大悬臂回转体金属零件的熔积增量成形技术-论文.pdf

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1、加工工艺设备大悬臂回转体金属零件的熔积增量成形技术*张海鸥，彭彦召，梁养民。，王福平。，王桂兰。，何奇。(1．华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室，湖北武汉430074；2．西安航空动力股份有限公司，陕西西安710043；3．华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室，湖北武汉430074)摘要：在具有倾角曲面或悬空特征的、复杂金属零件的直接增量制造中，无需支承的LENS与HPDM技术可省去因设立支承带来的诸多不便，在制造高性能和梯度功能材料零件方面独具优势；但尚未有效解决大悬臂复杂形状零件成形过程中的流淌问题。为此，本文提出基于骨架特

2、征的变方向无支承制造技术，以改善制造效果。采用高效低成本的电弧熔积五轴直接成形制造系统，完成了大悬臂零件的直接成形制造。试验结果表明，该技术可用于此类零件的增量成形，为无支承增量成形技术在复杂悬臂结构零件的精确数字化熔积制造中的应用提供了有效途径。关键词：金属零件；大悬臂特征；电弧熔积制造；横截面骨架特征；变方向中图分类号：TH164文献标志码：AResearchonLargeCantileverAxiallySymmetricalMetalPartsbasedonDepositionIncrementalTechnologyZHANGHaiou

3、，PENGYanzhao，LIANGYangmin。，WANGFuping，WANGGuilan。，HEQi。(1．StateKeyLaboratoryofDigitalManufacturingEquipmentandTechnology，HuazhongUniversityofScience&Technology，Wuhan430074，China；2．Xi’anAirPowerCo．，Ltd，Xi’an710043，China；3．StateKeyLaboratoryofMaterialProcessingandDie{3LMouldTec

4、hnology，HuazhongUniversityofScience＆Technology，Wuhan430074，China)Abstract：LENSandHPDMtechnologyhaveadistinctadvantageandinconveniencewithoutsupportingforthecomplexsurfacewithcantilevercharacteristicsinmanufacturinghighperformanceorfunctionalgradientmaterialsparts，buttheproble

5、mofmetalflowhasnotbeensolvedeffectively．Thepaperproposedanewmethodtosolvetheproblembychangingmanufacturingdirectionbasedonskeletoncharacteristics．Itiscompletedthatthedirectmanufacturingoflargecantileverpartswithlowcostandhighefficiencyarcbasedondepositionmanufacturingsystemof

6、five—axis．Theexperimentalresultsshowedthatthetechnologycanbeusedinincrementalmanufacturingfortheabovepartsandprovideanefficientwayfortheprecisedigitaldepositionmanufacturingwithcomplexcantileverstructure．Keywords：metalparts，largeCantilever，arcdepositionmanufacturjng，CROSSsect

7、ionskeletoncharacteristics，chan—gingdirection增量制造技术(AM)变革了传统的机械加工减熔化后直接沉积在基体上，通过控制焊枪的运动轨量成形和锻造等量成形模式，是实现复杂形状和功迹实现不同形状和尺寸的金属零件直接成形。能梯度材料零件短流程制造的有效手段。在高能束然而，同LENS方法一样，该技术也存在因无直接制造高致密金属零件技术中，有支承的EBM支承而难以成形的复杂形状零件的技术难题。尽管技术在小型复杂零件制造方面具有优势，但难以制有学者研究表明，由于材料表面张力的作用，熔融金造大型和复合功能梯度材料的零

8、件，且成形过程须属具有向内收缩的趋势，小悬臂过渡结构可以在无在真空室内进行，对硬件的要求高，运行成本也高；支承的条件下直接制造；但对于大