[发明专利]一种构件多次刻型、化铣制造方法

说明书

为了解决现有的多次刻型技术中存在的刻型精度问题，本发明提供了一种构件多次刻型、化铣制造方法，包括步骤：1)对构件进行一次刻型；2)对构件进行一次化铣；3)将一次化铣后的构件从化铣溶液取出，去除构件表面残留的胶层；4)将构件重新装夹到刻型设备工作台上；5)采集构件外部形貌的三维信息，根据三维信息逆向重建构件当前的三维模型；6)基于步骤5)得到的三维模型、产品要求的化铣侵蚀比参数进行编程，得到下一次刻型加工程序；7)依据步骤6)编制的刻型加工程序对构件进行刻型；8)对构件进行化铣。本发明在刻型的基准为与构件当前实际模型一致的重构三维模型，不存在装夹和化铣侵蚀误差，因此能够保证下一次刻型的精度。

技术领域

本发明属于激光加工制造技术领域，涉及一种构件多次刻型制造方法，尤其适用于对复杂、薄壁构件进行多次刻型、化铣制造。

背景技术

在航空航天领域，为了满足航空装备轻量化的设计要求，航空航天产品中设计了多类具有复杂曲面的薄壁零件；为了进一步减重，又不影响其结构强度，国际上普遍采用刻型化铣的方式实现减重。

国内早期，航空航天制造商的刻型手段为手工刀刻方式，由于工人的工艺水平参差不齐，因此存在效率低、精度差、质量稳定性不高等缺点，不能满足现代航空航天产品的要求。

近些年，随着激光制造技术的不断发展，利用激光与数字化制造工艺结合的激光刻型，体现出生产周期短、尺寸精度高、产品可靠性强等优点，可以满足一些复杂曲面构件表面精确、高效刻型的要求。国内的航空航天制造商采购了一批国外的激光制造设备，例如PRIMA公司的LASERDYNE系列高精度多轴激光加工系统，已经广泛应用于我国航空发动机大型薄壁零件的激光刻型，不过此类设备只能进行一次刻型。

为了对产品进一步减重，公开号为CN108326441A的专利文献公开了一种采用多轴激光制造机床配合基准点定位系统实现大型环形构件二次刻型的技术方案，相应的，需要对大型薄壁构件进行多次装夹、化铣。实践中我们发现，在装夹过程中，薄壁构件会产生细微变形，这类细微变形足以影响激光二次刻型的精度，造成二次刻型的基准不准。

为了解决上述多次刻型技术中存在的刻型精度问题，技术人员通常考虑从装夹工具方向入手，对装夹工具进行改进(例如增大夹持点受力面积，在夹持点处增加柔性材质等)，以减小夹具对构件在的夹持点处的受力，从而一定程度上减小了构件变形。但是，这种方法只能一定程度上减小装夹对激光刻型精度的影响，无法消除装夹对激光刻型精度的影响，未能从根本上解决问题，实际上也没有充分认识到用户的真正需求。

发明内容

为了解决现有的多次刻型技术中存在的刻型精度问题，本发明提供了一种构件多次刻型、化铣制造方法。

本发明的技术方案是：

一种构件多次刻型、化铣制造方法，包括步骤：

1)对构件进行一次刻型；

2)对构件进行一次化铣；

3)将一次化铣后的构件从化铣溶液取出，去除构件表面残留的胶层；

4)将构件重新装夹到刻型设备工作台上；

其特殊之处在于，还包括步骤：

5)采集构件外部形貌的三维信息，根据三维信息逆向重建构件当前的三维模型，评估重建得到的三维模型与上一次刻型的预期构件阶段模型的误差，若误差超出允许范围，则上一次刻型、化铣失败，当前构件作报废处理，取新的构件重新进行步骤1)-5)；若误差在允许范围内，则进入步骤6)；

6)基于步骤5)得到的三维模型、产品要求的化铣侵蚀比参数进行编程，得到下一次刻型加工程序；

7)依据步骤6)编制的刻型加工程序对构件进行刻型；

8)对构件进行化铣。