[发明专利]一种大型复杂金属构件增材及机加工联合制备工艺

摘要

本发明提供一种大型复杂金属构件增材及机加工联合制备工艺，该工艺将大型结构件按照一定的标准，比如构件的形状、尺寸或易于产生应力集中的位置进行划分，分块进行“增材+机加”再组合的方式，结合机加工和增材制造的优点获得符合要求的完整构件。本发明避免了复杂结构件以及尺寸较长的筒状结构件内壁后续机加工的困难，实现大型金属复杂构件的成型加工；分块机加工再清洗再组合，避免了污染，保证了成形件组织均匀性，同时也保证了成形件具备良好的力学性能；此外，降低了成形过程中内应力集中的问题，避免了金属零件的变形和开裂。 1

主权项

1.一种大型复杂金属构件增材及机加工联合制备工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：

S1，根据实际零件尺寸和形状要求通过有限元分析软件设计零件的三维模型；

S2，根据划分条件将构件划分为若干加工部分；所述划分条件包括零件几何形状、尺寸和应力集中点中一种或多种，使得被划分后的任意一个加工部分能够进行机加工成形；

S3，在惰性气体保护气氛下，在激光器中，按照三维模型进行零件第一加工部分的激光增材制造处理；

S4，取出零件的第一加工部分，对其内外表面以及连接第二加工部分的位置进行机加工；

S5，对机加工好的第一加工部分进行清洗，烘干；

S6，在惰性气体保护气氛下，以S5步骤清洗、烘干后的第一部分零件为基材，继续进行激光增材制造处理，直至完成零件的第二加工部分；

S7，重复S4‑S5步骤，完成对零件的第二加工部分的机加工处理；

S8，重复S6‑S7步骤，获得完整零件。

2.一种大型复杂金属构件增材及机加工联合制备工艺，其特征在于，所述工艺包括如下步骤：

S1′，根据实际零件尺寸和形状要求通过有限元分析软件设计零件的三维模型；

S2′，根据划分条件将构件划分为若干加工部分；所述划分条件包括零件几何形状、尺寸和应力集中点中一种或多种，使得被划分后的任意一个加工部分能够进行机加工成形；

S3′，在惰性气体保护气氛下，在激光器中，按照三维模型进行零件若干加工部分的分别激光增材制造处理；

S4′，针对S3′步骤分别增材制造处理后的各个加工部分，对其内外表面以及准备进行相互连接的表面部分进行机加工；

S5′，对S4′机加工好的各个加工部分进行清洗，烘干；

S6′，在惰性气体保护气氛下，将S5′步骤清洗、烘干后的各个加工部分根据零件的三维形状通过所述相互连接的表面进行激光增材连接；

S7′，对S6′步骤所述激光增材连接的部分进行机加工；并且清洗、烘干，得到完整零件。

3.如权利要求1或2所述的联合制备工艺，其特征在于，所述S2步骤或S2′步骤中，对于零件尺寸较长的筒状构件，划分条件为以可以进行内壁机加工的筒的长度来进行。

4.如权利要求1或2所述的联合制备工艺，其特征在于，所述机加工包括车加工、铣加工、磨加工、刨加工或镗加工。

5.如权利要求1或2所述的联合制备工艺，其特征在于，所述S3和S6步骤中或者S3′步骤中的激光增材制造处理使得构件机加工表面预留机加工余量。

6.如权利要求1或2所述的联合制备工艺，其特征在于，所述金属构件为钛合金管材。