一种适于轴类零件高精加工的3D打印机的制作方法

文档序号:15200672发布日期:2018-08-19 11:29阅读:212来源:国知局

本发明涉及3d打印的技术领域,具体涉及一种适于轴类零件高精加工的3d打印机。



背景技术:

3d打印是目前一个新兴的行业,在现有技术中有着各种各样的3d打印机结构,其中包括并联式3d打印机。并联式3d打印机,又称为三角洲3d打印机、delta式3d打印机等,其具有三个竖直设置的滑轨,每个滑轨上安装一个能够被驱动装置驱动沿竖直方向滑动的滑块,每个滑块上铰接安装有连杆组,各连杆组由两根并排平行设置的连杆组成,连杆组的另一端均连接至挤出头。在工作时,三个滑块滑动改变挤出头在空间上的位置,挤出头将熔融的3d打印材料挤出至指定的坐标,实现3d打印。

目前主流快速成型技术其基本原理都是叠层制造,由快速原型机在x-y平面内通过扫描形式形成工件的截面形状,而在z坐标间断地作层面厚度的位移,最终形成三维制件。

然而现有3d打印机存在的问题是:在并联式3d打印机中,最核心的装配难度在于连杆组、滑块和滑轴的配合,由于连杆组需要铰接在滑块上,而滑块与滑轴需要滑动配合并且匹配驱动装置作为动力源,而滑轴又需要竖直安装在底座上,装配时容易因为装配精度达不到要求而导致3d打印精度大大降低,滑块与滑轴的滑动配合精准度低,难以实现高精加工。而且现有的3d打印机通过叠层制造虽然能够制造轴类零件,但是因为加工精度的原因难以保证轴类零件最关键的同轴度问题。



技术实现要素:

本发明为了解决上述技术的不足,提供了一种能够对轴类零件进行高精度加工的3d打印机。

本发明的技术方案:一种适于轴类零件高精加工的3d打印机,包括基座、滑移座、丝杆、丝杆电机,顶针座、挤出头及驱动挤出头移动的移动装置,所述基座上设有滑移方向与顶针座轴向相同的滑轨,所述滑移座设置于滑轨内做滑动配合,该滑移座上设有轴向与滑轨同向设置的螺纹孔,所述丝杆设置于螺纹孔内螺纹配合并与丝杆电机联动配合,所述移动装置包括环形移动座,所述滑移座上设有环形支架,该环形支架上设有与顶针成同轴设置的环形槽、主动齿轮及驱动主动齿轮旋转的旋转驱动电机,所述环形移动座与环形槽相适配并设置于环形槽内做旋转滑动配合,该环形移动座外周面上设有齿轮,所述主动齿轮与环形移动座外周面齿轮啮合,所述挤出头呈径向出料设置并与环形移动座联动配合,所述旋转驱动电机驱动环形移动座旋转,带动挤出头围绕顶针轴心旋转。

采用上述技术方案,通过设置两个朝向相对顶针座顶起一根细轴件作为轴类零件的芯杆,然后通过于顶针同轴心设置的环形支架、环形槽及环形移动座的配合,使得环形移动座上的挤出头能够精准到围绕轴心旋转,保证了零件的同轴度,而旋转驱动电机可以采用伺服电机,保证了旋转精度。通过丝杆传动驱动挤出头轴向移动,因为丝杆本身可以通过其他设备高精加工,保证了丝杆传动的精准度,提升了3d打印机的加工精度。这样设置驱动的挤出头便能围绕芯杆精准的同轴涂料,完成3d打印工作,而采用不同材质的芯轴、涂料,可以让成型后的轴类零件具备不同的化学、力学效应。

本发明的进一步设置:所述环形移动座与挤出头之间设有径向驱动装置,该径向驱动装置包括导向架、滑杆及升降机构,所述导向架与环形移动座固定连接,该导向架上沿顶针径向设有滑孔,所述滑杆设置于滑孔内沿径向做滑动配合,所述挤出头设置于导向架相对靠近顶针轴心方向一侧并与滑杆联动配合,所述升降机构与滑杆联动配合驱动挤出头径向移动。

采用上述技术方法,进一步设置的径向驱动装置使得挤出头能够相对轴类零件轴向做径向移动。

本发明的进一步设置:所述升降机构包括凸轮及驱动凸轮旋转的凸轮电机,所述凸轮上设有轨迹槽,所述滑杆相对远离挤出头的一端沿顶针轴向设有滚子,且该滚子延伸至轨迹槽内呈滑动配合,所述凸轮电机与凸轮联动配合,驱使滚子沿轨迹槽移动带动滑轨升降。

采用上述技术方法,凸轮零件可以通过其他设备高精加工,凸轮电机可以采用伺服电机,两者结合驱动滑杆,保证了升降机构的径向移动的精准度。

本发明的进一步设置:所述旋转驱动电机及凸轮电机上均设置有蓄电电池及无线充电线器,该蓄电电池分别与旋转驱动电机及凸轮电机供电连接,所述基座上沿滑轨设有无线充电线座,该无线充电座与电源供电连接。

采用上述技术方案,无线充电的方式有电磁感应式、磁共振、电场耦合式和无线电波传输等方式,现在市场上无线充电大多采用的是电磁感应原理。

电磁感应式无线充电,当电源的电流通过线圈(无线充电器的送电线圈)会产生磁场,其他未通电的线圈(把手端的受电线圈)靠近该磁场就会产生电流,为充电电池充电。设置无线充电避免了挤出头旋转时电线缠绕,设置的无线充电座可以不间断保持蓄电电池电量。

本发明的进一步设置:所述凸轮电机上的蓄电电池与挤出头供电连接。

附图说明

图1为本发明实施例的结构图;

图2为本发明实施例的驱动挤出头移动的移动装置的结构图;

图3为本发明实施例的移动装置的爆炸图1;

图4为本发明实施例的移动装置的爆炸图2;

具体实施方式

如图1-4所示,一种适于轴类零件高精加工的3d打印机,包括基座1、滑移座11、丝杆12、丝杆电机13,顶针座14、挤出头15及驱动挤出头15移动的移动装置2,所述基座1上设有滑移方向与顶针座14轴向相同的滑轨16,所述滑移座11设置于滑轨16内做滑动配合,该滑移座11上设有轴向与滑轨16同向设置的螺纹孔,所述丝杆12设置于螺纹孔内螺纹配合并与丝杆电机13联动配合,所述移动装置2包括环形移动座21,所述滑移座11上设有环形支架3,该环形支架3上设有与顶针成同轴设置的环形槽31、主动齿轮32及驱动主动齿轮32旋转的旋转驱动电机22,所述环形移动座21与环形槽31相适配并设置于环形槽31内做旋转滑动配合,该环形移动座21外周面上设有齿轮211,所述主动齿轮32与环形移动座21外周面齿轮211啮合,所述挤出头15呈径向出料设置并与环形移动座21联动配合,所述旋转驱动电机22驱动环形移动座21旋转,带动挤出头15围绕顶针轴心旋转。

通过设置两个朝向相对顶针座14顶起一根细轴件作为轴类零件的芯杆,然后通过于顶针同轴心设置的环形支架3、环形槽31及环形移动座21的配合,使得环形移动座21上的挤出头15能够精准到围绕轴心旋转,保证了零件的同轴度,而旋转驱动电机22可以采用伺服电机,保证了旋转精度。通过丝杆12传动驱动挤出头15轴向移动,因为丝杆12本身可以通过其他设备高精加工,保证了丝杆12传动的精准度,提升了3d打印机的加工精度。这样设置驱动的挤出头15便能围绕芯杆精准的同轴涂料,完成3d打印工作,而采用不同材质的芯轴、涂料,可以让成型后的轴类零件具备不同的化学、力学效应。

所述环形移动座21与挤出头15之间设有径向驱动装置4,该径向驱动装置4包括导向架41、滑杆42及升降机构5,所述导向架41与环形移动座21固定连接,该导向架41上沿顶针径向设有滑孔411,所述滑杆42设置于滑孔411内沿径向做滑动配合,所述挤出头15设置于导向架41相对靠近顶针轴心方向一侧并与滑杆42联动配合,所述升降机构5与滑杆42联动配合驱动挤出头15径向移动。

进一步设置的径向驱动装置4使得挤出头15能够相对轴类零件轴向做径向移动。

所述升降机构5包括凸轮51及驱动凸轮51旋转的凸轮电机52,所述凸轮51上设有轨迹槽511,所述滑杆42相对远离挤出头15的一端沿顶针轴向设有滚子421,且该滚子421延伸至轨迹槽511内呈滑动配合,所述凸轮电机52与凸轮51联动配合,驱使滚子421沿轨迹槽511移动带动滑轨16升降。

凸轮51零件可以通过其他设备高精加工,凸轮电机52可以采用伺服电机,两者结合驱动滑杆42,保证了升降机构5的径向移动的精准度。

所述旋转驱动电机22及凸轮电机52上均设置有蓄电电池61及无线充电线器62,该蓄电电池61分别与旋转驱动电机22及凸轮电机52供电连接,所述基座1上沿滑轨16设有无线充电线座63,该无线充电座与电源供电连接。

无线充电的方式有电磁感应式、磁共振、电场耦合式和无线电波传输等方式,现在市场上无线充电大多采用的是电磁感应原理。

电磁感应式无线充电,当电源的电流通过线圈(无线充电器的送电线圈)会产生磁场,其他未通电的线圈(把手端的受电线圈)靠近该磁场就会产生电流,为充电电池充电。设置无线充电避免了挤出头15旋转时电线缠绕,设置的无线充电座可以不间断保持蓄电电池61电量。

所述凸轮电机52上的蓄电电池61与挤出头15供电连接。

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