[发明专利]一种大型薄壁件加工方法

说明书

本发明涉及航天异形材料加工技术领域，公开了一种大型薄壁件加工方法，步骤1、大型薄壁件毛坯采用三维立体扫描分析，准确分析加工余量分布情况，调整加工定位，通过三点定位以确定和加工定位基准；步骤2、毛坯外形固定，对毛坯内腔进行机加工；步骤3、毛坯内腔固定，加工毛坯外形面，控制厚度、外形轮廓度和整体重量；步骤4、完成三维扫描数据分析，各部均达到图纸要求为止。实现大型薄壁的精确加工。

技术领域

本发明涉及航天异形材料加工技术领域，具体涉及一种大型薄壁件加工方法。

背景技术

在航天制造业中，航空器的重量对其飞行性能和燃油消耗有很大的影响。使用异形薄壁材料可以降低航空器的重量，提高其飞行性能和燃油效率，满足航空器的轻量化、高强度、特殊要求和精度要求等方面的需求吗，目前对于圆形、椭圆形、球形等异形工件采用拉伸成形法；对于圆筒形、锥形、漏斗形等异形工件采用旋压成形法；对于复杂异形工件采用模锻成形法。

中国专利文献CN111266803A公开了一种薄壁异型金属铸件的加工方法，包括按照预设形状，铸造获得铸件毛坯；对所述铸件毛坯进行检测，获得基于所述第一工艺销孔的第一基准修正偏移值；基于所述第一基准修正偏移值，在五轴加工设备上对基准进行一次修正；对所述铸件毛坯的端部和外形轮廓进行粗加工；基于所述第二基准修正偏移值，在五轴加工设备上对基准进行二次修正；精加工所述端部的半端面、端面、高精度孔系、端面对接孔和外形轮廓至第三预设尺寸，获得薄壁异型金属铸件。

该现有技术具有以下不足：现有文献中仅能对小型薄壁异型金属件进行加工，对于大型铝制薄壁件加工技术一直是行业的难点，由于刚性差、塑性强、切削性能差等特点，传统方式是采用模锻成形法，将金属板材放置在模具中，通过模具的压制和变形使其变形成为异形薄壁工件的方法，但是无法保证异形的各部位厚度要求，以至于无法加工出符合要求的大型薄壁件。

发明内容

本发明为了解决大型薄壁件无法加工的技术问题，提供了一种大型薄壁件加工方法 ，包括以下步骤：

步骤1、大型薄壁件毛坯采用三维立体扫描分析，准确分析加工余量分布情况，调整加工定位，通过三点定位以确定和加工定位基准；

步骤2、毛坯外形固定，对毛坯内腔进行机加工；

步骤3、毛坯内腔固定，机加工毛坯外形面，控制厚度、外形轮廓度和整体重量；

步骤4、完成三维扫描数据分析，各部均达到图纸要求为止。

进一步的，步骤1.1、三维立体扫描毛坯，获得三维扫描模型与产品数模并进行对比，各加工位置留有均匀的加工余量，经过产品数据的调整，使产品毛坯完全包容产品数模。

为了准备定位毛坯的基准面，便于确定毛坯的坐标数据，步骤1.2、产品加工三点定位：毛坯工装上焊接三个定位球，定位球安装在定位工装上，扫描时将定位工装与毛坯一起进行扫描，经过与产品数模的对比分析获得三个球在产品数模坐标系中的坐标数据。

进一步的，步骤1.3、加工定位基准的铣制：三点定位后通过数控机床加工毛坯大端面一面两孔的定位基准，通过大端面一面两孔的定位基准加工毛坯小端面一面两孔定位基准

为了便于机加工，提高加工精度，步骤2.1、运用数控加工仿真系统进行模型建立、刀轨仿真、干涉和过缺检查、确定数控程序的可靠性。

为了防止毛坯因自重导致腰部变形，步骤2.2、用外形工装把毛坯外形整体进行限制，让毛坯各部处于临界装夹状态加工内腔，外形工装顶起力克服毛坯自身刚性不足产生的弹性变形以及抵消切削力。

进一步的，步骤3.1、加工外形面时采用厚度仪，时时监控厚度，毛坯内表面通过内腔工装增加强度支撑，内腔工装顶起力克服毛坯自身刚性不足产生的弹性变形以及抵消切削力。

为了提高外壁的加工精度，步骤3.2、利用在线检测时时监控外形轮廓度。

本发明具有以下有益效果：