一种大型金属整体结构件的组合制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于飞机制造技术领域，涉及一种大型金属整体结构件的组合制造方法。
【背景技术】
[0002]随着航空产业的发展和技术的进步，采用金属整体结构成为一种趋势，尤其是对于大型飞机，整体结构对提高飞机寿命、减轻结构重量具有显著效益。金属材料整体结构多采用锻件制造。目前，国内通过常规锻造技术获得满足设计要求的大型整体结构非常困难，主要是对锻造设备、锻造工艺及原材料提出了更高的要求，即要求原材料规格更大，锻造设备有足够的锻造能力，对锻造工艺控制更苛刻。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于:本发明的目的是提出一种大型金属结构件的制造方法，它可以克服传统制造技术的弊端，弥补大规格材料及大吨位设备的不足，以解决飞机大型金属整体结构的制造问题，同时满足飞机设计要求。
[0004]本发明的技术方案是:一种大型金属整体结构件的组合制造方法，包括以下步骤:
[0005](I)选取同牌号的原材料:自由锻造用棒材，激光快速成形用粉材；
[0006](2)将金属整体结构件划分为耳片部分及除此之外的实体部分，对于实体部分，根据规格及设备能力，设计分步自由锻件图，将其锻件划分为若干部分，分步分块锻制；
[0007](3)对分步自由锻件进行粗加工，获得可实施激光快速成形的基体表面；
[0008](4)采用激光快速成形工艺制造耳片部位，具体通过激光熔覆的方法将粉末材料逐层堆积，获得包容耳片的近形体；
[0009](5)按零件图纸尺寸进行机械加工，去除两部分的多余材料；
[0010](6)按零件图纸要求进行热处理和表面处理，完成零件制造。
[0011 ] 本发明的有益效果是:
[0012]本发明将分步锻造工艺和激光快速成形工艺相结合，发挥两种工艺的各自优势，实现大型金属结构件的制造方法。具有如下优点:1、降低制造成本2、缩短加工周期3、提高材料利用率4、无需模具。
【具体实施方式】
[0013]下面对本发明做进一步详细说明。实施例选用一种飞机典型结构(大型带耳片凸台的板框类零件)，如果单纯采用常规自由锻造工艺，需要锻造能够包容整个零件的实体部分，对于这样一个自由锻件，存在以下问题:一是对原材料规格需要增大；二是需要锻造设备吨位增大，且锻件厚度大，自由锻造变形不充分，无法保证锻件性能；三是锻造完成后需要进行大量的去材机械加工。从以上看，采用常规锻造技术制造实体，不仅对原材料、设备要求高，且原材料、锻造和机加费用都非常大，加工周期长。采用本发明提出的制造方法，主要步骤如下:
[0014](I)选取同牌号的原材料:自由锻造用棒材，激光快速成形用粉材；
[0015](2)将金属整体结构件划分为耳片部分及除此之外的实体部分，对于实体部分，根据规格及设备能力，设计分步自由锻件图，将其锻件划分为若干部分，分步分块锻制；
[0016](3)对分步自由锻件进行粗加工，获得可实施激光快速成形的基体表面；
[0017](4)采用激光快速成形工艺制造耳片部位，具体通过激光熔覆的方法将粉末材料逐层堆积，获得包容耳片的近形体；
[0018](5)按零件图纸尺寸进行机械加工，去除两部分的多余材料；
[0019](6)按零件图纸要求进行热处理和表面处理，完成零件制造。
【主权项】
1.一种大型金属整体结构件的组合制造方法，包括以下步骤: (1)选取同牌号的原材料:自由锻造用棒材，激光快速成形用粉材； (2)将金属整体结构件划分为耳片部分及除此之外的实体部分，对于实体部分，根据规格及设备能力，设计分步自由锻件图，将其锻件划分为若干部分，分步分块锻制； (3)对分步自由锻件进行粗加工，获得可实施激光快速成形的基体表面； (4)采用激光快速成形工艺制造耳片部位，具体通过激光熔覆的方法将粉末材料逐层堆积，获得包容耳片的近形体； (5)按零件图纸尺寸进行机械加工，去除两部分的多余材料； (6)按零件图纸要求进行热处理和表面处理，完成零件制造。
【专利摘要】本发明的目的是提出一种大型金属结构件的制造方法，它可以克服传统制造技术的弊端，弥补大规格材料及大吨位设备的不足，以解决飞机大型金属整体结构的制造问题，同时满足飞机设计要求。本发明将分步锻造工艺和激光快速成形工艺相结合，发挥两种工艺的各自优势，实现大型金属结构件的制造方法。具体是将金属整体结构件划分为采用分步锻造工艺和激光快速成形工艺制造的两部分，对于主体部位采用分步锻造，对于其他部位采用激光快速成形工艺制造，最终获得符合设计要求的整体结构件。
【IPC分类】B23P15/00, B22F3/105
【公开号】CN105563014
【申请号】CN201410535725
【发明人】李宁, 秦锋英, 李辉
【申请人】中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2014年10月11日