1.一種激光加熱程序編制方法,其特征在于,步驟包括:
1)獲取坯料幾何和材料特性參數(shù)、旋壓工具幾何參數(shù)和成形工藝參數(shù),包括坯料厚度t0、直徑D、材料屬性、主軸轉(zhuǎn)速n、進(jìn)給速率f、旋輪直徑Dr、圓角半徑ρr和/或旋輪攻角
2)根據(jù)旋壓成形工藝,生成旋輪加載軌跡;
3)根據(jù)步驟1)和2)獲得的工藝參數(shù)與旋輪加載軌跡,運(yùn)用數(shù)值模擬分析軟件建立整體加熱旋壓數(shù)值模擬模型,并進(jìn)行計(jì)算;
4)根據(jù)數(shù)值模擬分析結(jié)果,確定旋壓成形過程中激光加熱區(qū)的作用位置以及區(qū)域內(nèi)溫度的分布狀況,即加熱策略;
5)根據(jù)步驟4)制訂的加熱策略,確定不同時(shí)間點(diǎn)所對應(yīng)的激光加熱參數(shù),包括光斑與坯料上旋輪接觸區(qū)的相對位置關(guān)系、激光功率P和/或激光光斑大小d,光斑與坯料上旋輪接觸區(qū)的相對位置關(guān)系包括光斑與接觸區(qū)的軸向距離Δ和二者的圓周夾角α;
6)對數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行后處理,根據(jù)光斑與坯料上接觸區(qū)的相對位置要求,在變形過程中的旋壓坯料表面搜索不同時(shí)間點(diǎn)符合位置要求的單元,通過記錄該單元的Y和Z坐標(biāo),建立時(shí)間點(diǎn)與光斑Y和Z坐標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系,進(jìn)而形成一系列光斑加載位置隨時(shí)間變化的離散點(diǎn);
7)根據(jù)激光光斑與激光頭在Y方向和Z方向的偏移距離,將光斑軌跡的離散點(diǎn)轉(zhuǎn)換成加熱過程中激光頭的一系列位置坐標(biāo);
8)運(yùn)用CAM軟件,將一系列激光頭位置的點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成運(yùn)動(dòng)軌跡控制代碼;9)將激光頭控制軌跡控制代碼和對應(yīng)的激光功率P結(jié)合,生成激光頭的控制程序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加熱程序編制方法,其特征在于,在單道次普旋旋壓和錐形件剪切旋壓成形情況下,所述旋輪加載軌跡可通過旋壓芯模的母線予以確定,在多道次普旋旋壓情況下,則所述旋輪加載軌跡需根據(jù)旋壓工序件的母線進(jìn)行設(shè)計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加熱程序編制方法,其特征在于,所述激光光斑大小d用于表征激光輻照區(qū)域的大小。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加熱程序編制方法,其特征在于,所述光斑與坯料上接觸區(qū)間圓周夾角α的選擇除了要保證加熱效果,還要保證激光能直接輻照到坯料表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光加熱程序編制方法,其特征在于,激光光斑在坯料上形成的軌跡與旋輪加載軌跡不需要保持一對一的映射關(guān)系。
6.一種激光加熱程序優(yōu)化方法,其特征在于,步驟包括:
1)將激光加熱參數(shù)作為試驗(yàn)因素,包括激光功率P、光斑大小d和光斑與坯料上接觸區(qū)軸向距離Δ和/或周向夾角α,并確定因素的水平;
2)運(yùn)用試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行基于激光加熱旋壓的試驗(yàn)方案設(shè)計(jì);
3)按照試驗(yàn)方案,運(yùn)用激光加熱程序編制方法生成激光加熱程序;
4)按照試驗(yàn)方案,開展基于激光加熱旋壓的工藝試驗(yàn);
5)對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,根據(jù)評價(jià)指標(biāo)確定適合成形的激光參數(shù);
6)采用優(yōu)化的激光加熱參數(shù),運(yùn)用激光加熱程序編制方法生成優(yōu)化后激光加熱程序。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光加熱程序優(yōu)化方法,其特征在于,優(yōu)化的目的是提高成形質(zhì)量,評價(jià)指標(biāo)根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì),可以是大于等于1個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光加熱程序優(yōu)化方法,其特征在于,所述工藝試驗(yàn)可以是真實(shí)的加工,也可以是數(shù)值模擬。