【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电弧增材制造，具体涉及一种中空结构金属零件电弧增减材复合制造方法。
技术介绍
1、电弧增材制造技术以电弧作为热源将金属丝材熔化，按照设定的路径在基板上层层堆积，直至成形出金属零件。电弧增材制造技术尺寸受限性小、材料适用性广（能够适用的材料包括铝、钛、钢、高温合金及难熔金属等）、效率高、成本低且熔覆质量高，因此非常适合中大型壳体零件的快速制造。但是由于电弧增材制造的零件精度和表面质量较差，因此需要将数控加工单元和电弧增材制造技术复合在一起，即形成电弧增减材复合制造技术，进而大幅度提高成形件的精度；事实证明，电弧增减材复合制造技术在航空航天、船舶、兵器制造等领域具有巨大的产业化应用前景。
2、另一方面，中空结构金属零件在工业领域具有非常大的应用需求，通常可作为内部冷却流道实现快速换热，另外可在满足工作载荷的情况下进行结构拓扑优化，以实现减重的目的。但是由于铸造工艺受限以及机械加工刀具的可达性差，使得中空结构金属零件的制造问题突出，尤其是当通过电弧增材制造技术制备中空结构金属零件时，因为增材制造本质为堆焊的方式，使得制备过程中悬空的部分因缺少支撑而难以制备，从而导致电弧增材制造技术难以满足中空结构金属零件的制造需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种中空结构金属零件电弧增减材复合制造方法，以解决采用传统工艺制造中空结构金属零件时存在的问题，并且可以实现此类零件的高质量快速制造，缩短制造周期。
2、为达到上述目的，
3、一种中空结构金属零件电弧增减材复合制造方法，包括以下步骤：
4、步骤1，将中空结构金属零件的三维模型分割为开口基体和盖板，所述开口基体上端面敞开且带有腔体，盖板为中空结构金属零件的悬空部分；
5、步骤2，基于开口基体的三维模型和盖板的三维模型，通过增材制造制备开口基体，通过减材制造制备盖板；
6、步骤3，所述开口基体至少有一个内侧壁，加工开口基体的内侧壁上端，开口基体的每一个内侧壁获得一个安装平面和一个坡口的一个侧壁，所述一个坡口的一个侧壁下端和安装平面的外边沿一体连接；
7、步骤4，将盖板置于开口基体中，盖板放置在安装平面上；盖板的外侧壁为坡口的另一个侧壁；
8、步骤5，通过增材制造填充坡口，完成中空结构金属零件的制造。
9、本专利技术的进一步改进在于：
10、优选的，步骤2前还包括，修改开口基体的三维模型，开口基体的内侧壁厚度增加余量2mm~5mm。
11、优选的，步骤2中，通过增材制造制备出开口基体后，铣削开口基体的内侧壁。
12、优选的，步骤4中，所述坡口的两个侧壁形成的角度范围为60°~120°。
13、优选的，所述开口基体为环向封闭结构，所述盖板为环向封闭结构；
14、开口基体和盖板之间设置有两个坡口。
15、优选的，步骤5中，填充坡口后，去除坡口的余高，完成中空结构金属零件的制备。
16、优选的，增材制造通过电弧增减材一体设备的增材单元实现，减材制造通过电弧增减材一体设备的减材单元实现；
17、增材单元包括运动机构和mig自动焊机；减材单元为龙门铣削机床。
18、优选的，所述盖板的厚度为5mm~30mm。
19、优选的，所述安装平面距离开口基体上端面的高度与盖板的厚度相等。
20、优选的，所述安装平面的宽度为0.8mm~1.6mm。
21、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
22、本专利技术公开了一种中空结构金属零件电弧增减材复合制造方法，该方法将中空结构金属零件分块拆解为开口基体和盖板两个主体结构，使用电弧增减材一体设备可快速制造出两个主体结构；克服了单独使用电弧增材设备成形尺寸精度、表面质量较差、无法成形悬空结构的缺点，充分利用了电弧增材制造成本低、效率高的优势。再通过减材单元加工坡口和安装平面，采用增材制造填充坡口的方法将两个主体结构冶金连接，使电弧增材制造技术与减材制造技术紧密配合，实现了中空及复杂类零件高效高质量制造，克服了传统工艺制造中空结构金属零件的局限。
23、进一步的，在开口基体的内侧壁厚度方向设置余量，为后续加工提供加工余量。
24、进一步的，在盖板安装在开口基体中前，铣削开口基体的内部，使得开口基体内部腔体的尺寸和表面精度均符合要求，进而保证整个中空结构金属零件的内部腔体的尺寸和表面精度均符合要求。
25、进一步的，增材制造过程和减材制造过程均在电弧增减材一体设备完成，提升加工效率。
26、进一步的，安装平面距离开口基体上端面的高度与盖板的厚度相等，保证盖板恰好能够安装在开口基体的上端面中，最终制备出中空结构金属零件的结构尺寸符合要求。
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1.一种中空结构金属零件电弧增减材复合制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种中空结构金属零件电弧增减材复合制造方法，其特征在于，步骤2前还包括，修改开口基体（1）的三维模型，开口基体（1）的内侧壁厚度增加余量2mm~5mm。
3.根据权利要求2所述的一种中空结构金属零件电弧增减材复合制造方法，其特征在于，步骤2中，通过增材制造制备出开口基体（1）后，铣削开口基体（1）的内侧壁。
4.根据权利要求1所述的一种中空结构金属零件电弧增减材复合制造方法，其特征在于，步骤4中，所述坡口（3）的两个侧壁形成的角度范围为60°~120°。
5.根据权利要求1所述的一种中空结构金属零件电弧增减材复合制造方法，其特征在于，所述开口基体（1）为环向封闭结构，所述盖板（2）为环向封闭结构；
6.根据权利要求1所述的一种中空结构金属零件电弧增减材复合制造方法，其特征在于，步骤5中，填充坡口（3）后，去除坡口（3）的余高，完成中空结构金属零件的制备。
7.根据权利要求1所述的一种中空结构金属零件电弧增减材复
8.根据权利要求1所述的一种中空结构金属零件电弧增减材复合制造方法，其特征在于，所述盖板（2）的厚度为5mm~30mm。
9.根据权利要求1所述的一种中空结构金属零件电弧增减材复合制造方法，其特征在于，所述安装平面（4）距离开口基体（1）上端面的高度与盖板（2）的厚度相等。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的中空结构金属零件电弧增减材复合制造方法，其特征在于，所述安装平面（4）的宽度为0.8mm~1.6mm。
...【技术特征摘要】
1.一种中空结构金属零件电弧增减材复合制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种中空结构金属零件电弧增减材复合制造方法，其特征在于，步骤2前还包括，修改开口基体（1）的三维模型，开口基体（1）的内侧壁厚度增加余量2mm~5mm。
3.根据权利要求2所述的一种中空结构金属零件电弧增减材复合制造方法，其特征在于，步骤2中，通过增材制造制备出开口基体（1）后，铣削开口基体（1）的内侧壁。
4.根据权利要求1所述的一种中空结构金属零件电弧增减材复合制造方法，其特征在于，步骤4中，所述坡口（3）的两个侧壁形成的角度范围为60°~120°。
5.根据权利要求1所述的一种中空结构金属零件电弧增减材复合制造方法，其特征在于，所述开口基体（1）为环向封闭结构，所述盖板（2）为环向封闭结构；
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：白浩，常喜，张力力，王占锋，王帅鹏，任琳君，
申请(专利权)人：西安华力装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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