【技术实现步骤摘要】
一种薄壁圆台类结构的制造方法及装置
本申请属于增材制造领域，具体涉及一种薄壁圆台类结构的电弧熔丝增材制造方法及装置。
技术介绍
薄壁圆台是航天主承力构件中常见的结构之一，传统的锻造方法制造材料利用率低，传统的铸造方法制造产品合格率低。采用电弧熔丝增材制造薄壁圆台不需要模具，可直接快速低成本成型。但由于成型过程中金属冷却收缩产生环向和径向应力，圆台下端同基板相连接的部分收缩受到基板约束，圆台上端可自由收缩，这种不均匀收缩最终将导致薄壁圆台角度出现偏差，满足不了产品尺寸要求。如何成型外形尺寸精确的薄壁圆台类结构目前还没有公开的方法。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种薄壁圆台类结构的制造方法及装置，用以成型外形尺寸精确的薄壁圆台类结构。第一方面，本申请实施例提供的一种薄壁圆台类结构的制造方法，包括：将基板装夹于变位机平台上，确定基板的倾斜角度；确定焊枪的初始位置；使用所述焊枪，通过电弧熔丝在所述基板上增材成型；对所述成型过程进行角度校正。进一步，还包括：
【技术保护点】
1.一种薄壁圆台类结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将基板装夹于变位机平台上，确定基板的倾斜角度；/n确定焊枪的初始位置；/n使用所述焊枪，通过电弧熔丝在所述基板上增材成型；/n对所述成型过程进行角度校正。/n
【技术特征摘要】
1.一种薄壁圆台类结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
将基板装夹于变位机平台上，确定基板的倾斜角度；
确定焊枪的初始位置；
使用所述焊枪，通过电弧熔丝在所述基板上增材成型；
对所述成型过程进行角度校正。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
对所述薄壁圆台类结构进行热处理；
对完成所述热处理的所述薄壁圆台类结构进行机加工。
3.根据权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，所述确定基板的倾斜角度，具体包括：
所述变位机平台向任意一侧翻转角度θ；
当所述薄壁圆台类结构的直径从小到大成型时，所述翻转角度θ等于所述薄壁圆台类结构的底角α减去90度，再加上冷却收缩余量角度β；
当所述薄壁圆台类结构的直径从大到小成型时，所述翻转角度θ等于90度减去薄壁圆台类结构的底角α，再减去冷却收缩余量角度β；
其中，所述底角α是所述薄壁圆台类结构的内壁与基板之间的夹角；所述翻转角度θ是所述变位机平台的旋转中心轴与竖直方向的夹角。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述冷却收缩余量角度β是0.1°～1°。
5.根据权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，确定焊枪的初始位置，具体包括：
当所述薄壁圆台类结构的直径从小到大成型时，将所述焊枪由圆心位置沿着正方向水平移动-R·cosθ距离，同时垂直于水平面向上移动R·sinθ距离；
当所述薄壁圆台类结构的直径从大到小成型时，将所述焊枪由圆心位置沿着正方向水平移动R·cosθ距离，同时垂直于水平面向下移动R·sinθ距离；
所述圆心位置是所述变位机平台的旋转中心轴与基板上表面的交点，所述正方向是所述变位机翻转方向的水平分量，所述R是所述薄壁圆台类结构的初始半径。
6.根据权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，所述通过电弧熔丝在所述基板上增材成型，具体包括：
所述焊枪的焊接与所述变位机的旋转同步进行，成型过程中所述焊枪向垂直于水平面向上的方向逐层抬升，抬升量为当前层的层高。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，成型第N层及以上时，降低焊接电流，提高焊接速度；
所述N是大于等于3的正整数。
8.根据权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，所述对所述成型过程进行角度校正，具体包括：
每隔成型高度h测量当前位置所述薄壁圆台类结构的外径d，同产品图纸中当前高度位置对应的外径D比对得出收缩余量β的校准值arctan[(D-d)/2h]，当前位置的收缩余量为β加上校准值arctan[(D-d)/2h]；
根据收缩余量β的变化调整当前位置翻转角度θ。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据收缩余量β的变化调整当前位置翻转角度θ具体包括：
当所述薄壁圆台类结构的直径从小到大成型时，所述当前位置翻转角度θ等于所述薄壁圆台类结构的底角α减去90度，再加上当前冷却收缩余量角度β，再加上校准值arctan[(D-d)/2h]；
当所述薄壁圆台类结构的直径从大到小成型时，所述当前位置翻转角度θ等于90度减去薄壁圆台类结构...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯晨，王福德，张希，王群，李权，罗志伟，张睿泽，严振宇，朱瑞灿，侯谊飞，史磊，隋阳，
申请(专利权)人：首都航天机械有限公司，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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