1.一种复杂异形陶瓷零件的光固化及铣削复合加工设备,其特征在于:其包括铣削系统、遮挡装置、光固化系统以及伺服系统;
铣削系统包括铣削装置以及铣削导轨,铣削导轨包括圆形导轨以及弧形导轨,圆形导轨与弧形导轨的外侧壁均设置有外齿轮廓,弧形导轨的端部通过焊接固定连接在圆形导轨的上表面,铣削装置通过齿轮与弧形导轨及圆形导轨啮合并能够沿弧形导轨及圆形导轨滑动;遮挡装置设置在铣削系统与光固化系统之间;
遮挡装置包括第一遮挡板和第二遮挡板,第一遮挡板和第二遮挡板相对设置且第一遮挡板与第二遮挡板的内侧上表面开设有弧形凹槽,圆形导轨放置在弧形凹槽内;
光固化系统包括光源系统、浆料槽、工作台、工作台Z轴光杆、工作台Z轴滚珠丝杠以及工作台Z轴滑块;工作台具有X轴的转动位移,工作台Z轴光杆具有Z轴的移动位移;工作台Z轴光杆与工作台Z轴滑块的第一端设置在光源系统上,两根工作台Z轴光杆的第二端与第一遮挡板的下表面连接,两根工作台Z轴光杆及工作台Z轴滚珠丝杠的第二端分别与第二遮挡板的下表面连接,浆料槽设置在光源系统上方,工作台设置在浆料槽上方;
伺服系统包括伺服电机、丝杠导轨以及电机支撑滑块;伺服电机设置在丝杠导轨延伸方向的末端;丝杠导轨穿过工作台且两端分别与电机支撑滑块以及工作台Z轴滑块连接,电机支撑滑块以及工作台Z轴滑块均与丝杠导轨螺纹连接;
铣削装置包括电主轴、铣刀、电主轴夹具、X轴底座、X轴驱动电机、Y轴底座、Y轴驱动电机、Z轴光杆、Z轴光管、Z轴滚珠丝杠、Z轴螺纹管、Z轴驱动电机、驱动壳体、驱动电机、驱动齿轮以及传动轴,Z轴滚珠丝杠设置在Z轴螺纹管内,通过驱动Z轴滚珠丝杠旋转使铣削装置在空间上实现轴向运动,Z轴光杆设置在Z轴光管内,用于减小装置振动带来的误差,驱动壳体设置在弧形导轨外部,驱动电机、驱动齿轮以及传动轴均设置在驱动壳体内部,驱动齿轮分别与圆形导轨及弧形导轨的外齿轮廓啮合,电主轴夹具设置在电主轴外部并用于夹持固定电主轴,电主轴一端连接铣刀,驱动铣刀旋转完成铣削。
2.根据权利要求1所述的复杂异形陶瓷零件的光固化及铣削复合加工设备,其特征在于:浆料槽底部设置有加热板。
3.根据权利要求1所述的复杂异形陶瓷零件的光固化及铣削复合加工设备,其特征在于:弧形导轨为半圆形且设置有两根。
4.根据权利要求1所述的复杂异形陶瓷零件的光固化及铣削复合加工设备,其特征在于:第一遮挡板和第二遮挡板的内侧均设置有凹槽。
5.根据权利要求2所述的复杂异形陶瓷零件的光固化及铣削复合加工设备,其特征在于:光固化系统设置有X轴轴向旋转电机。
6.一种基于权利要求5所述的复杂异形陶瓷零件的光固化及铣削复合加工设备的加工方法,其特征在于:其包括以下步骤:S1、设置伺服系统参数,伺服系统参数包括工作台的运动参数以及铣刀的运动路径和运动速率;
S2、开始工作,加热板升温,伺服电机驱动工作台Z轴滚珠丝杠运动至距离浆料槽底部m+1个设定层厚距离的位置,m为已固化层数,光源系统开始工作,对位于工作台上方的光敏感树脂层进行固化,并形成生坯的第一层,随后上浮一定距离,重复上述步骤,完成打印工序;
S3、根据补偿法计算得出打印出的生坯误差精度,驱动工作台Z轴滚珠丝杠以及X轴轴向旋转电机使工作台向上移动至铣削系统下指定位置,铣削系统开始对打印后产品进行铣削。
7.根据权利要求6所述的加工方法,其特征在于:步骤S3中利用补偿法计算得出打印出的生坯误差精度具体包括以下子步骤:S31、对复合加工设备进行误差分析,包括复合加工设备的系统误差和随机误差;
S32、对待加工产品进行误差分析,包括待加工产品的形状、尺寸、温度及压力对待加工产品的误差影响;
S33、通过贝塞尔方法分别对复合加工设备和待加工产品的误差进行定量计算,其数学表达式如下所示:;
其中,σ为测得误差样本的标准偏差,Xi为测得第i个误差样本,μ为测得样本误差均值,n为样本个数;
S34、根据复合加工设备和待加工产品的误差分析的结果,对结果进行补偿,补偿方式为修改实际基本尺寸等于基本尺寸与复合加工设备和待加工产品的上一个标准偏差之和,输出修改后实际基本尺寸作为生坯误差精度。