一种针对超级合金薄壁成型件尺寸精度的控制方法技术

一种针对超级合金薄壁成型件尺寸精度的控制方法，涉及一种薄壁件加工方法。本发明专利技术为解决超级合金薄壁件切削加工效率和加工质量低下的问题。本发明专利技术方法：一：获取待加工工件的CAD三维模型；二：选择三维模型中用于定位的型面，确定定位支撑单元；三：利用激光加工制造定位支撑单元；四：将待加工工件装配到定位支撑单元中，令装配后的待加工件和定位支撑单元组成加工状态单元；五：确定加工状态单元中的加工基点；六：根据待加工工件允差条件，加权处理激光加工路径参数，通过仿真模拟加工路径确定最优加工路径；七：调试工件加工程序，按照最优加工路径对待加工工件进行加工，完成对超级合金薄壁成型件尺寸精度的控制。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，涉及一种薄壁件加工方法。本专利技术为解决超级合金薄壁件切削加工效率和加工质量低下的问题。本专利技术方法：一：获取待加工工件的CAD三维模型；二：选择三维模型中用于定位的型面，确定定位支撑单元；三：利用激光加工制造定位支撑单元；四：将待加工工件装配到定位支撑单元中，令装配后的待加工件和定位支撑单元组成加工状态单元；五：确定加工状态单元中的加工基点；六：根据待加工工件允差条件，加权处理激光加工路径参数，通过仿真模拟加工路径确定最优加工路径；七：调试工件加工程序，按照最优加工路径对待加工工件进行加工，完成对超级合金薄壁成型件尺寸精度的控制。【专利说明】
本专利技术涉及一种薄壁件加工方法。
技术介绍
燃气轮机作为大型动力提供装置广泛用于电力输出，舰船动力装置，远距离能源管道传送动力和应急临时电力供应等场合。国外已经在民用、军用内的诸多行业广泛的研发并使用燃气轮机这种大型动力提供装置，功率从100MW到500MW不等。例如美国GE公司从上世纪50年代开始，从航天型燃气轮机起步到陆基大型燃机，经过几代燃机的研发和制造，已经形成自己的燃机品牌体系，从最初的6A系列到上世纪90年代的9A、9FA、9FB系列，目前已经发展到9H系列燃机，其功率和压比已经达到了很高的程度，与传统的汽轮机组成的联合循环机组效率更是到达了 45%以上。目前我国燃气轮机的生产刚刚起步，燃气轮机的能力置于美国上世纪90年代的水平，这极大阻碍了我国能源产业的发展并使舰船动力等海军国防发展受到了很大的局限，使我国与国际先进水平存在很大的差距。作为燃气轮机区别于传统汽轮机标志之一的燃烧室，由于抗热腐蚀高温合金材质的使用和易变形薄壁群孔筒状结构特点而使其更难于制造。根本原因是由于材质的抗热腐蚀、高强度使得道具急速磨损，被加工型面偏离数模尺寸较大，在大幅提高加工刀具成本的同时，极易出现废品，造成无法补救的原材料浪费。同时薄壁件装夹时和加工时的变形控制十分困难，传统的机加和电火花线切割加工方式很难在进行精确加工的同时保证批量加工时的高效率和一致性。超级合金薄壁件在金属切削加工中易变形造成零件形位公差超差，以及热加工过程中造成薄壁件整体零件过热产生残余应力,进而造成加工效率和加工质量低下。专利技术目的本专利技术为了解决超级合金薄壁件在金属切削加工中易变形造成零件形位公差超差，以及热加工过程中造成薄壁件整体零件过热产生残余应力，进而造成加工效率和加工质量低下的问题，从而提供，，其特征在于它包括如下步骤:步骤一:获取待加工工件的CAD三维模型；步骤二:选择步骤一所述三维模型中用于定位的型面，确定定位支撑单元，并对定位支撑单元进行参数化设计和后续处理；步骤三:根据步骤二获得的定位支撑单元，利用激光加工制造定位支撑单元；步骤四:将待加工工件装配到定位支撑单元中，令装配后的待加工件和定位支撑单元组成加工状态单元；步骤五:确定加工状态单元中的加工基点；步骤六:根据待加工工件允差条件，加权处理激光加工路径参数，通过仿真模拟加工路径确定最优加工路径；步骤七:调试工件加工程序，按照步骤六确定的最优加工路径对待加工工件进行加工，完成对超级合金薄壁成型件尺寸精度的控制。本专利技术解决了超级合金薄壁件在金属切削加工中易变形造成零件形位公差超差，以及热加工过程中造成薄壁件整体零件过热产生残余应力的问题。，是以燃气轮机生产中常见的超级合金薄壁件为例，利用激光切割机高精度、柔性好、热变形小的特点，通过零件三维图形建模、设计制备专用工艺装备以及优化处理激光加工路径参数等步骤，实现薄壁件的精加工。这种方法在解决变形问题的基础上，也很好的解决了薄壁件产品批量生产中产品的一致性问题。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的流程图；图2为具体实施例所述三维模型图；图3为具体实施例所述定位支撑单元图；图4为具体实施例所述定位支撑单元筋板和基板装配图；图5为具体实施例所述加工状态模型单元与基点选择示意图；图6为具体实施例所述参数化路径优化模拟图；图7为具体实施例实际切割截面质量围观图谱。【具体实施方式】【具体实施方式】一、结合图说明本【具体实施方式】。，它包括如下步骤:步骤一:获取待加工工件的CAD三维模型；步骤二:选择步骤一所述三维模型中用于定位的型面，确定定位支撑单元，并对定位支撑单元进行参数化设计和后续处理；步骤三:根据步骤二获得的定位支撑单元，利用激光加工制造定位支撑单元；步骤四:将待加工工件装配到定位支撑单元中，令装配后的待加工件和定位支撑单元组成加工状态单元；步骤五:确定加工状态单元中的加工基点；步骤六:根据待加工工件允差条件，加权处理激光加工路径参数，通过仿真模拟加工路径确定最优加工路径；步骤七:调试工件加工程序，按照步骤六确定的最优加工路径对待加工工件进行加工，完成对超级合金薄壁成型件尺寸精度的控制。本专利技术的详细步骤为:步骤一:获取待加工件的CAD三维模型；使用常见的三维模型软件进行三维绘图，可用的三维软件包括UG、Pio-E、SOLIDffORKS等。根据图纸绘制出准确的三维模型，并将模型文件转化成IGES文件。步骤二:选择步骤一所述三维模型中用于定位的型面，确定定位支撑单元，并对定位支撑单元进行参数化设计，并对支撑定位单元进行后续处理；步骤二 A:选择三维模型中用于定位的型面；三维模型中的定位型面型线将作为定位支撑单元定位型面的型线。所述定位型面应满足如下条件:预选为定位型面的表面拉伸方向应呈现水平向下延展，以型面的受压表面作为定位面；待切割表面不存在较小二面角或尖点，在切割路径区域存在的成型面其与激光切割路径距离应满足大于激光头喷嘴直径3倍以上(成型后毛坯件的飞边对切割路径上的激光头不形成干涉)；预选定位型面俯视(Z方向)投影面积大于该件其余二向(X向、Y向)投影面积中较小值；步骤二 B:参数化设计定位支撑单元；所述定位支撑单元包括基板、筋板和支撑单元的定位型面；步骤三C:利用步骤二 B所述参数生成筋板和基板的二维单元图，并转化成ICON文件。利用上述参数设计筋板和基板各尺寸以后生成DWG/DXF格式的二维CAD筋板基板单元图。此步骤的后续处理是指对筋板与基板装配部位CAD图进行处理，包括筋板地脚宽度型线、筋板地脚深度型线；筋板与零件接触定位部位CAD图进行处理，包括筋板在接触部位锐角的圆角处理；逐一生成筋板件和基板件的CAD模型图并转化成ICON文件。步骤三:根据步骤二参数化设计获得的定位支撑单元，利用激光加工制造定位支撑单兀；步骤三A:获取步骤二 C所述筋板和基板的二维单元的ICON文件；步骤三B:对步骤三A获取的文件进行筋板和基板定位，在软件中设置程序原点；步骤三C:根据切割路径选取切割喷嘴策略；根据切割路径的不同选取不同的切割喷嘴策略。如切割单边曲线选择单条切割；切割多条单边曲线选择多条切割、切割闭环曲线选择连续切割等等；在选择切割喷嘴策略中直接选取起始点、终止点和过切值，起始点和终止点应与零件切割表面有一定的距离，该距离即定义为过切值，一般为板厚的1.5-2.5倍。步骤三D:生成用于机床加工的G代码程序文件并加载至机床，设置加工零件原点，进行实物模拟程序并切割基板和筋板，所述加工零件是指筋板和基板；设置加工零件原点:使用机床手持盒，用GOl指令和SET_Z本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种针对超级合金薄壁成型件尺寸精度的控制方法，其特征在于它包括如下步骤：步骤一：获取待加工工件的CAD三维模型；步骤二：选择步骤一所述三维模型中用于定位的型面，确定定位支撑单元，并对定位支撑单元进行参数化设计和后续处理；步骤三：根据步骤二获得的定位支撑单元，利用激光加工制造定位支撑单元；步骤四：将待加工工件装配到定位支撑单元中，令装配后的待加工件和定位支撑单元组成加工状态单元；步骤五：确定加工状态单元中的加工基点；步骤六：根据待加工工件允差条件，加权处理激光加工路径参数，通过仿真模拟加工路径确定最优加工路径；步骤七：调试工件加工程序，按照步骤六确定的最优加工路径对待加工工件进行加工，完成对超级合金薄壁成型件尺寸精度的控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：付志刚，季东军，董生权，王晓东，王石磊，康彦文，
申请(专利权)人：哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：