[发明专利]一种大尺寸、薄壁环带氧加强框整体制造方法

权利要求书

1.一种大尺寸、薄壁环带氧加强框整体制造方法，其特征在于，包括步骤如下：

(1)制作满足氧加强框成形及机械加工装夹定位用基板；

(2)沿氧加强框的横截面将氧加强框三维模型分为上下I、II段，分别进行支撑设计及余量添加，获得适用于激光熔化沉积成形的氧加强框毛坯分段三维模型；

(3)对步骤(2)所得氧加强框分段三维模型分别进行切片处理，置入TC4钛合金激光熔化沉积工艺参数，获得对应各段的激光加工程序代码；

(4)在基板上成形氧加强框I段毛坯后，对带基板毛坯件进行去应力退火处理；

(5)装夹定位氧加强框，在I段顶端面成形氧加强框II段毛坯；

(6)对带基板氧加强框整体成形毛坯件进行固溶时效处理；

(7)去除氧加强框毛坯支撑，完成氧加强框的精加工。

2.根据权利要求1所述的一种大尺寸、薄壁环带氧加强框整体制造方法，其特征在于：所述步骤(1)中，基板包括多个同心圆形环与沿径向分布的加强筋，最外圈的圆环上沿周向设置有8组凸台，并钻有螺纹孔用于固定成形平台，中间圆环高度方向上设有夹紧装置，通过螺钉与涨环相互配合实现氧加强框的夹紧。

3.根据权利要求1或2所述的一种大尺寸、薄壁环带氧加强框整体制造方法，其特征在于：所述步骤(2)中，在氧加强框肋板上方沿水平方向对氧加强框三维模型进行分段，I段模型为从氧加强框底部至肋板上部壁厚过渡区域，II段模型为从氧加强框肋板上部壁厚过渡区域至顶部端面。

4.根据权利要求3所述的一种大尺寸、薄壁环带氧加强框整体制造方法，其特征在于：所述步骤(2)中，对I段模型内外弧面沿圆径向放置1.5mm～2mm的余量，在I段模型外弧面上的支耳及肋板位置添加与沉积方向呈68°的斜面实体支撑，对II段模型内外弧面沿圆径向放置0.2mm～0.5mm的余量。

5.根据权利要求4所述的一种大尺寸、薄壁环带氧加强框整体制造方法，其特征在于：所述步骤(3)中，对I、II段模型设置激光加工工艺参数，I段模型采用参数：激光功率为2600W～3000W，扫描速度为800mm/min～1100mm/min，分层厚度为0.7mm～1mm，扫描方式采用往复填充式扫描，扫描线与水平方向夹角为45°，扫描间距为2mm～2.5mm，扫描线段长度阀值设定为30～50mm；

II段模型采用参数：激光功率为600W～1000W，扫描速度400mm/min～600mm/min，分层厚度0.4mm～0.6mm，扫描方式采用沿径向方向由外至内的轮廓式扫描，扫描轮廓道与道间偏置距离为1mm～1.5mm。

6.根据权利要求5所述的一种大尺寸、薄壁环带氧加强框整体制造方法，其特征在于：步骤(4)中，将氧加强框I段的激光加工程序导入至激光熔化沉积设备中进行成形，成形完成后对氧加强框I段进行去应力退火热处理，热处理过程为：在真空热处理炉中以100℃/h速率升温至700±10℃，保温4h后炉冷至室温。

7.根据权利要求6所述的一种大尺寸、薄壁环带氧加强框整体制造方法，其特征在于：步骤(5)中，以基板成形面为水平基准面将氧加强框I段上端铣平，以I段上端面圆心为原点对氧加强框II段加工程序进行定位，前两层扫描速度降低10％～20％、送粉量降低5％～10％，后续成形层按照氧加强框II段加工程序完成氧加强框II段部分成形。

8.根据权利要求7所述的一种大尺寸、薄壁环带氧加强框整体制造方法，其特征在于：所述步骤(6)中，对带基板氧加强框整体成形毛坯件进行固溶时效热处理，过程如下：

将毛坯件装入真空热处理炉真空度抽至1.1×10^-2Pa，进行固溶处理：以100℃/h速率升温至930℃±5℃，升温过程充氩气，氩气压力为10Pa，保温2h后充氩气冷却至室温后取出，氩气压力为2bar；时效处理过程如下：以100℃/h速率升温至520℃±5℃，升温过程充氩气，氩气压力为10Pa，保温4h后充氩气冷却至室温后取出，氩气压力为2bar。

9.根据权利要求8所述的一种大尺寸、薄壁环带氧加强框整体制造方法，其特征在于：所述步骤(7)中，固定氧加强框基板，以基板的上台阶面为基准面，找正底面跳动量在0.03内，加工内型加强肋板上平面及最上端平面，再将零件与基板锯切分离；将已加工上端面贴平在工作台上，四爪撑内孔，光平下法兰端面；将下法兰与工作台贴平，压板压紧后加工内外型及外型耳片、接嘴、支座；装夹下法兰，压板压实外型法兰，找正端面、内孔跳动量在0.03内，将下法兰切除，保证氧加强框零件总长。