一种激光选区熔化成形等壁厚变径燃油喷杆的工艺方法技术

一种激光选区熔化成形等壁厚变径燃油喷杆的工艺方法，属于增材制造技术领域。所述激光选区熔化成形等壁厚变径燃油喷杆的工艺方法包括如下步骤：S1、建立等壁厚变径燃油喷杆的三维模型；S2、确定等壁厚变径燃油喷杆的成形方向；S3、添加支撑；S4、设置激光选区熔化成形工艺参数；S5、等壁厚变径燃油喷杆激光选区熔化成形；S6、后处理。所述激光选区熔化成形等壁厚变径燃油喷杆的工艺方法实现等壁厚变径燃油喷杆的加工工序大大减少，周转时间大大缩短，并且无需刀具和夹具，节省了制造周期和成本，解决了燃油喷杆焊接变形大、隔热罩修配周期长、装配残余应力大以及重复校正等技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种激光选区熔化成形等壁厚变径燃油喷杆的工艺方法
本专利技术涉及增材制造
，特别涉及一种激光选区熔化成形等壁厚变径燃油喷杆的工艺方法。
技术介绍
激光选区熔化成形技术具有成形精度高、尺寸符合性好等特点，特别适合于中小型复杂结构件的研制和小批试制。近年来，随着激光选区熔化成形工艺、设备稳定性及质量可靠性的不断提升，已逐步进入到产品验证阶段。目前，激光选区熔化技术已经成为了应对航空航天领域技术瓶颈的备受青睐的新技术，在航空航天领域已得到许多应用，并且性能稳定可靠。航空发动机燃油喷杆为等壁厚变径加长管、多喷嘴结构，焊缝数量多、尺寸精度高。采用传统工艺时，焊接变形对尺寸精度带来严重影响，使燃油喷杆组合焊接后，整体一致性较差。与隔热罩装配时接嘴座及喷油嘴偏离理论位置，需要逐个修配隔热罩上的孔，修配量大、装配周期长。现有的燃油喷杆存在焊接变形大、隔热罩修配周期长、装配残余应力大以及重复校正等问题，并且零件的制造周期和成本高。此外，为进一步满足航空发动机零件的使用需求，燃油喷杆结构又进行全面改进，将三通管接头更改为三维异形接嘴座，并且喷杆直径改为渐变结构，成为等壁厚变径燃油喷杆，这使得传统工艺制造燃油喷杆在工艺上难以实现。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的燃油喷杆焊接变形大、隔热罩修配周期长、装配残余应力大以及重复校正等技术问题，本专利技术提供了一种激光选区熔化成形等壁厚变径燃油喷杆的工艺方法，其实现等壁厚变径燃油喷杆的加工工序大大减少，周转时间大大缩短，并且无需刀具和夹具，节省了制造周期和成本。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种激光选区熔化成形等壁厚变径燃油喷杆的工艺方法，所述等壁厚变径燃油喷杆包括接嘴座、喷杆杆部和喷油嘴，所述激光选区熔化成形等壁厚变径燃油喷杆的工艺方法包括如下步骤：S1、建立等壁厚变径燃油喷杆的三维模型；S2、确定等壁厚变径燃油喷杆的成形方向：所述等壁厚变径燃油喷杆的成形方向为顺刮刀移动方向，所述喷杆杆部与基板的夹角为45°；S3、添加支撑：在所述喷油嘴的位置添加实体支撑一；在所述接嘴座底部添加实体支撑二和网格支撑；S4、设置激光选区熔化成形工艺参数，具体包括：光斑直径为80-100μm，激光功率为200-240W，扫描速度为900-1050mm/s，铺粉层厚为30-40μm，光斑补偿值为0.05mm，相位角为67°，搭接量为0.05μm，扫描策略为蛇行；S5、在惰性气体条件下，等壁厚变径燃油喷杆激光选区熔化成形；S6、后处理：去除残留粉末；对基板和带有支撑的等壁厚变径燃油喷杆进行热处理；将基板与等壁厚变径燃油喷杆分离，并去除支撑。进一步的，所述实体支撑一包括两个倾斜部和若干个立柱部，两个所述倾斜部位于喷油嘴的两侧，并与喷杆杆部随形设置，所述倾斜部与喷油嘴的端部连接；若干个所述立柱部竖直设置于基板与喷杆杆部下方的倾斜部之间。进一步的，所述实体支撑一的倾斜部为长方体结构，其长×宽×高为3mm×3mm×280mm；所述实体支撑一的立柱部的截面为边长为3mm的正方形。进一步的，所述实体支撑二设置于接嘴座的边缘，所述网格支撑设置于接嘴座的中部。进一步的，所述网格支撑的参数包括：填充线参数：X轴填充0.60mm，Y轴填充0.60mm，旋转角度45°；填充齿参数：上齿高度0.80mm，顶部长度0.15mm，底座长0.50mm，底座间隔0.10mm，上下齿同步；切割参数：X间隔6.00mm，Y间隔6.00mm，分离的宽度0.60mm。进一步的，所述步骤S6中，采用压缩空气及振动平台清理基板和带有支撑的等壁厚变径燃油喷杆表面及腔体内部的粉末。进一步的，所述步骤S6中，采用真空热处理炉对基板和带有支撑的等壁厚变径燃油喷杆进行热处理。进一步的，所述步骤S6中，采用线切割方法切割基板与等壁厚变径燃油喷杆，打磨去除实体支撑一、实体支撑二与网格支撑，得到等壁厚变径燃油喷杆。本专利技术的有益效果：1)本专利技术对等壁厚变径燃油喷杆进行工艺改进，实现燃油喷杆的等壁厚变径制造、一体化设计及成形，能够实现将喷杆和接嘴座等13个零件缩减为1个零件，减少零件的焊接数量至0条，大幅度提升燃油喷杆的制造精度和符合性，减少焊缝数量并消除焊接变形；2)等壁厚变径燃油喷杆的制造精度和质量一致性大大提高，解决了传统工艺隔热罩修配周期长、装配残余应力大以及重复校正等问题；3)激光选区熔化成形等壁厚变径燃油喷杆，使得零件整体性能大幅提升，激光选区熔化成形后GH625合金基体抗拉强度可达1100MPa，力学性能指标接近锻件/棒材水平，原焊接工艺焊缝强度不足800MPa，大大提高了等壁厚变径燃油喷杆对强度的需求，通过对金相组织进行观察，激光选区熔化成形GH625等壁厚变径燃油喷杆内部组织控制良好，无未熔合及裂纹等缺陷。本专利技术的其他特征和优点将在下面的具体实施方式中部分予以详细说明。附图说明图1是本专利技术提供的等壁厚变径燃油喷杆的主视结构示意图；图2是本专利技术提供的等壁厚变径燃油喷杆的俯视结构示意图；图3是本专利技术提供的等壁厚变径燃油喷杆的侧视结构示意图；图4是图3的A-A剖视图；图5是本专利技术提供的等壁厚变径燃油喷杆成形方向以及实体支撑一和实体支撑二添加的示意图；图6是本专利技术提供的等壁厚变径燃油喷杆添加实体支撑二和网格支撑的示意图；图7是本专利技术提供的网格支撑的填充线参数的示意图；图8是本专利技术提供的网格支撑的填充齿参数的示意图；图9是本专利技术提供的网格支撑的切割参数的示意图；图10是本专利技术提供的光斑补偿试验典型件的结构示意图，其中，10-1为主视图；10-2为剖视图；10-3为俯视图。说明书附图中的附图标记包括：1-接嘴座，2-喷杆杆部，3-喷油嘴，4-实体支撑一，5-实体支撑二，6-网格支撑，7-典型件。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。为了解决现有技术存在的问题，如图1至图10所示，本专利技术提供了一种激光选区熔化成形等壁厚变径燃油喷杆的工艺方法，等壁厚变径燃油喷杆包括接嘴座1、喷杆杆部2和喷油嘴3，激光选区熔化成形等壁厚变径燃油喷杆的工艺方法包括如下步骤：S1、建立等壁厚变径燃油喷杆的三维模型，采用UG建立等壁厚变径燃油喷杆的三维模型，如图1-4所示，等壁厚变径燃油喷杆的喷杆杆部2长330mm，壁厚1mm，接嘴座1顶部有两个不同方向的接头，接嘴座1底部连接两根喷杆杆部2，每根喷杆杆部2上带有14个对称的喷油嘴3。S2、确定等壁厚变径燃油喷杆的成形方向：等壁厚变径燃油喷杆的成形方向为顺刮刀移动方向，喷杆杆部2与基板的夹角为45°。如图5所示，为了减本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光选区熔化成形等壁厚变径燃油喷杆的工艺方法，所述等壁厚变径燃油喷杆包括接嘴座、喷杆杆部和喷油嘴，其特征在于，所述激光选区熔化成形等壁厚变径燃油喷杆的工艺方法包括如下步骤：/nS1、建立等壁厚变径燃油喷杆的三维模型；/nS2、确定等壁厚变径燃油喷杆的成形方向：/n所述等壁厚变径燃油喷杆的成形方向为顺刮刀移动方向，所述喷杆杆部与基板的夹角为45°；/nS3、添加支撑：/n在所述喷油嘴的位置添加实体支撑一；/n在所述接嘴座底部添加实体支撑二和网格支撑；/nS4、设置激光选区熔化成形工艺参数，具体包括：/n光斑直径为80-100μm，激光功率为200-240W，扫描速度为900-1050mm/s，铺粉层厚为30-40μm，光斑补偿值为0.05mm，相位角为67°，搭接量为0.05μm，扫描策略为蛇行；/nS5、在惰性气体条件下，等壁厚变径燃油喷杆激光选区熔化成形；/nS6、后处理：/n去除残留粉末；/n对基板和带有支撑的等壁厚变径燃油喷杆进行热处理；/n将基板与等壁厚变径燃油喷杆分离，并去除支撑。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光选区熔化成形等壁厚变径燃油喷杆的工艺方法，所述等壁厚变径燃油喷杆包括接嘴座、喷杆杆部和喷油嘴，其特征在于，所述激光选区熔化成形等壁厚变径燃油喷杆的工艺方法包括如下步骤：
S1、建立等壁厚变径燃油喷杆的三维模型；
S2、确定等壁厚变径燃油喷杆的成形方向：
所述等壁厚变径燃油喷杆的成形方向为顺刮刀移动方向，所述喷杆杆部与基板的夹角为45°；
S3、添加支撑：
在所述喷油嘴的位置添加实体支撑一；
在所述接嘴座底部添加实体支撑二和网格支撑；
S4、设置激光选区熔化成形工艺参数，具体包括：
光斑直径为80-100μm，激光功率为200-240W，扫描速度为900-1050mm/s，铺粉层厚为30-40μm，光斑补偿值为0.05mm，相位角为67°，搭接量为0.05μm，扫描策略为蛇行；
S5、在惰性气体条件下，等壁厚变径燃油喷杆激光选区熔化成形；
S6、后处理：
去除残留粉末；
对基板和带有支撑的等壁厚变径燃油喷杆进行热处理；
将基板与等壁厚变径燃油喷杆分离，并去除支撑。


2.根据权利要求1所述的激光选区熔化成形等壁厚变径燃油喷杆的工艺方法，其特征在于，所述实体支撑一包括两个倾斜部和若干个立柱部，两个所述倾斜部位于喷油嘴的两侧，并与喷杆杆部随形设置，所述倾斜部与喷油嘴的端部连接；若干个所述立柱部竖直设置于基板与喷杆杆部下方的倾斜部之间。


3.根据权利要求2所述的激光选区熔化成形等壁厚变径燃油喷杆的工艺方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛丽媛，周冠男，董文启，宋文清，任慧娇，
申请(专利权)人：中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21