一种异质材料零件制造方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种异质材料零件制造方法及装置，采用电弧增材制造技术以及车削减材工艺实现异质材料零件的制造。涉及的加工对象可以为轴类非等厚度零件。如头部尖尾部粗的弹头类零件。该方法可以以紧凑型的方式实现钢铜异质异形零件的快速高精度制造；钢铜异质零件结合强度和精度均高于传统装配方式；钢芯材料和结构可快速更换，无需多种专门的模具。无需多种专门的模具。无需多种专门的模具。

【技术实现步骤摘要】
一种异质材料零件制造方法及装置


[0001]本专利技术涉及零件制造
，特别是涉及一种可提高异质异形零件生产精度的异质材料零件制造方法及装置。

技术介绍

[0002]异质材料零件指的是由两种不同金属材料制作形成的零件，例如，由铜材料和钢材料复合而成的弹头类零件。现有技术中通常先针对不同材质的零件分别采用机加或冲压的方式成型，然后通过过盈压装的方式来实现连接。
[0003]然而，这种连接方式存在诸多缺点，例如，铜材料零件与钢材料零件压装连接过程中铜材料的厚度受挤压力容易导致厚度不均匀，部分连接位置未压实，以及压装完成后的零件整体质心与零件中轴线的重合度无法高精度控制，且采用不同的钢材料和形状时，更换两类模具麻烦，不能实现快速切换生产。同时，由于涉及的机加工、冲压成型及压装等多道工序，涉及的设备整体占地面积大，不易移动。
[0004]可见，现有技术中异质材料零件压装工艺存在以下缺点：
[0005]1.采用不同材质零件，进行压装，高精度控制钢铜异质零件的质心难度大。
[0006]2.针对不同形状的钢芯零件换产时间长，模具多，柔性差。
[0007]3.现有生产模式采用了压机等多个工序，主要设备体积大，整体占地面积很大，操作人员多，不易移动和搬迁。
[0008]因此，如何提供一种异质材料零件生产方法，简化钢铜零件的生产工艺数量及设备数量，大幅度减少占地面积和操作人员，提高生产精度等，是迫切需要本领域技术人员解决的技术问题。

技术实现思路

[0009]鉴于上述问题，本专利技术提供用于克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种异质材料零件制造方法及装置。涉及增减材制造
的异质材料增减材制造技术，具体而言是针对钢材料与铜材料的多材料异形回转体零件的增减材制造方法。
[0010]本专利技术提供了如下方案：
[0011]一种异质材料零件制造方法，包括：
[0012]获取采用第一材料制作而成的芯材部件；
[0013]通过电弧增材工艺将第二材料熔敷于所述芯材部件的表面；所述第二材料的熔点低于所述第一材料的熔点；所述芯材部件包括异形结构，所述异形结构至少包括变截面形状的第一结构段以及具有稳定直径的第二结构段；
[0014]所述第一结构段熔敷过程中，所述电弧增材工艺包括采用点焊起弧并息弧，然后起弧并渐变电流熔敷所述第二材料直至过渡到所述第二结构段息弧后冷却；
[0015]所述第二结构段熔敷过程中，所述电弧增材工艺包括采用起弧后稳定电流熔覆直至息弧的方式完成所述第二结构段的融覆；
[0016]采用车削减材工艺对熔敷部分进行减材加工，以使所述熔敷部分形成目标形状。
[0017]优选地：所述第一材料包括钢，所述第二材料包括铜。
[0018]优选地：所述第一结构段包括由小变大的变截面形状，所述点焊时间为0.8
‑
1.2秒，所述熔敷所述第二材料时间为8
‑
10秒。
[0019]优选地：所述点焊包括变位机以750
‑
850
°
每秒自转，所述熔敷所述第二材料包括起弧0.3
‑
0.5秒并渐变电流3
‑
5秒至主电流，并持续主电流4
‑
6秒后息弧。
[0020]优选地：所述冷却时间为18
‑
22秒。
[0021]优选地：采用车削减材工艺配合复合冷却方法对熔敷部分进行减材加工。
[0022]优选地：所述复合冷却方法包括采用水雾冷却。
[0023]优选地：在车削减材临近结束时采用高速干冷气流体进行冷却。
[0024]一种异质材料零件制造装置，包括：
[0025]芯材部件运载单元，所述芯材部件运载单元包括夹具以及至少一套转台组件，至少一套所述转台组件与所述夹具相连，所述转台组件用于承载芯材部件并驱动所述芯材部件旋转，所述芯材部件包括第一材料；
[0026]芯材部件制备单元，所述芯材部件制备单元包括至少一套送丝或送粉制造组件，所述送丝或送粉制造组件包括电极以及第一材料，所述送丝或送粉制造组件用于以送丝或送粉方式制造获得所述芯材部件；
[0027]增材单元，所述增材单元包括至少一套电弧增材组件，所述电弧增材组件包括感应圈以及第二材料；增材加工过程中至少一套所述电弧增材组件与至少一套所述转台组件一一对应关联，所述电弧增材组件用于将第二材料熔敷于所述芯材部件的表面；所述第二材料的熔点低于所述第一材料的熔点；
[0028]减材单元，所述减材单元包括至少一套车削减材组件，所述车削减材组件包括吸盘夹紧装置、外圆车刀以及切断车刀；减材加工过程中至少一套所述车削减材组件与至少一套所述转台组件一一对应关联，所述车削减材组件用于对熔敷部分进行减材加工，以使所述熔敷部分形成目标形状并切断完成零件加工。
[0029]优选地：所述转台组件、所述送丝或送粉制造组件、所述电弧增材组件以及所述车削减材组件分别包括数量相同的多组形成阵列加工结构。
[0030]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0031]本申请实施例提供的一种异质材料零件制造方法及装置，采用电弧增材制造技术以及车削减材工艺实现异质材料零件的制造。涉及的加工对象可以为轴类非等厚度零件。如头部尖尾部粗的弹头类零件。该方法可以以紧凑型的方式实现钢铜异质异形零件的快速高精度制造；钢铜异质零件结合强度和精度均高于传统装配方式；钢芯材料和结构可快速更换，无需多种专门的模具。
[0032]另外，在优选的实施方式下，提供的装置可以用于完成上述异质材料零件制造方法，该装置结构简单，占地面积小，且可以在调整加工参数后加工多种不同尺寸以及形状的异质材料零件产品。
[0033]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1是本专利技术实施例提供的一种异质材料零件制造方法(水平布置方式)的过程示意图；
[0036]图2是本专利技术实施例提供的一种异质材料零件制造方法(垂直布置方式)的过程另一示意图；
[0037]图3是本专利技术实施例提供的针对变截面形状的电弧工艺参数示意图；
[0038]图4是本专利技术实施例提供的针对变截面形状的电弧工艺参数的另一示意图；
[0039]图5是本专利技术实施例提供的起弧示意图；
[0040]图6是本专利技术实施例提供的一种异质材料零件制造装置的第一结构示意图(包含芯材部件制备单元)；
[0041]图7是本专利技术实施例提供的一种异质材料零件制造装置的第一结构示意图(包含电弧增材组件)；
[0042]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种异质材料零件制造方法，其特征在于，包括：获取采用第一材料制作而成的芯材部件；通过电弧增材工艺将第二材料熔敷于所述芯材部件的表面；所述第二材料的熔点低于所述第一材料的熔点；所述芯材部件包括异形结构，所述异形结构至少包括变截面形状的第一结构段以及具有稳定直径的第二结构段；所述第一结构段熔敷过程中，所述电弧增材工艺包括采用点焊起弧并息弧，然后起弧并渐变电流熔敷所述第二材料直至过渡到所述第二结构段息弧后冷却；所述第二结构段熔敷过程中，采用起弧后稳定电流熔覆直至息弧的方式完成所述第二结构段的融覆；采用车削减材工艺对熔敷部分进行减材加工，以使所述熔敷部分形成目标形状。2.根据权利要求1所述的异质材料零件制造方法，其特征在于，所述第一材料包括钢，所述第二材料包括铜。3.根据权利要求1所述的异质材料零件制造方法，其特征在于，所述第一结构段包括由小变大的变截面形状，所述点焊时间为0.8
‑
1.2秒，所述熔敷所述第二材料时间为8
‑
10秒。4.根据权利要求1所述的异质材料零件制造方法，其特征在于，所述点焊包括变位机以750
‑
850
°
每秒自转，所述熔敷所述第二材料包括起弧0.3
‑
0.5秒并渐变电流3
‑
5秒至主电流，并持续主电流4
‑
6秒后息弧。5.根据权利要求1所述的异质材料零件制造方法，其特征在于，所述冷却时间为18
‑
22秒。6.根据权利要求1所述的异质材料零件制造方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王敏，苏伟，王尧，刘广志，张震，陈伟，张馨月，郎军，尹健，
申请(专利权)人：中国兵器装备集团自动化研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：