CN111014881B - 一种薄壁圆台类结构的制造方法及装置 - Google Patents

一种薄壁圆台类结构的制造方法及装置 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种薄壁圆台类结构的制造方法，包括：将基板装夹于变位机平台上，确定基板的倾斜角度；确定焊枪的初始位置；使用所述焊枪，通过电弧熔丝在所述基板上增材成型；对所述成型过程进行角度校正。还包括对所述薄壁圆台类结构进行热处理；对完成所述热处理的所述薄壁圆台类结构进行机加工。本发明还公开了使用上述方法制造薄壁圆台类结构的装置。采用本发明的方法及装置，整个成型过程无需模具，相对于传统的锻造和铸造方法大大缩短了加工时间，成型的锥筒结构尺寸精确。

Description

一种薄壁圆台类结构的制造方法及装置
技术领域
本申请属于增材制造领域，具体涉及一种薄壁圆台类结构的电弧熔丝增材制造方法及装置。
背景技术
薄壁圆台是航天主承力构件中常见的结构之一，传统的锻造方法制造材料利用率低，传统的铸造方法制造产品合格率低。采用电弧熔丝增材制造薄壁圆台不需要模具，可直接快速低成本成型。但由于成型过程中金属冷却收缩产生环向和径向应力，圆台下端同基板相连接的部分收缩受到基板约束，圆台上端可自由收缩，这种不均匀收缩最终将导致薄壁圆台角度出现偏差，满足不了产品尺寸要求。如何成型外形尺寸精确的薄壁圆台类结构目前还没有公开的方法。
发明内容
本申请实施例提供了一种薄壁圆台类结构的制造方法及装置，用以成型外形尺寸精确的薄壁圆台类结构。
第一方面，本申请实施例提供的一种薄壁圆台类结构的制造方法，包括：
将基板装夹于变位机平台上，确定基板的倾斜角度；
确定焊枪的初始位置；
使用所述焊枪，通过电弧熔丝在所述基板上增材成型；
对所述成型过程进行角度校正。
进一步，还包括：
对所述薄壁圆台类结构进行热处理；
对完成所述热处理的所述薄壁圆台类结构进行机加工。
通过该方法，大大缩短了加工时间，成型的锥筒尺寸精确。
第二方面，本发明实施例还提供一种薄壁圆台类结构的制造装置，包括：
变位机，基板和焊枪；
所述变位机包括旋转中心轴和变位机平台，所述旋转中心轴与所述变位机平台中心连接，所述变位机平台可向任意一侧翻转；
所述基板装夹于所述变位机平台上；
所述焊枪置于所述基板上方，用于通过电弧熔丝在所述基板上对所述薄壁圆台类结构进行增材成型。
在本发明实施例中，采用预留圆台冷却收缩角度和成型过程中不间断校正角度的方法，最终通过焊枪与变位机协同运动进行焊接的模式完成了薄壁圆台的电弧增材制造，整个成型过程无需模具，相对于传统的锻造和铸造方法大大缩短了加工时间，成型的锥筒尺寸精确。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的薄壁圆台类结构的制造方法流程示意图一；
图2为本申请实施例提供的薄壁圆台类结构的制造方法流程示意图二；
图3为本申请实施例提供的薄壁圆台类结构的制造装置示意图一；
图4为本申请实施例提供的薄壁圆台类结构的制造装置示意图二。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
电弧熔丝增材制造技术，是一种制造功能结构一体化大型金属零件的数字化制造技术。通过送丝方式，采用电弧作为热源，实现金属丝材直接堆积的增材制造技术。该技术具有沉积效率高、成本低等特点，能实现高性能高温合金、钛合金、铝合金和高强钢等大型复杂结构件的快速制造。以电弧增材制造技术成型的构件具有力学性能好、生产成本低、成型效率高等优点。但由于成型过程中金属冷却收缩产生环向和径向应力，圆台下端同基板相连接的部分收缩受到基板约束，圆台上端可自由收缩，这种不均匀收缩最终将导致薄壁圆台角度出现偏差，满足不了产品尺寸要求。
针对上述技术问题，本申请实施例提供了一种薄壁圆台类结构的制造方法及装置，采用预留圆台冷却收缩角度和成型过程中不间断校正角度的方法，最终通过焊枪与变位机协同运动进行焊接的模式完成了薄壁圆台的电弧增材制造，整个成型过程无需模具，相对于传统的锻造和铸造方法大大缩短了加工时间，成型的锥筒尺寸精确。本申请实施例提供的技术方案可以用于航空航天等增材制造领域。
其中，方法和装置是基于同一申请构思的，由于方法和装置解决问题的原理相似，因此装置和方法的实施可以相互参见，重复之处不再赘述。
下面结合说明书附图对本申请各个实施例进行详细描述。需要说明的是，本申请实施例的展示顺序仅代表实施例的先后顺序，并不代表实施例所提供的技术方案的优劣。
实施例一：
参见图1，为本申请实施例提供的一种薄壁圆台类结构的制造方法示意图，如图所示，该方法可包括：
S101,确定基板的倾斜角度。
需要说明的是，在进行制造之前，将基板装夹于变位机的平台上。变位机的平台与变位机的旋转中心轴相连。变位机平台可向任意一侧翻转。
优选的，变位机为双轴变位机；
优选的，基板的中心与变位机平台的中心对齐，变位机的旋转中心轴与变位机平台的中心位置相连。
通常情况下，薄壁圆台类结构的上下两端的直径不相同。实施本申请提供的制造方法时，可以从直径较小的一端开始成型，也可以从直径较大的一端开始成型。
本申请的方法，也同样适用薄壁圆台类结构的上下两端的直径相同的情况。
S102，确定焊枪的初始位置。
焊枪的初始位置，即为增材成型开始时焊枪的位置。
本申请对焊枪的具体型号不做限定，只要满足工艺参数即可。优选的，焊枪为等离子焊或者MIG焊，并有氩气保护，整个焊接过程采用氩气进行局部保护。
可选的，焊枪可为Fronius公司的MIG焊接系统或者FUNAUC公司的自动焊接机器人。
S103，使用焊枪，通过电弧熔丝在基板上增材成型。
在步骤S101和S102的基础上，进行电弧丝增材成型过程。其中，焊枪的焊接与变位机的旋转同步进行，成型过程中焊枪向垂直于水平面向上的方向逐层抬升，抬升量为当前层的层高。
进一步的，焊接过程考虑的工艺参数包括焊丝、焊接电流、电压、焊丝干伸长度和焊接速度等。
S104，成型过程中角度校正。
增材成型过程中，对翻转角度进行校正。具体的，每隔一定成型高度h测量当前位置圆台外径d，与产品图纸中当前高度位置对应的外径D进行比较，根据比较结果调整翻转角度。
其中，达到多少成型高度h进行一次比较，根据实际需求确定，本申请不做具体的限定。
可选的，如图2，本申请实施例提供的薄壁圆台类结构制造方法，还可以包括：
S205，热处理。
为了消除电弧熔丝增材成型过程中薄壁圆台内部积累的热应力，每成型一定高度须进行一定温度的去除应力退火，以防止成形过程中产品开裂。
需要说明的是，每成型多高的高度进行一次多少度的退火处理，根据实际的需求确定，本申请不做严格限定。
S206，机加工。
为了提高制造精度，可对完成热处理的薄壁圆台按照图纸要求进行机加工。
实施例二：
在实施例一的基础上，本申请进一步提供了一种薄壁圆台类结构的制造方法，包括；
S201,确定基板的倾斜角度。
该步骤同S101，通过变位机平台向任意一侧倾斜，从而确定基板的倾斜角度θ，相同的部分不再赘述。
进一步的，当薄壁圆台类结构的直径从小到大成型时，翻转角度θ等于薄壁圆台类结构的底角α减去90度，再加上冷却收缩余量角度β；
当薄壁圆台类结构的直径从大到小成型时，翻转角度θ等于90度减去薄壁圆台类结构的底角α，再减去冷却收缩余量角度β；
其中，底角α是薄壁圆台类结构的内壁与基板之间的夹角；翻转角度θ是所述变位机平台的旋转中心轴与竖直方向的夹角，见图3和图4。
优选的，将长1100～2100mm，宽1100～2100mm，厚20～50mm的铝合金板材装夹于双轴变位机平台上，双轴变位机向任意一侧翻转5°～30°角度。当从薄壁圆台直径较小端开始成型时，翻转角度5°～30°为圆台底角95°～120°减去90°再加上冷却收缩余量角度0.1°～1°。当从薄壁圆台直径较大端开始成型时，翻转角度5°～30°为90°减去圆台底角85°～60°再减去冷却收缩余量角度0.1°～1°。
需要说明的是，上述优选实施例仅仅是本申请的示例，具体的参数可根据实际图纸的设计需求进行调整。
S202，确定焊枪的初始位置。
同步骤102，在开始成型之前，需要确定焊枪的初始位置，相同的部分不再赘述。
为了便于说明，先对正方向进行定义，本实施例的正方向是变位机翻转方向的水平分量。圆心位置是变位机平台的旋转中心轴与基板上表面的交点。假设薄壁圆台类结构的初始半径为R。
进一步的，焊枪的初始位置确定方法包括：
当壁圆台类结构的直径从小到大成型时，将焊枪由圆心位置沿着正方向水平移动-R·cosθ距离，同时垂直于水平面向上移动R·sinθ距离；
当薄壁圆台类结构的直径从大到小成型时，将焊枪由圆心位置沿着正方向水平移动R·cosθ距离，同时垂直于水平面向下移动R·sinθ距离。
优选的，设薄壁圆台类结构的初始半径为500～1000mm。当从薄壁圆台直径较小端开始成型时，由圆心位置沿着正方向水平移动-(500～1000)·cos(5°～30°)距离，同时垂直于水平面向上移动(500～1000)·sin(5°～30°)距离即为焊枪的初始位置。当从薄壁圆台直径较大端开始成型时，由圆心位置沿着正方向水平移动(500～1000)·cos(5°～30°)距离，同时垂直于水平面向下移动(500～1000)·sin(5°～30°)距离，即为焊枪的初始位置。
需要说明的是，上述实施例仅是示例性的，实施本申请的方法时，焊枪的初始位置，可根据结构的实际尺寸，基板的倾斜角度根据上述方法进行计算确定。
S203，使用焊枪，通过电弧熔丝在基板上增材成型。
在步骤S201和S202的基础上，进行电弧丝增材成型过程，与S103相同的部分不再赘述。
进一步的，在成型N层后，有了一定的热量积累，可降低总的热输入，可通过降低焊接电流，提高焊接速度来降低热输入。也可以通过其他方法降低热输入，本申请不做具体限定。
优选的，可在成型第3层及以上时，通过降低焊接电流，提高焊接速度，降低总的热输入。也可以根据实际需要，在第4层，或者底5层及以上时，再降低总的热输入，本申请不做具体的限定，即N的取值，可根据实际需要确定。
优选的，焊枪可选用Fronius公司的MIG焊接系统或者FUNAUC公司的自动焊接机器人，整个焊接过程采用氩气进行局部保护。
优选的，可采用1.0～1.5mm直径的2319铝合金焊丝，在冷态基板上成型第一层和第二层，其焊接电流为210～250A，电压为21～25V，焊接速度为5～7mm/s，焊接保护气氩气的流量为10～30L/min，起弧电流为焊接电流的50～80％，熄弧电流为焊接电流的50～80％，起弧时间为0.1～1s，熄弧时间为0.5～2s。第三层及以上有了一定的热量积累，可降低总的热输入，其焊接电流为180～220A，电压为21～25V，焊接速度为6～9mm/s，焊接保护气氩气的流量为10～30L/min，起弧电流为焊接电流的50～80％，熄弧电流为焊接电流的50～80％，起弧时间为0.1～1s，熄弧时间为0.5～2s。机器人的焊接与变位机的旋转同步进行，成型过程中焊枪向垂直于水平面向上的方向逐层抬升，抬升量为当前层层高1～3mm。
上述参数仅仅是示例性的，在实施本申请的方法时，可根据实际情况进行调整。
S204，成型过程中角度校正。
同S104，在成型过程中，需要不断测量圆台类结构的直径，与设计图纸进行比对，并根据比对结果进行及时矫正，与S104重复之处不再赘述。
本实施例进一步提供矫正方法，具体包括：
每隔成型高度h测量当前位置所述薄壁圆台类结构的外径d，同产品图纸中当前高度位置对应的外径D比对得出收缩余量β的校准值arctan[(D-d)/2h]，当前位置的收缩余量为β加上校准值arctan[(D-d)/2h]，根据收缩余量β的变化调整当前位置翻转角度θ。
当所述薄壁圆台类结构的直径从小到大成型时，所述当前位置翻转角度θ等于所述薄壁圆台类结构的底角α减去90度，再加上当前冷却收缩余量角度β，再加上校准值arctan[(D-d)/2h]；
当所述薄壁圆台类结构的直径从大到小成型时，所述当前位置翻转角度θ等于90度减去薄壁圆台类结构的底角α，再减去当前冷却收缩余量角度β，再减去校准值arctan[(D-d)/2h]。
作为优选示例，成型高度h可选50～200mm，即每成型50～200mm进行一次测量和校准。也可根据实际需要对h的值进行调整。
可选的，本申请实施例提供的薄壁圆台类结构制造方法，还可以包括：
S205，热处理。为了消除电弧熔丝增材成型过程中薄壁圆台内部积累的热应力，可进行退火处理。
优选的，可每成型200～500mm须进行100～300℃的去除应力退火。具体的成型高度和退火温度，也可以根据实际需要调整。
S206，机加工。
为了提高制造精度，可对完成热处理的薄壁圆台按照图纸要求进行机加工。
实施例三：
如图3，本申请还提供了一种薄壁圆台类结构的制造装置，包括；
变位机301，包括旋转中心轴3011和变位机平台3012，旋转中心轴和变位机中心连接，变位机平台可向任意一侧翻转，用于确定基板的倾斜角度。
基板302，基板装夹于变位机平台上。
焊枪303，焊枪位于基板的上方，通过电弧熔丝在基板上对薄壁圆台类结构304进行增材成型。
需要说明的是，在进行制造之前，将基板装夹于变位机的平台上。变位机的平台与变位机的旋转中心轴相连。变位机平台可向任意一侧翻转。
优选的，变位机为双轴变位机；
优选的，基板的中心与变位机平台的中心对齐，变位机的旋转中心轴与变位机平台的中心位置相连。
需要说明的是，本实施例提供的装置，薄壁圆台类结构的直径从小到大成型。
进一步的，变位机平台用于向任意一侧翻转角度θ，确定基板的倾斜角度。具体的，翻转角度θ等于所述薄壁圆台类结构的底角α减去90度，再加上冷却收缩余量角度β；
其中，底角α是薄壁圆台类结构的壁与基板之间的夹角；翻转角度θ是变位机平台的旋转中心轴与竖直方向的夹角。
通过以上步骤，可确定基板的倾斜角度。
优选的，本实施例给出具体的示例：
将长1100～2100mm，宽1100～2100mm，厚20～50mm的铝合金板材装夹于双轴变位机平台上，双轴变位机向任意一侧翻转5～30°角度。翻转角度5～30°为圆台底角95～120°减去90°再加上冷却收缩余量角度0.1～1°。
进一步，在成型开始之前，需要确定焊枪的初始位置。具体的，焊枪的初始位置位于圆心位置沿着正方向水平移动-R·cosθ距离，同时垂直于水平面向上移动R·sinθ距离；
其中圆心位置是变位机平台的旋转中心轴与基板上表面的交点，正方向是所述变位机翻转方向的水平分量，R是所述薄壁圆台类结构的初始半径。
优选的，本实施例给出确定焊枪初始位置的具体示例：
变位机平台的旋转中心轴与基板上表面的交点即为圆台底端的圆心位置，设圆台的初始半径为500～1000mm。将焊枪由圆心位置沿着正方向水平移动-(500～1000)·cos(5～30°)距离，同时垂直于水平面向上移动(500～1000)·sin(5～30°)距离，即为焊枪的初始位置。
进一步的，焊枪通过电弧熔丝在基板上对薄壁圆台类结构进行增材成型，焊枪的焊接与变位机的旋转同步进行，成型过程中焊枪向垂直于水平面向上的方向逐层抬升，抬升量为当前层的层高。
进一步的，在成型N层后，有了一定的热量积累，可降低总的热输入，可通过降低焊接电流，提高焊接速度来降低热输入。也可以通过其他方法降低热输入，本申请不做具体限定。
优选的，可在成型第3层及以上时，通过降低焊接电流，提高焊接速度，降低总的热输入。也可以根据实际需要，在第4层，或者底5层及以上时，再降低总的热输入，本申请不做具体的限定，即N的取值，可根据实际需要确定。
优选的，焊枪可选用Fronius公司的MIG焊接系统或者FUNAUC公司的自动焊接机器人，整个焊接过程采用氩气进行局部保护。
优选的，可采用1.0～1.5mm直径的2319铝合金焊丝，在冷态基板上成型第一层和第二层，其焊接电流为210～250A，电压为21～25V，焊接速度为5～7mm/s，焊接保护气氩气的流量为10～30L/min，起弧电流为焊接电流的50～80％，熄弧电流为焊接电流的50～80％，起弧时间为0.1～1s，熄弧时间为0.5～2s。第三层及以上有了一定的热量积累，可降低总的热输入，其焊接电流为180～220A，电压为21～25V，焊接速度为6～9mm/s，焊接保护气氩气的流量为10～30L/min，起弧电流为焊接电流的50～80％，熄弧电流为焊接电流的50～80％，起弧时间为0.1～1s，熄弧时间为0.5～2s。机器人的焊接与变位机的旋转同步进行，成型过程中焊枪向垂直于水平面向上的方向逐层抬升，抬升量为当前层层高1～3mm。
进一步的，在成型过程中对角度进行校正。在成型过程中，需要测量圆台类结构的直径，与设计图纸进行比对，并根据比对结果进行及时矫正。每隔成型高度h测量当前位置所述薄壁圆台类结构的外径d，同产品图纸中当前高度位置对应的外径D比对得出收缩余量β的校准值arctan[(D-d)/2h]，当前位置的收缩余量为β加上校准值arctan[(D-d)/2h]，根据收缩余量β的变化调整当前位置翻转角度θ。
当所述薄壁圆台类结构的直径从小到大成型时，所述当前位置翻转角度θ等于所述薄壁圆台类结构的底角α减去90度，再加上当前冷却收缩余量角度β，再加上校准值arctan[(D-d)/2h]；
当所述薄壁圆台类结构的直径从大到小成型时，所述当前位置翻转角度θ等于90度减去薄壁圆台类结构的底角α，再减去当前冷却收缩余量角度β，再减去校准值arctan[(D-d)/2h]。
优选的，成型高度h可选50～200mm，即每成型50～200mm进行一次测量和校准。也可根据实际需要对h的值进行调整。
进一步的，为了消除电弧熔丝增材成型过程中薄壁圆台内部积累的热应力，可进行退火处理。
优选的，可每成型200～500mm须进行100～300℃的去除应力退火。具体的成型高度和退火温度，也可以根据实际需要调整。
进一步的，为了提高制造精度，可对完成热处理的薄壁圆台按照图纸要求进行机加工。
实施例四：
如图4，本申请还提供了一种薄壁圆台类结构的制造装置，包括；
变位机401，包括旋转中心轴4011和变位机平台4012，旋转中心轴和变位机中心连接，变位机平台可向任意一侧翻转，用于确定基板的倾斜角度。
基板402，基板装夹于变位机平台上。
焊枪403，焊枪位于基板的上方，通过电弧熔丝在基板上对薄壁圆台类结构404进行增材成型。
需要说明的是，本实施例提供的制造装置，与施例三相比，不同在于壁圆台类结构的直径从大到小成型。利用本实施例的装置进行制造的步骤与实施例三相同，下面仅就不同之处进行描述，相同之处不在赘述。
在确定基板的倾斜角度时，具体的，翻转角度θ等于90度减去薄壁圆台类结构的底角α，再减去冷却收缩余量角度β；
其中，底角α是薄壁圆台类结构的壁与基板之间的夹角；翻转角度θ是变位机平台的旋转中心轴与竖直方向的夹角。
优选的，本实施例给出具体的示例：
翻转角度5～30°为90°减去圆台底角85～60°再减去冷却收缩余量角度0.1～1°。
在确定焊枪的初始位置时，焊枪的初始位置位于圆心位置沿着正方向水平移动R·cosθ距离，同时垂直于水平面向下移动R·sinθ距离。
其中圆心位置是变位机平台的旋转中心轴与基板上表面的交点，正方向是所述变位机翻转方向的水平分量，R是所述薄壁圆台类结构的初始半径。
优选的，本实施例给出确定焊枪初始位置的具体示例：
由圆心位置沿着正方向水平移动(500～1000)·cos(5～30°)距离，同时垂直于水平面向下移动(500～1000)·sin(5～30°)距离，即为焊枪的初始位置。
需要说明的是，上述实施例三和实施例四提供的装置，也同样适用薄壁圆台类结构的上下两端的直径相同的情况。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种薄壁圆台类结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
将基板装夹于变位机平台上，确定基板的倾斜角度；
确定焊枪的初始位置；
使用所述焊枪，通过电弧熔丝在所述基板上增材成型；
对所述成型过程进行角度校正；
所述确定基板的倾斜角度，具体包括：
所述变位机平台向任意一侧翻转角度θ；
当所述薄壁圆台类结构的直径从小到大成型时，所述翻转角度θ等于所述薄壁圆台类结构的底角α减去90度，再加上冷却收缩余量角度β；
当所述薄壁圆台类结构的直径从大到小成型时，所述翻转角度θ等于90度减去薄壁圆台类结构的底角α，再减去冷却收缩余量角度β；
其中，所述底角α是所述薄壁圆台类结构的内壁与基板之间的夹角；所述翻转角度θ是所述变位机平台的旋转中心轴与竖直方向的夹角。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
对所述薄壁圆台类结构进行热处理；
对完成所述热处理的所述薄壁圆台类结构进行机加工。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述冷却收缩余量角度β是0.1°～1°。
4.根据权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，确定焊枪的初始位置，具体包括：
当所述薄壁圆台类结构的直径从小到大成型时，将所述焊枪由圆心位置沿着正方向水平移动-R·cosθ距离，同时垂直于水平面向上移动R·sinθ距离；
当所述薄壁圆台类结构的直径从大到小成型时，将所述焊枪由圆心位置沿着正方向水平移动R·cosθ距离，同时垂直于水平面向下移动R·sinθ距离；
所述圆心位置是所述变位机平台的旋转中心轴与基板上表面的交点，所述正方向是所述变位机翻转方向的水平分量，所述R是所述薄壁圆台类结构的初始半径。
5.根据权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，所述通过电弧熔丝在所述基板上增材成型，具体包括：
所述焊枪的焊接与所述变位机的旋转同步进行，成型过程中所述焊枪向垂直于水平面向上的方向逐层抬升，抬升量为当前层的层高。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，成型第N层及以上时，降低焊接电流，提高焊接速度；
所述N是大于等于3的正整数。
7.根据权利要求1或者2所述的方法，其特征在于，所述对所述成型过程进行角度校正，具体包括：
每隔成型高度h测量当前位置所述薄壁圆台类结构的外径d，同产品图纸中当前高度位置对应的外径D比对得出收缩余量的校准值arctan[(D-d)/2h]，当前位置的收缩余量为β加上校准值arctan[(D-d)/2h]；
根据收缩余量的变化调整当前位置翻转角度θ。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据收缩余量的变化调整当前位置翻转角度θ具体包括：
当所述薄壁圆台类结构的直径从小到大成型时，所述当前位置翻转角度θ等于所述薄壁圆台类结构的底角α减去90度，再加上当前冷却收缩余量角度β，再加上校准值arctan[(D-d)/2h]；
当所述薄壁圆台类结构的直径从大到小成型时，所述当前位置翻转角度θ等于90度减去薄壁圆台类结构的底角α，再减去当前冷却收缩余量角度β，再减去校准值arctan[(D-d)/2h]。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述薄壁圆台类结构进行热处理具体包括：
每成型高度Ht进行温度Ct的去除应力退火；
对完成热处理的薄壁圆台类结构按照图纸要求进行机加工。
10.一种薄壁圆台类结构的制造装置，其特征在于，包括：
变位机，基板和焊枪；
所述变位机包括旋转中心轴和变位机平台，所述旋转中心轴与所述变位机平台中心连接，所述变位机平台可向任意一侧翻转；
所述基板装夹于所述变位机平台上；
所述焊枪置于所述基板上方，用于通过电弧熔丝在所述基板上对所述薄壁圆台类结构进行增材成型；
所述变位机平台用于向任意一侧翻转角度θ，确定所述基板的倾斜角度；
当所述薄壁圆台类结构的直径从小到大成型时，所述翻转角度θ等于所述薄壁圆台类结构的底角α减去90度，再加上冷却收缩余量角度β；
当所述薄壁圆台类结构的直径从大到小成型时，所述翻转角度θ等于90度减去薄壁圆台类结构的底角α，再减去冷却收缩余量角度β；
其中，所述底角α是所述薄壁圆台类结构的壁与基板之间的夹角；所述翻转角度θ是所述变位机平台的旋转中心轴与竖直方向的夹角。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，包括：
当所述薄壁圆台类结构的直径从小到大成型时，所述焊枪的初始位置位于圆心位置沿着正方向水平移动-R·cosθ距离，同时垂直于水平面向上移动R·sinθ距离；
当所述薄壁圆台类结构的直径从大到小成型时，所述焊枪的初始位置位于圆心位置沿着正方向水平移动R·cosθ距离，同时垂直于水平面向下移动R·sinθ距离；
所述圆心位置是所述变位机平台的旋转中心轴与基板上表面的交点，所述正方向是所述变位机翻转方向的水平分量，所述R是所述薄壁圆台类结构的初始半径。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述通过电弧熔丝在所述基板上对所述薄壁圆台类结构进行增材成型，具体包括：
所述焊枪的焊接与所述变位机的旋转同步进行，成型过程中所述焊枪向垂直于水平面向上的方向逐层抬升，抬升量为当前层的层高。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述焊枪在成型第N层及以上时，降低焊接电流，提高焊接速度；
所述N是大于等于3的正整数。
14.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述变位机平台进一步用于对所述增材成型过程进行角度校正，具体包括：
每隔成型高度h测量当前位置所述薄壁圆台类结构的外径d，同产品图纸中当前高度位置对应的外径D比对得出收缩余量的校准值arctan[(D-d)/2h]，当前位置的收缩余量为β加上校准值arctan[(D-d)/2h]；
根据收缩余量的变化调整当前位置翻转角度θ。
15.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述增材成型还包括：
热处理，具体包括每成型高度Ht进行温度Ct的去除应力退火；
对完成热处理的薄壁圆台类结构按照图纸要求进行机加工。
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