[發(fā)明專利]一種壓力容器半球增材制造路徑規(guī)劃方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811280754.1
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109454230B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設計）人: 李權;王國慶;王福德;趙衍華;白景彬;羅志偉;馮晨;張益坤;朱瑞燦;魏瑞剛;徐宋娟;黑艷穎
• 申請（專利權）人: 首都航天機械有限公司;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: B22F3/00
• 分類號: B22F3/00;B22F5/00;B33Y10/00;B33Y50/02;G05D27/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張輝

1.一種壓力容器半球增材制造路徑規(guī)劃方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟S1：選取鈦合金棒作為成形用的基棒，設置旋轉平臺上表面距變位機翻轉軸中心距離R1，則沉積位置距旋轉平臺距離R2＝R1-R，R為要成形的半球半徑；

步驟S2：根據(jù)要成形的半球半徑及基棒半徑計算變位機翻轉軸初始角度θ₀；

利用如下公式計算變位機翻轉軸初始角度θ₀：

θ₀＝180*R₀/(3.14*R)

R₀為鈦合金棒的半徑；

步驟S3：計算要成形的半球每層的變位機翻轉軸傾轉角度θ_n；

步驟S4：計算要成形的半球每層的沉積半徑Rn；

步驟S5：計算要成形的半球每層的變位機旋轉軸旋轉角速度W；

步驟S6：按上述每層的變位機翻轉軸傾轉角度、旋轉軸旋轉角速度，從第一層開始逐層沉積，直到θ_n＝90°，完成半球成形。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種壓力容器半球增材制造路徑規(guī)劃方法，其特征在于：所述步驟S3中，設定要成形的半球每層沉積高度為h，每堆一層變位機翻轉軸傾轉角度增加d_θ度，d_θ＝180*h/(3.14*R)，第n層后，變位機翻轉軸傾轉角度θ_n＝n*d_θ+θ₀。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種壓力容器半球增材制造路徑規(guī)劃方法，其特征在于：所述步驟S4中，第n層沉積半徑Rn＝RSinθ_n。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種壓力容器半球增材制造路徑規(guī)劃方法，其特征在于：所述步驟S5中，設沉積線速度恒定為V mm/s，則沉積至第n層后，旋轉角速度W＝360*V/(2*3.14*Rn)，單位為度/秒。

5.一種壓力容器半球增材制造路徑規(guī)劃方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟Y1：選取鈦合金棒作為成形用的基棒，設置旋轉平臺上表面距變位機翻轉軸中心距離R1，沉積位置距旋轉平臺距離R2；

步驟Y2：根據(jù)要成形的半球半徑及基棒半徑計算變位機翻轉軸初始角度θ₀，θ₀＝180*R₀/(3.14*R)

R₀為鈦合金棒的半徑，R為要成形的半球半徑；

步驟Y3：計算要成形的半球每層的變位機翻轉軸傾轉角度θ_n；

步驟Y4：計算要成形的半球每層的半徑Rn；

步驟Y5：計算要成形的半球每層的變位機旋轉軸旋轉角速度W；

步驟Y6：每沉積完一層，執(zhí)行機構夾持熱源移動，計算熱源移動距離；

第n層沉積完后，水平方向熱源移動距離dx＝(cosθ_n-1-cosθ_n)*(R1+R2+R)，高度方向熱源移動距離dz＝(sinθ_n-sinθ_n-1)*(R1+R2+R)；

步驟Y7：按上述每層的變位機翻轉軸傾轉角度、旋轉軸旋轉角速度、熱源移動距離，從第一層開始逐層沉積，直到θ_n＝90°，完成半球成形。

6.根據(jù)權利要求5所述的一種壓力容器半球增材制造路徑規(guī)劃方法，其特征在于：所述步驟Y3中，設定要成形的半球每層沉積高度為h，每堆一層變位機翻轉軸傾轉角度增加d_θ度，d_θ＝180*h/(3.14*R)，第n層后，變位機翻轉軸傾轉角度θ_n＝n*d_θ+θ₀。

7.根據(jù)權利要求5所述的一種壓力容器半球增材制造路徑規(guī)劃方法，其特征在于：所述步驟Y4中，第n層的沉積半徑Rn＝RSinθ_n，R為要成形的半球半徑。

8.根據(jù)權利要求5所述的一種壓力容器半球增材制造路徑規(guī)劃方法，其特征在于：所述步驟Y5中，設沉積線速度恒定為V mm/s，沉積至第n層后，旋轉角速度W＝360*V/(2*3.14*Rn)，單位為度/秒。