[发明专利]一种大型钛合金激光沉积成型薄壁深腔舱体加工方法

说明书

本发明涉及薄壁深腔舱体加工领域，公开了一种大型钛合金激光沉积成型薄壁深腔舱体加工方法，所述方法包括如下步骤：(1)将零件由整体结构拆分为分体结构；(2)在毛坯状态用三维扫描仪对零件内腔和外形进行三维扫描；(3)粗车内腔和外形回转部分，粗铣内腔和外形其余部分；(4)对零件进行热时效处理；(5)对半精加工后的舱体进行整体激光焊接；(6)精车内腔和外形。本发明解决了大型薄壁深腔舱体加工中激光沉积成型毛坯存在表皮硬度高、切削性能差、内部应力大的问题。

技术领域

本发明属于薄壁深腔舱体加工领域，更具体地涉及一种大型钛合金激光沉积成型薄壁深腔舱体加工方法。

背景技术

随着航天技术的飞速发展，高速、长续航能力、安全高效低成本运行等苛刻服役条件对飞行器材料和制造提出了更高要求。近年来，激光沉积成型技术在型号产品中逐步得到广泛应用，该技术能够满足型号快速研制需求，在大型复杂结构件研制上具有突出优势。大型薄壁深腔舱体属于复杂结构机械加工件，并且激光沉积成型毛坯存在表皮硬度高、切削性能差、内部应力大等问题，在实际加工过程中，导致产品加工效率低、加工刀具损耗严重、加工变形不易控制等问题。

发明内容

为解决现有技术中大型薄壁深腔舱体加工中激光沉积成型毛坯存在表皮硬度高、切削性能差、内部应力大的问题，本发明提供一种大型钛合金激光沉积成型薄壁深腔舱体加工方法。

本发明采用的具体方案为：一种大型钛合金激光沉积成型薄壁深腔舱体加工方法，所述方法包括如下步骤：

(1)将零件由整体结构拆分为分体结构；

(2)在毛坯状态用三维扫描仪对零件内腔和外形进行三维扫描；

(3)粗车内腔和外形回转部分，粗铣内腔和外形其余部分；

(4)对零件进行热时效处理；

(5)对半精加工后的舱体进行整体激光焊接；

(6)精车内腔和外形。

所述步骤(2)中的三维扫描中，根据三维扫描数据确定端面加工基准及回转中心，根据基准化加工截止线。

所述步骤(4)中对零件进行热时效处理中参数升温时间≥2h，加热温度630±10℃，保温时间180-195min，真空压强2×10^-3-6.7×10^-2Pa，随炉冷却至180-200℃后，允许充氩气冷却至80-100℃以下出炉空冷。

所述步骤(4)中对零件进行热时效处理后利用三维扫描设备检测舱体外形轮廓度等形位公差与时效处理前进行对比，分析产品变形量。

根据所述变形量的变形规律分析舱体各部分余量，判断是否需要借量，然后半精车舱体内腔和外形，均匀留量1mm，半精车参数a＝1mm，n＝12r/min，F＝0.2mm/r。

根据半精车基准，对零件其余部分进行半精铣，均匀留量1mm，半精铣参数a＝0.5mm，S＝1500r/min，F＝900mm/min。

所述步骤(4)中粗车内腔和外形回转部分的参数为均匀留量3mm，粗车参数a＝1.5mm，n＝10r/min，F＝0.3mm/r；所述粗铣内腔和外形其余部分的参数为均匀留量3mm，粗铣参数a＝0.7mm，S＝1200r/min，F＝700mm/min。

所述步骤(6)中精车内腔和外形的精车参数a＝0.5mm，n＝15r/min，F＝0.15mm/r。

在完成所述步骤(6)中精车内腔和外形的精车操作后精铣剩余未加工区域到最终尺寸，精铣参数a＝0.3mm，S＝1500r/min，F＝1000mm/min。

本发明相对于现有技术具有如下有益效果：