[发明专利]一种金属毛坯件的复合加工成形方法

说明书

本发明提供一种金属毛坯件的复合加工成形方法，该方法针对金属毛坯件不同区域的特点，分别采用数控加工和激光熔覆的方法，完成对毛坯件的复合加工成形。在复合加工成形过程中，数控加工方法主要针对毛坯件精度要求低、结构简单、易于成形、厚度较大的地方，而激光熔覆快速成形方法主要针对毛坯件精度要求高、结构复杂、成形困难、厚度较小、具有窄缝、深槽等特征的部分，以及受力较大的转角或凸起等处。该方法将数控加工和激光熔覆两种技术结合起来，可同时实现毛坯件的快速化和精密化加工，零件性能优良，制作周期短，成本低。

技术领域

本发明涉及一种金属毛坯件的复合加工成形方法，属于数控加工与快速成形的技术交叉领域。

背景技术

常规的金属毛坯件加工方法，一般需要手工打磨、抛光，这样造成加工效率低，加工精度不稳定。采用数控加工，虽然可以提高生产效率，但是在加工形状特别复杂和包含有窄缝、深槽等型面的零件时，仍然存在着一定的弊端。

激光熔覆快速成形技术具有选材广、成形精度高、成形产品强度高、内部晶粒组织细小等特点，特别适合于金属零件的快速制造，可应用于零件生产之中。

机械零件的数控加工方法，加工精度低，且受到机床与刀具的制约较大，难以加工精密复杂的部分；而采用激光熔覆快速成形技术进行零件制造，因其层层铺料，故而耗费时间长，增加了零件制作的成本，且当激光熔覆层过厚时，裂纹与缺陷明显，零件质量将大为下降。

发明内容

为了克服零件加工中所存在的各种问题，本发明提供一种金属毛坯件的复合加工成形方法。该方法将数控加工与激光熔覆结合起来，将金属毛坯件置于复合加工机床上，采用边加工边熔覆的方式，得到零件的最终成形产品。

一种金属毛坯件复合加工成形方法，包括以下步骤：

（1）铸造得到零件毛坯；

（2）根据零件毛坯的精度要求、形状特征等因素，以及加工设备与熔覆设备的行程，对零件毛坯进行分区，确定加工区域与熔覆区域；

（3）针对不同的区域，分别编写各自对应的数控加工代码与激光熔覆代码；

（4）预制熔覆用金属合金粉末；

（5）将零件毛坯置于复合加工平台上；

（6）根据数控加工代码，驱动数控加工设备对零件毛坯进行数控加工操作；根据熔覆代码，驱动激光熔覆快速成形设备对零件毛坯进行激光熔覆操作，直至得到零件的最终成形产品。

进一步地，一种金属毛坯件复合加工成形方法，在加工熔覆过程中，根据零件毛坯的不同特征，可选用不同的制造方法：精度要求低，结构简单，易于成形，厚度较大的地方，应采用数控加工的方法；精度要求高，结构复杂，成形困难，厚度较小，具有窄缝、深槽等特征的部分，以及受力较大的转角或凸起等处，应采用激光熔覆的方法。

进一步地，一种金属毛坯件复合加工成形方法，根据具体的制作需求，可将加工与熔覆同步进行，也可分步进行，且两者之间不存在先后顺序，加工与熔覆均可反复进行；若为同步进行，在编写加工与熔覆程序时，应避免两者之间的干涉。

进一步地，一种金属毛坯件复合加工成形方法，数控加工与激光熔覆可以实现对彼此的补偿，直至得到零件的最终产品。

进一步地，一种金属毛坯件复合加工成形方法，在加工区域，可针对不同部位的性能要求分别选用不同的加工方法和加工工艺参数；在熔覆区域，也可针对不同部位的性能要求分别选用不同的熔覆材料和熔覆工艺参数。

与现有技术相比，本发明具有以下几个方面的优势：

（1）将传统的数控加工与激光熔覆快速成形技术结合起来，传统的数控加工可以实现零件的快速化与粗略化加工；而激光熔覆快速成形技术，可以实现对零件的难加工、受力大及高精度部分的精密制造，实现零件加工的精密化与细微化；