一种基于激光诱导的氨轴向槽道热管弯曲成形的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于激光诱导的氨轴向槽道热管弯曲成形的方法，采用激光切割方式对氨轴向槽道热管原材料进行下料并按照工艺图纸进行铣加工产品豁口、孔位及弯曲段翅片，得到氨轴向槽道热管试验件；试验件的表面涂覆烧蚀防热材料；对所述试验件激光诱导弯曲成形参数进行仿真模拟，确定激光诱导弯曲成形参数下试验件的弯曲成形角度、温度分布云图以及应力应变云图，通过仿真确定试验件表面质量及成形角度满足要求的激光诱导弯曲成形参数；按照上述确定的激光诱导弯曲成形参数对氨轴向槽道热管试验件进行试验，判断试验后氨轴向槽道热管弯曲成形是否满足要求，若不满足，则对激光诱导弯曲成形参数进行优化，重新对氨轴向槽道热管试验件进行试验，直至满足要求。直至满足要求。直至满足要求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光诱导的氨轴向槽道热管弯曲成形的方法


[0001]本专利技术涉及一种氨轴向槽道热管弯曲成形的方法。

技术介绍

[0002]目前氨轴向槽道热管主要是手工弯制成形，成形后会存在截面畸变、壁厚减薄以及弯曲回弹等缺陷，一直影响氨轴向槽道热管产品合格率及质量，产品生产难以自动化、批量化、标准化。而激光诱导弯曲成形不依靠模具和人力，解决了成形的回弹及外侧壁厚减薄的问题，节省了大量的人力、物力和财力。在实际的工程应用中，激光诱导弯曲成形可以集激光切割、激光热处理及激光检测一体化，可以实现产品一体化成形，提高产品本身的成形精度，同时也可以提高产品合格率及质量稳定性。
[0003]而目前国内激光诱导成型主要应用在船舶、航空、航天的金属管材和板材上。相对于板材，管材的激光诱导弯曲成形研究较少。国外技术人员对管材的激光诱导弯曲成形进行了系列研究，但是没有深入的研究尤其针对氨轴向槽道热管没有研究。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于激光诱导的氨轴向槽道热管弯曲成形的方法。
[0005]本专利技术解决技术的方案是：一种基于激光诱导的氨轴向槽道热管弯曲成形的方法，包括如下步骤：
[0006]采用激光切割方式对氨轴向槽道热管原材料进行下料并按照工艺图纸进行铣加工产品豁口、孔位及弯曲段翅片，得到氨轴向槽道热管试验件；氨轴向槽道热管试验件的表面涂覆烧蚀防热材料；
[0007]对所述氨轴向槽道热管试验件激光诱导弯曲成形参数进行仿真模拟，确定激光诱导弯曲成形参数下试验件的弯曲成形角度、温度分布云图以及应力应变云图，通过仿真确定试验件表面质量及成形角度满足要求的激光诱导弯曲成形参数；仿真模拟过程中简化氨轴向槽道热管试验件上槽道的数量并采用约束位移的方式来模拟氨轴向槽道热管试验件弯曲成形过程中端部的固定形式；
[0008]按照上述确定的激光诱导弯曲成形参数对氨轴向槽道热管试验件进行试验，判断试验后氨轴向槽道热管弯曲成形是否满足要求，若不满足，则对激光诱导弯曲成形参数进行优化，重新对氨轴向槽道热管试验件进行试验，直至满足要求。
[0009]进一步的，涂覆烧蚀防热材料的厚度为0.3
‑
0.5mm。
[0010]进一步的，铣加工产品豁口、弯曲段翅片铣加工留余量2
‑
3mm。
[0011]进一步的，激光诱导弯曲成形参数包括激光扫描功率、扫描策略、扫描次数、速度、激光扫描间距以及激光扫描距离；所述的扫描策略为激光光束垂直热管直径方向进行扫描，以热管中心直径为零点，从
‑
10到+30再回到
‑
10为一次扫描。
[0012]进一步的，通过下述方式对激光诱导弯曲成形参数进行优化：
[0013]重新选取激光诱导弯曲成形参数进行试验，根据试验结果分析重要的影响因素，同时采取响应曲面法，对选取的重要影响参数进行工艺优化，并根据优化后的参数及结果进行试验，直至满足要求。
[0014]进一步的，针对管材截面的宽度和高度为30
×
10工字型、Ω槽道热管的激光诱导弯曲成形参数如下：
[0015]弯曲角度30
°‑
90
°
，弯曲半径R70mm
‑
R100mm，激光扫描功率850W
‑
1400W，激光扫描速度30mm/s
‑
50mm/s，同一位置激光扫描次数3
‑
10次，激光扫描间距1.5
‑
3mm，激光扫描距离10
‑
25mm。
[0016]进一步的，针对管材截面的宽度和直径为10
×
5圆形带翅片、矩形槽道热管的激光诱导弯曲成形参数如下：
[0017]弯曲角度30
°‑
90
°
，弯曲半径R10mm
‑
R70mm，激光扫描功率600W
‑
1400W，激光扫描速度10mm/s
‑
50mm/s，同一位置激光扫描次数3
‑
10次，激光扫描间距1.5
‑
6mm，激光扫描距离10
‑
60mm。
[0018]本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
[0019](1)传统手工弯制成形后热管具有壁厚减薄、起皱、截面变形、回弹的缺陷，激光诱导弯曲成形是一种无模成形的方式，零件在激光辐射下产生温度梯度，使得材料内外侧的热应力不一致，从而两侧产生不同的变形量，可以通过调整激光参数以及激光扫描策略等途径实现目标弯曲角度与形状，同时改善了传统手工弯曲成形后的缺陷。
[0020](2)传统氨轴向热管成形依靠手工弯制，同批次产品成形尺寸不同、产品质量存在差异，同时传统手工弯制成形产品周期长，无法按时交付。激光诱导弯曲成形改变手工弯制成形的现状，采用自动化成形在保证产品精度及性能的前提下，提升了产品稳定性及合格率，缩短了产品生产周期，提高了产品的经济效益。
[0021](3)传统手工弯制成形在加工过程中需要经过下料、数控铣加工、激光刻、钣金成形、表面清洗、焊接等工序，工序相对繁琐，而激光诱导成形设备可以实现激光加工、激光清洗、激光焊接等功能，使得产品在加工过程中尽可能实现一体化成形，使得产品质量得到更好的保证。
[0022](4)首次将激光诱导弯曲成形的方法应用于氨轴向槽道热管的弯曲成形上，在保证表面质量不发生烧蚀、划伤等基础上实现了氨轴向槽道热管的弯曲成形，摸索出工艺参数(激光输出功率、激光扫描次数以及同一位置扫描次数等条件)对弯曲角度的影响，为后激光诱导弯曲成形方法应用于各型号卫星、空间站用氨轴向槽道热管的加工奠定了基础。
[0023](5)激光弯曲成形解决了手工弯制成形壁厚减薄、弯曲截面形变、起皱、弯曲角度回弹等缺陷，同时可以通过调整激光能量、聚焦方式等参数实现热管产品的切割，并通过设备带有的激光检测通道实现弯曲角度的检测，简化了槽道热管产品的生产工艺流程，进一步实现了产品的一体化成形。
[0024](6)首次将激光诱导弯曲无模成形技术运用于氨轴向槽道热管的弯曲成形工艺中，减少了氨轴向槽道热管传统弯曲成形起皱，截面变形缺陷的发生，同时又节省了成形模具制造费用，激光诱导弯曲成形属于柔性成形方式，可以满足用户的个性需求。
附图说明
[0025]图1为本专利技术激光诱导成形装置简图；
[0026]图2为本专利技术方法流程图；
[0027]图3为30
×
10氨轴向槽道热管截面图；
[0028]图4为10
×
5氨轴向槽道热管截面图。
具体实施方式
[0029]下面结合实施例对本专利技术作进一步阐述。
[0030]本文提出了一种利用激光诱导成形技术成形氨轴向槽道热管的工艺方案。主要研究目前应用于各型号上的不同规格氨轴向槽道热管平面弯曲下不同弯曲半径以及弯曲角度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于激光诱导的氨轴向槽道热管弯曲成形的方法，其特征在于包括如下步骤：采用激光切割方式对氨轴向槽道热管原材料进行下料并按照工艺图纸进行铣加工产品豁口、孔位及弯曲段翅片，得到氨轴向槽道热管试验件；氨轴向槽道热管试验件的表面涂覆烧蚀防热材料；对所述氨轴向槽道热管试验件激光诱导弯曲成形参数进行仿真模拟，确定激光诱导弯曲成形参数下试验件的弯曲成形角度、温度分布云图以及应力应变云图，通过仿真确定试验件表面质量及成形角度满足要求的激光诱导弯曲成形参数；仿真模拟过程中简化氨轴向槽道热管试验件上槽道的数量并采用约束位移的方式来模拟氨轴向槽道热管试验件弯曲成形过程中端部的固定形式；按照上述确定的激光诱导弯曲成形参数对氨轴向槽道热管试验件进行试验，判断试验后氨轴向槽道热管弯曲成形是否满足要求，若不满足，则对激光诱导弯曲成形参数进行优化，重新对氨轴向槽道热管试验件进行试验，直至满足要求。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：涂覆烧蚀防热材料的厚度为0.3
‑
0.5mm。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：铣加工产品豁口、弯曲段翅片铣加工留余量2
‑
3mm。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：激光诱导弯曲成形参数包括激光扫描功率、扫描策略、扫描次数、速度、激光扫描间距以及激光扫描距离；所述的扫描策略为激光光束垂直热管直径方向进行扫描，以热管中心直径为零点，从
‑
10到+30再回到
‑
10为一次扫描。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过下述方式对激光诱导弯曲成形...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩生波，张又升，杨波，任栋梁，熊庆平，刘月东，苑博，李明伟，常磊，赵越，李君梁，薛睿，张浩，
申请(专利权)人：北京卫星制造厂有限公司，
类型：发明
国别省市：