[发明专利]一种大型铝合金薄壁网格筒段的低变形加工方法

说明书

本发明属于机械制造加工技术，具体公开了一种大型铝合金薄壁网格筒段的低变形加工方法。包括清洁筒段、装夹找正、激光测量变形、粗铣网格下陷和精铣网格下陷。实现了一种大型铝合金薄壁网格筒段的低变形加工方法，降低加工过程中的变形，提高产品质量。采用从筒段中部向上下两端加工的加工路径，一方面可降低零件加工应力，另一方面可使零件内应力重新分布更加平均，有效降低加工变形。采用补偿方法实现大型铝合金薄壁网格筒段的精确加工，激光补偿方法消除零件理论外形偏差，超声厚度补偿方法实现零件网格厚度精确加工。

技术领域

本发明属于机械制造加工技术，具体涉及一种铝合金筒段的加工方法。

背景技术

大型铝合金薄壁网格筒段是运载贮箱重要组成产品，它具有尺寸大、壁薄、刚性弱、加工易变形等特点，该类零件直径达到2.5m～3.5m范围，高度1.5m～2.5m,但零件壁厚在2mm～5mm范围，零件直径轮廓尺寸相对截面尺寸大，导致零件刚性弱，加工过程中产生的变形难以控制。如图1所示为大型铝合金薄壁网格筒段，筒段内壁分布有三角形网格，三角形网格之间有加强筋结构。

贮箱是运载火箭重要组成部分，需要承受燃料内压、轴向压力、扭曲抗力以及飞行过程中的过载冲击，使用环境恶劣。它具有薄壁、弱刚性、一次成型无加工余量等特点。传统的贮箱筒段主要采用壁板滚弯、化铣网格、焊接成筒工艺方法。但是此工艺方法存在的如下问题：(1)化学腐蚀速率控制难度大，较易产生过腐蚀或不均匀腐蚀，要么造成壁板局部出现点蚀坑或腐蚀部位偏薄，要么造成壁板腐蚀不到位引起全面超正差，加工精度低，剩余壁厚公差难以控制。(2)传统的化铣工艺必须要求圆角过渡，且过渡圆角R大，造成废重过多，且壁厚均为超正差交付，这样就使贮箱的总体重量大大增加，严重影响壁板重量。不利于箭体减重。(3)化铣工艺会造成大量的废液排放，大量有机胶的使用后带来的对环境危害大的有机物垃圾，能源浪费严重，环境污染压力大。随着运载能力的提升及绿色制造的要求，贮箱薄壁网格筒段整体加工势在必行。

另外大型筒段舱体也是武器上的重要组成部分，以往的大型筒段主要采用蒙皮+桁条铆接的方式组成，但此方式刚性弱，精度差，总体装配困难。随着武器精度要求的提高，大部分筒段舱体都采用整体加工的工艺方案。但大型铝合金薄壁网格筒段具有尺寸大、壁薄、刚性弱等特点，存在控制加工变形的技术难点，采用合理的工艺方法是减小加工变形的关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种大型铝合金薄壁网格筒段的低变形加工方法，能够实现大型铝合金薄壁网格筒段的低变形加工。

本发明的技术方案如下：

一种大型铝合金薄壁网格筒段的低变形加工方法，该方法包括如下步骤：

1)清洁筒段；

2)装夹找正；

3)激光测量变形；

4)粗铣网格下陷，具体包括，

a)加工网格；

网格底面为基准，加工时控制网格底面余量4～5mm，网格侧壁留余量0.5～1mm；

b)激光测量及程序补偿；

利用激光仪测量网格外形圆度值，在三角形网格区域测量七个点的圆度值，计算平均圆度值作为网格外形圆度值x，利用网格外形圆度值，对当前三角形数控程序切削深度方向进行补偿，获得补偿后数控程序，补偿公式为Z＝Z₀-x，Z₀为程序原始加工深度值；

c)对网格筒段进行切削加工；

5)精铣网格下陷，包括

a)激光补偿加工

利用步骤4)中步骤a)的方法补偿加工，利用步骤4)中b)步骤方法进行激光测量与补偿，之后利用步骤4)中c)步骤方法进行网格加工与测量；