實施例中，所述支座400上還設置有多個噴頭420，以供主軸500使用，所述噴頭420可采用高能粒子束做熱源，以加工各種特殊性質粉材，熔覆成不同特質的金屬或非金屬胚料，實現五軸多噴頭金屬熔復增材加工功能，改良單一的加工方式；或者，對待加工工件表面進行噴涂處理，噴涂薄層、特殊金屬/非金屬粉末層，使得待加工工件具有特殊性質的表面涂層，滿足不同客戶的需求，使得機床加工更加靈活及多樣化，所述噴頭420以金屬構件為主體，噴頭表面采用耐高溫硬合金材質構造，噴頭主體外側部包覆有耐腐蝕耐高溫材質。

或者，所述噴頭420還連通水冷系統或氣冷系統，通過主軸500帶動噴頭420并利用噴頭420噴出的熱氣流、冷水流或冷氣流對待加工工件進行淬火、回火等熱處理工序。

在其中一個實施例中，所述噴頭420一側裝設有紅外非接觸式測溫探頭(圖未示)，能對熔覆區溫度進行實時檢測反饋，方便對堆焊噴槍產生的溫度進行控制，提升產品生產質量。

在其中一個實施例中，所述支座400上一側還設置有磨頭(圖未示)，以供主軸500使用，在需要對待加工工件進行最后的磨削工序時，在主軸500上安裝上磨頭，不需對待加工工件進行拆卸即可實現銑削與磨削的工序流程，實現五軸磨削加工功能，進行高精度加工。

在其中一個實施例中，所述主軸500可采用高速拋光輪構造，可對待加工工件表面進行拋光處理。

在其中一個實施例中，所述底座100上方設置有機罩600，所述機罩600上設置有觀察窗610，所述觀察窗610采用深色電焊護目玻璃材質構造，以避免強光炫目及污染，同時也保護了操作者的眼睛。

在其中一個實施例中，所述橫梁移動式多功能3D打印機床采用封閉式構造，底座100結合機罩600形成密閉空間，能有效防止粉塵外溢，所述機罩600上方裝設有過濾式抽風裝置620，減少工作空間粉塵對環境影響和對人體危害，同時可回收貴重的金屬粉末，節約成本。

在其中一個實施例中，所述橫梁移動式多功能3D打印機床還設置有2個以上攝像頭及顯示器，能可靠觀察主軸500夾持噴頭420或刀具后的實時操作過程，以避免強光炫目，可隨時觀察到機床內的加工細節并做必要的錄像。

在其中一個實施例中，所述橫梁移動式多功能3D打印機床還包括控制顯示屏700，所述控制顯示屏700可移動地設置在機罩600外一側，所述控制顯示屏700用于控制主軸500運動及噴頭420堆焊胚料，易于操控。

在其中一個實施例中，所述主軸500一側固定設置有吸粉裝置(圖未示)，在主軸500安裝上刀具后對待加工工件進行銑削操作時，吸粉裝置能將產生的碎屑吸附干凈，更加方便主軸500對待加工工件進行銑削操作。

本發明在安裝運輸時，可將頂針座220及第二平板臺230從底座100上拆卸進行運輸，減少運輸的難度；在實際加工過程中，其具體操作過程如下，通過主軸500的三軸運動模式及轉臺座210的二軸運動模式，利用支撐臺2121的擺動及加工轉板213的旋轉運動，使得橫梁移動式多功能3D打印機床能完成五軸運動模式，實現五軸車削減材加工功能。

在第一平板臺110上安裝上頂針座220后，將支撐臺2121擺動至90°角度，在加工轉板213與頂柱222的共同擠壓下將加長型軸類待加工工件固定，再利用安裝在主軸500的刀具對待加工工件進行車削處理，使得橫梁移動式多功能3D打印機床能完成車床運動模式。

在支撐臺2121回復原位后將第二平板臺230放置在加工轉板213上，加工轉板213卡置在支撐臺2121內側，此時，加工轉板213受制于第二平板臺230的限位無法進行旋轉運作，第一平板臺110與第二平板臺230對接設置，可將大型待加工工件放置在第一平板臺110與第二平板臺230組合而成的平板臺上，最大限度的降低了工件大小、材料差別、形狀多樣等因素對機床的約束性，使得橫梁移動式多功能3D打印機床能完成三軸運動模式。

將第二平板臺230從轉臺座210上拆卸下來后，第一平板臺110與轉臺座210設有一間隔，主軸500在橫梁300的帶動下可沿支座400方向移位至第一平板臺110對待加工工件進行三軸銑削加工操作，也可移位至轉臺座210上方對待加工工件進行五軸銑削加工，互不干涉，使得橫梁移動式多功能3D打印機床能同時完成五軸及三軸運動模式。

綜上所述，本發明橫梁移動式多功能3D打印機床的有益效果：

通過橫梁300帶動主軸500進行移位，配合橫梁300沿支座400方向來回滑動，由于主軸500負載是定值，不會隨著待加工工件的變化而變化，進而能保證橫梁300導軌的磨損很小且穩定，使得機床能長久保持精度；

通過橫梁300帶動主軸500進行移位，由于機床的運動中心在橫梁300上，沒有較大的傾覆力矩且運動質量保持不變，配合合適的驅動裝置即可讓橫梁300獲得較高的加速度，不僅能夠提高加工效率，而且還能降低待加工工件表面的粗糙度值。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明的保護范圍應以所附權利要求為準。