[发明专利]大型结构件窗口口框厚度加工误差补偿方法

说明书

本发明公开了一种大型结构件窗口口框厚度加工误差补偿方法，包括如下步骤：步骤一、首先在零件上窗口位置进行预加工，加工至窗口设计尺寸的一半大小；步骤二、测量窗口口框周边对应位置的厚度，计算出厚度差值；步骤三、数控加工中心根据厚度差值和窗口纵向高度，计算出零件窗口变形前后的夹角；步骤四、数控加工中心根据变形前后的夹角计算出切削深度；步骤五、数控加工中心自动调整刀具的走刀轨迹和切削深度，对窗口口框进行加工。本发明的方法可以加工各个窗口厚度的零件，对不同厚度的窗口，都可以进行加工，保证数控机加尺寸符合设计要求。采用该方法后，数控机加合格品率显著上升，提高了大型结构件生产效率，节约了生产成本。

技术领域

本发明属于航空航天精密数控机械加工技术领域，尤其是一种大型结构件窗口口框厚度的数控加工误差补偿方法。

背景技术

在精密机械数控加工领域，经常会遇到大型结构件、薄壁件因变形过大而无法加工或加工质量无法满足设计要求的情况。如果零件变形过大，可能会造成零件质量不合格报废，增加加工成本。

本发明中提到的大型回转类薄壁零件是由三块弧形壁板拼焊成壳段，又在壳段的上下端面分别焊接上下端框，整个零件有纵焊缝3条、环形焊缝2条，在焊接应力的作用下，壁板与壁板之间、圆形壳段与上下端框之间容易因焊接应力集中而产生变形。在此基础上，对大型回转类薄壁零件进行机械加工，要求在距离上端框约170mm处开窗口，且要精确控制窗口周边口框厚度，要求周边口框厚度2mm，公差要控制在0.2mm以内，由于焊接完成后零件局部变形较大，造成零件内外壁不平行，因此机加过程中，窗口周边口框的厚度很难保证，如图1所示。

针对该问题，本发明提出了一种数控加工误差补偿方法。该方法首先手动测量加工的窗口口框上下对称的位置的厚度，并计算出厚度差值，将厚度差值输入到宏程序中，数控加工中心就可以根据数控宏程序自行调整走刀轨迹，在不同的位置处切削深度也不同，最终保证结构件局部厚度尺寸满足设计要求。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提出了一种大型结构件窗口口框厚度加工误差补偿方法，首先测量出要加工位置的厚度差值，再把厚度差值输入到数控宏程序中，数控程序就可以自行调整走刀轨迹，调节下刀深度，最终保证加工尺寸符合要求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大型结构件窗口口框厚度加工误差补偿方法，包括如下步骤：

步骤一、首先在零件上窗口位置进行预加工，加工至窗口设计尺寸的一半大小；

步骤二、测量窗口口框周边对应位置的厚度，计算出厚度差值；

步骤三、数控加工中心根据厚度差值和窗口纵向高度，计算出零件窗口变形前后的夹角；

步骤四、数控加工中心根据变形前后的夹角计算出切削深度；

步骤五、数控加工中心自动调整刀具的走刀轨迹和切削深度，对窗口口框进行加工。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

本发明属于精密数控加工领域，用于航空航天行业某产品大型结构件的数控加工。由于该零件是焊接件，由三块壁板和前后端框拼焊而成，在焊接应力的作用下，变形较大，又由于设计要求的尺寸严格，公差范围小，这给数控机加带来极大困难，数控机加屡屡造成产品不合格。本方法利用五轴数控机床的优势，首先通过测量窗口对称位置的厚度差Δδ=δ1-δ2，再根据窗口高度h和厚度差Δδ计算得出变形后窗口和正常窗口的夹角θ=arctan(Δδ/h)，根据夹角θ值就可以计算得出窗口各个位置的切削深度Δs，计算各点的切削深度后，刀具自动调整走刀轨迹，进行数控加工。

该方法可以加工各个窗口厚度的零件，对不同厚度的窗口，都可以进行加工，保证数控机加尺寸符合设计要求。采用该方法后，数控机加合格品率显著上升，提高了大型结构件生产效率，节约了生产成本。

附图说明