[发明专利]一种双面加工变形控制方法及装备

权利要求书

1.一种双面加工变形控制方法，其特征是通过装夹装备使零件双面均处于可加工状态，同时根据零件在毛坯中的可调整范围将毛坯划分为可调整区域和不可调整区域，在不可调整区域通过调整层间加工顺序、在可调整区域通过调整零件在毛坯中的位置控制零件变形，在精加工阶段考虑零件双面所有特征，优化双面精加工顺序；所述的可调整区域和不可调整区域以零件处于毛坯上极限位置的腹板上表面为划分面，在厚度方向将零件腹板上表面和毛坯上表面之间的区域定义为上不可调整区域；以零件处于毛坯下极限位置的腹板下表面为划分面，在厚度方向将零件腹板下表面和毛坯下表面之间的区域定义为下不可调整区域；在两个不可调整区域之间的区域是零件腹板能够在毛坯中动态调整的区域，将其定义为可调整区域；在加工不可调整区域时，由于此区域的材料必定被去除，在分层去除材料的前提下，调整层间加工顺序减小不可调整区域的零件变形，层间加工顺序包括：单面独立层间加工顺序、单面优先对称层间加工顺序、双面交替优先对称层间加工顺序；在加工可调整区域时，根据监测变形数据预测零件下一步的变形，并根据变形预测结果选择加工位置，分别在零件双面上选择使得双面变形能够平衡的切深，通过双面不同切深进行可调整区域其中一层的位置调整，随后通过多次同样的调整过程完成可调整区域的加工，零件在毛坯中的位置随之确定，通过位置的动态调整控制零件变形；所述的单面独立层间加工顺序指先加工完一个不可调整区域，再加工另外一个不可调整区域；所述的单面优先对称层间加工顺序指在两个不可调整区域对称加工相同层数，在整个加工过程中，先加工的不可调整区域在加工进程上始终领先后加工的不可调整区域；所述的双面交替优先对称层间加工顺序指在零件上不可调整区域加工一层后，转到下不可调整区域加工两层，再转回上不可调整区域加工两层，如此交替反复，直到加工结束，在整个加工进程上，两个不可调整区域交替领先一层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的优化双面精加工顺序是指：在精加工阶段考虑加工中间过程刚度对零件变形的影响，同时考虑零件双面所有特征，通过仿真计算当前状态下每个特征对零件整体刚度的影响，选择能使得加工后剩余零件刚度最大的特征优先加工，减小精加工阶段的零件变形。

3.一种双面加工变形控制装夹装备，其特征是它包括：整体支架（1）、结构框体（2）、水平方向运动底座（3）、竖直方向升降平台（4）、夹紧元件（5）、力传感器（6）、位移传感器（7）、动态辅助支撑装置（8）；整体支架（1）为整个双面零件加工工艺装备的主承力部分，整体支架（1）内部安装有带动结构框体（2）转动的第一电机（1.2）和旋转连接装置（1.4）；结构框体（2）为夹紧元件（5）和动态辅助支撑装置（8）的安装基座，夹紧元件（5）通过螺纹孔

固定在结构框体（2）的四周，动态辅助支撑装置（8）安装在结构框体上部的导轨（2.8）上以便使机械手臂能在水平方向上沿导轨运动；两侧的夹紧元件（5）安装在水平方向运动底座（3）上以便能左右移动、上下两侧的夹紧元件（5）安装在竖直方向升降平台（4）上，通过水平方向运动底座（3）和竖直方向升降平台（4）的运动使夹紧元件（5）能夹紧不同尺寸类型的零件；夹紧元件（5）主要由第二电机（5.9）、传动连接装置（5.10）、后退式压板连接器（5.4）和安装底座（5.1）组成支撑结构，安装底座（5.1）安装在竖直方向升降平台（4）上，用于支撑零件支撑面，提高装夹系统加工时的刚度；后退式压板连接器（5.4）上安装有液压缸（5.7）作为夹紧机构；安装支架上集成安装有力传感器（6）、位移传感器（7）来监测加工过程中的变形数据，为下一层变形预测和零件在毛坯中的位置调整提供依据；动态辅助支撑装置（8）安装在导轨（2.8）上，使辅助支撑气缸（8.5）可以达到零件任何一个需要的位置，通过动态辅助支撑对正在加工的区域四周进行辅助支撑，提高了零件在加工过程中的刚性，保证加工稳定性。