横梁移动式多功能3D打印机床的制作方法

本实用新型涉及机床加工机械领域，尤其是涉及一种横梁移动式多功能3D打印机床。

背景技术：

铣削加工机械是机床工业的重要组成部分，是发展精密制造业必不可少的关键装备。数控铣削机床广泛应用于工业生产各个领域，尤其对模具、工量具、汽车、轴承机械制造等行业更具重要作用。随着技术创新与高科技产品的不断涌现，铣削加工技术应用范围日益扩展，已成为现代制造业中进行精密加工的主要工艺技术。

目前对机械零件进行铣削加工后，如需对这个机械零件执行其他车削操作，则需要转移至另一数控车床上进行，这样既耗时，又耗能，而且还大量占用车间位置，影响资源的充分利用。

传统的数控铣削机床采用工作台移动方式，即工作台与固定其上的工件一起进行运动，工作台移动通过大功率的变频电机和减速箱传动，也需要耗费巨大的能源才能推动；在切削的环境下，质量负载是影响导轨磨损及精度保持性的一个重要因素，一般的工作台移动式龙门机床除了工件重量以外工作台本身的自重也非常巨大，如果长期加工较重工件，必然导致导轨磨损加速，一段时间后精度就会下降。

另外，工作台移动式龙门机床在空载时一般都能达到其标注的设计速度，但随着工件重量的增加，其移动速度必然大幅下降，影响效率，由于工作台移动式龙门机床的工作台负载是个变量，当在机床生产厂家设置较大的加速度，一旦放置较重工件后，机床就会发生振动、冲击等进而损坏传动系统；移动式龙门机床尽管工件不参与运动，但龙门框架重心高，过高的加速度容易产生较大的倾覆力，造成机床损坏，也不宜设置过高的加速度。

技术实现要素：

基于此，有必要针对现有技术的不足，提供一种结构合理、操作方便、精度较高且适用于机械制造各行业的横梁移动式多功能3D打印机床。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种横梁移动式多功能3D打印机床，其包括底座、设置在底座上的工作台、设置在底座上方的横梁、设置在工作台两侧用于支撑横梁的支座，所述横梁沿支座方向来回往复运作；所述横梁上安装有主轴，所述主轴沿横梁方向来回往复运作。

在其中一个实施例中，所述工作台包括转台座，所述转台座设置在底座一侧，所述转台座包括平行设置的支撑板，所述支撑板垂直设置在底座上，所述支撑板之间卡持设置有加工台，所述加工台设置有支撑台，所述支撑台两侧设置有连接臂，所述连接臂一端卡设在支撑板上，所述连接臂另一端分别连接在支撑台两侧，所述支撑台上设置有加工转板，所述加工转板可在支撑台上旋转循环运动。

在其中一个实施例中，所述底座另一侧设置有第一平板台，所述第一平板台与转台座设有一间隔。

在其中一个实施例中，所述转台座一侧设置有顶针座，所述顶针座固定在第一平板台上，所述顶针座包括驱动座及顶柱，所述顶柱设置驱动座一侧，所述驱动座带动顶柱运作。

在其中一个实施例中，所述支撑台上安设有第二平板台，所述第二平板台与第一平板台对接设置。

在其中一个实施例中，所述支座一侧设置有刀库，所述刀库为链式刀库。

在其中一个实施例中，所述支座上设置有多个喷头，用于供主轴使用。

在其中一个实施例中，所述底座上方设置有机罩，所述机罩上设置有观察窗。

在其中一个实施例中，所述机罩上方装设有过滤式抽风装置。

在其中一个实施例中，所述横梁一侧开设有滑槽，所述滑槽内卡持有主轴。

综上所述，本实用新型横梁移动式多功能3D打印机床的有益效果：

通过横梁带动主轴进行移位，配合横梁沿支座方向来回滑动，由于主轴负载是定值，不会随着待加工工件的变化而变化，进而能保证横梁导轨的磨损很小且稳定，使得机床能长久保持精度；

通过横梁带动主轴进行移位，由于机床的运动中心在横梁上，没有较大的倾覆力矩且运动质量保持不变，配合合适的驱动装置即可让横梁获得较高的加速度，不仅能够提高加工效率，而且还能降低待加工工件表面的粗糙度值。

附图说明

图1为本实用新型横梁移动式多功能3D打印机床的结构示意图；

图2为本实用新型横梁移动式多功能3D打印机床隐藏机罩后的结构示意图；

图3为本实用新型转台座结合顶针座的结构示意图；

图4为本实用新型转台座结合第二平板台的结构示意图；

图5为图4所示本实用新型转台座结合第二平板台后另一视角的结构示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

如图1至图5所示，本实用新型横梁移动式多功能3D打印机床包括底座100、设置在底座100上的工作台200、设置在底座100上方的横梁300、设置在工作台200两侧用于支撑横梁300的支座400，所述横梁300沿支座400方向来回往复运作；所述横梁300一侧开设有滑槽310，所述滑槽310内卡持有主轴500，所述主轴500可上下来回运作，所述主轴500安装在横梁300上，并沿横梁300方向来回往复运作。

所述工作台200包括转台座210，所述转台座210设置在底座100一侧，所述转台座210包括平行设置的支撑板211，所述支撑板211垂直设置在底座100上，所述支撑板211之间卡持设置有加工台212，所述加工台212设置有支撑台2121，所述支撑台2121两侧设置有连接臂2122，所述连接臂2122一端卡设在支撑板211上，所述连接臂2122另一端分别连接在支撑台2121两侧，用以带动支撑台2121来回摆动；所述支撑台2121上设置有加工转板213，所述加工转板213可在支撑台2121上旋转循环运动，所述加工转板213上用以放置待加工工件，通过支撑台2121摆动及加工转板213旋转运作可对待加工工件进行多轴式加工，能加工各种形状特别、复杂的待加工工件，符合机床的发展方向；其中，所述加工转板213为精密分度盘构造，所述加工转板213用DD(direct driver)直驱电机提供其旋转动力。

在其中一个实施例中，所述底座100另一侧设置有第一平板台110，所述第一平板台110与转台座210设有一间隔，以使得支撑台2121能无障碍地来回进行摆动，同时，主轴500在横梁300的带动下可沿支座400方向移位至第一平板台110对待加工工件进行铣削，也可移位至转台座210上方对待加工工件进行铣削，即可在本机床上同时实现五轴立铣减材加工和三轴立铣加工，互不干涉。

在其中一个实施例中，所述转台座210一侧设置有顶针座220，所述顶针座220固定在第一平板台110上，所述顶针座220包括驱动座221及顶柱222，所述顶柱222设置驱动座221一侧，所述驱动座221带动顶柱222运作，进而对待加工工件进行抵顶固定，使得主轴500能有效对待加工工件进行车削操作，提高主轴500车削的稳定性，可加工加长型轴类待加工工件。

在其中一个实施例中，所述支撑台2121上安设有第二平板台230，所述第二平板台230与第一平板台110对接设置，可将大型待加工工件放置在第一平板台110与第二平板台230组合而成的平板台上，最大限度扩展可加工的尺寸。

在其中一个实施例中，所述支座400一侧设置有刀库410，所述刀库410为链式刀库410，所述链式刀库410拥有更多的类型和数量的刀具，以供主轴500使用，提高机床加工范围。

在其中一个实施例中，所述支座400上还设置有多个喷头420，以供主轴500使用，所述喷头420可采用高能粒子束做热源，以加工各种特殊性质粉材，熔覆成不同特质的金属或非金属胚料，实现五轴多喷头金属熔复增材加工功能，改良单一的加工方式；或者，对待加工工件表面进行喷涂处理，喷涂薄层、特殊金属/非金属粉末层，使得待加工工件具有特殊性质的表面涂层，满足不同客户的需求，使得机床加工更加灵活及多样化，所述喷头420以金属构件为主体，喷头表面采用耐高温硬合金材质构造，喷头主体外侧部包覆有耐腐蚀耐高温材质。

或者，所述喷头420还连通水冷系统或气冷系统，通过主轴500带动喷头420并利用喷头420喷出的热气流、冷水流或冷气流对待加工工件进行淬火、回火等热处理工序。

在其中一个实施例中，所述喷头420一侧装设有红外非接触式测温探头(图未示)，能对熔覆区温度进行实时检测反馈，方便对堆焊喷枪产生的温度进行控制，提升产品生产质量。

在其中一个实施例中，所述支座400上一侧还设置有磨头(图未示)，以供主轴500使用，在需要对待加工工件进行最后的磨削工序时，在主轴500上安装上磨头，不需对待加工工件进行拆卸即可实现铣削与磨削的工序流程，实现五轴磨削加工功能，进行高精度加工。

在其中一个实施例中，所述主轴500可采用高速抛光轮构造，可对待加工工件表面进行抛光处理。

在其中一个实施例中，所述底座100上方设置有机罩600，所述机罩600上设置有观察窗610，所述观察窗610采用深色电焊护目玻璃材质构造，以避免强光炫目及污染，同时也保护了操作者的眼睛。

在其中一个实施例中，所述横梁移动式多功能3D打印机床采用封闭式构造，底座100结合机罩600形成密闭空间，能有效防止粉尘外溢，所述机罩600上方装设有过滤式抽风装置620，减少工作空间粉尘对环境影响和对人体危害，同时可回收贵重的金属粉末，节约成本。

在其中一个实施例中，所述横梁移动式多功能3D打印机床还设置有2个以上摄像头及显示器，能可靠观察主轴500夹持喷头420或刀具后的实时操作过程，以避免强光炫目，可随时观察到机床内的加工细节并做必要的录像。

在其中一个实施例中，所述横梁移动式多功能3D打印机床还包括控制显示屏700，所述控制显示屏700可移动地设置在机罩600外一侧，所述控制显示屏700用于控制主轴500运动及喷头420堆焊胚料，易于操控。

在其中一个实施例中，所述主轴500一侧固定设置有吸粉装置(图未示)，在主轴500安装上刀具后对待加工工件进行铣削操作时，吸粉装置能将产生的碎屑吸附干净，更加方便主轴500对待加工工件进行铣削操作。

本实用新型在安装运输时，可将顶针座220及第二平板台230从底座100上拆卸进行运输，减少运输的难度；在实际加工过程中，其具体操作过程如下，通过主轴500的三轴运动模式及转台座210的二轴运动模式，利用支撑台2121的摆动及加工转板213的旋转运动，使得横梁移动式多功能3D打印机床能完成五轴运动模式，实现五轴车削减材加工功能。

在第一平板台110上安装上顶针座220后，将支撑台2121摆动至90°角度，在加工转板213与顶柱222的共同挤压下将加长型轴类待加工工件固定，再利用安装在主轴500的刀具对待加工工件进行车削处理，使得横梁移动式多功能3D打印机床能完成车床运动模式。

在支撑台2121回复原位后将第二平板台230放置在加工转板213上，加工转板213卡置在支撑台2121内侧，此时，加工转板213受制于第二平板台230的限位无法进行旋转运作，第一平板台110与第二平板台230对接设置，可将大型待加工工件放置在第一平板台110与第二平板台230组合而成的平板台上，最大限度的降低了工件大小、材料差别、形状多样等因素对机床的约束性，使得横梁移动式多功能3D打印机床能完成三轴运动模式。

将第二平板台230从转台座210上拆卸下来后，第一平板台110与转台座210设有一间隔，主轴500在横梁300的带动下可沿支座400方向移位至第一平板台110对待加工工件进行三轴铣削加工操作，也可移位至转台座210上方对待加工工件进行五轴铣削加工，互不干涉，使得横梁移动式多功能3D打印机床能同时完成五轴及三轴运动模式。

综上所述，本实用新型横梁移动式多功能3D打印机床的有益效果：

通过横梁300带动主轴500进行移位，配合横梁300沿支座400方向来回滑动，由于主轴500负载是定值，不会随着待加工工件的变化而变化，进而能保证横梁300导轨的磨损很小且稳定，使得机床能长久保持精度；

通过横梁300带动主轴500进行移位，由于机床的运动中心在横梁300上，没有较大的倾覆力矩且运动质量保持不变，配合合适的驱动装置即可让横梁300获得较高的加速度，不仅能够提高加工效率，而且还能降低待加工工件表面的粗糙度值。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型的保护范围应以所附权利要求为准。