[发明专利]一种针对超级合金薄壁成型件尺寸精度的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄壁件加工方法。

背景技术

燃气轮机作为大型动力提供装置广泛用于电力输出，舰船动力装置，远距离能源管道传送动力和应急临时电力供应等场合。国外已经在民用、军用内的诸多行业广泛的研发并使用燃气轮机这种大型动力提供装置，功率从100MW到500MW不等。例如美国GE公司从上世纪50年代开始，从航天型燃气轮机起步到陆基大型燃机，经过几代燃机的研发和制造，已经形成自己的燃机品牌体系，从最初的6A系列到上世纪90年代的9A、9FA、9FB系列，目前已经发展到9H系列燃机，其功率和压比已经达到了很高的程度，与传统的汽轮机组成的联合循环机组效率更是到达了45%以上。目前我国燃气轮机的生产刚刚起步，燃气轮机的能力置于美国上世纪90年代的水平，这极大阻碍了我国能源产业的发展并使舰船动力等海军国防发展受到了很大的局限，使我国与国际先进水平存在很大的差距。

作为燃气轮机区别于传统汽轮机标志之一的燃烧室，由于抗热腐蚀高温合金材质的使用和易变形薄壁群孔筒状结构特点而使其更难于制造。根本原因是由于材质的抗热腐蚀、高强度使得道具急速磨损，被加工型面偏离数模尺寸较大，在大幅提高加工刀具成本的同时，极易出现废品，造成无法补救的原材料浪费。同时薄壁件装夹时和加工时的变形控制十分困难，传统的机加和电火花线切割加工方式很难在进行精确加工的同时保证批量加工时的高效率和一致性。

超级合金薄壁件在金属切削加工中易变形造成零件形位公差超差，以及热加工过程中造成薄壁件整体零件过热产生残余应力，进而造成加工效率和加工质量低下。

发明目的

本发明为了解决超级合金薄壁件在金属切削加工中易变形造成零件形位公差超差，以及热加工过程中造成薄壁件整体零件过热产生残余应力，进而造成加工效率和加工质量低下的问题，从而提供一种针对超级合金薄壁成型件尺寸精度的控制方法，

一种针对超级合金薄壁成型件尺寸精度的控制方法，其特征在于它包括如下步骤：

步骤一：获取待加工工件的CAD三维模型；

步骤二：选择步骤一所述三维模型中用于定位的型面，确定定位支撑单元，并对定位支撑单元进行参数化设计和后续处理；

步骤三：根据步骤二获得的定位支撑单元，利用激光加工制造定位支撑单元；

步骤四：将待加工工件装配到定位支撑单元中，令装配后的待加工件和定位支撑单元组成加工状态单元；

步骤五：确定加工状态单元中的加工基点；

步骤六：根据待加工工件允差条件，加权处理激光加工路径参数，通过仿真模拟加工路径确定最优加工路径；

步骤七：调试工件加工程序，按照步骤六确定的最优加工路径对待加工工件进行加工，完成对超级合金薄壁成型件尺寸精度的控制。

本发明解决了超级合金薄壁件在金属切削加工中易变形造成零件形位公差超差，以及热加工过程中造成薄壁件整体零件过热产生残余应力的问题。一种针对超级合金薄壁成型件尺寸精度的控制方法，是以燃气轮机生产中常见的超级合金薄壁件为例，利用激光切割机高精度、柔性好、热变形小的特点，通过零件三维图形建模、设计制备专用工艺装备以及优化处理激光加工路径参数等步骤，实现薄壁件的精加工。这种方法在解决变形问题的基础上，也很好的解决了薄壁件产品批量生产中产品的一致性问题。

附图说明

图1为本发明一种针对超级合金薄壁成型件尺寸精度的控制方法的流程图；

图2为具体实施例所述三维模型图；

图3为具体实施例所述定位支撑单元图；

图4为具体实施例所述定位支撑单元筋板和基板装配图；

图5为具体实施例所述加工状态模型单元与基点选择示意图；

图6为具体实施例所述参数化路径优化模拟图；

图7为具体实施例实际切割截面质量围观图谱。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图说明本具体实施方式。一种针对超级合金薄壁成型件尺寸精度的控制方法，它包括如下步骤：

步骤一：获取待加工工件的CAD三维模型；

步骤二：选择步骤一所述三维模型中用于定位的型面，确定定位支撑单元，并对定位支撑单元进行参数化设计和后续处理；

步骤三：根据步骤二获得的定位支撑单元，利用激光加工制造定位支撑单元；

步骤四：将待加工工件装配到定位支撑单元中，令装配后的待加工件和定位支撑单元组成加工状态单元；

步骤五：确定加工状态单元中的加工基点；