[发明专利]适用于大型薄壁框环零件加工的方法及支撑机构

说明书

本发明提供了一种适用于大型薄壁框环零件加工的方法及支撑机构，包括如下步骤：S1：对被加工件进行粗加工，并将粗加工工序拆分成n次，设定每次的切削余量，每次切削完毕重新调整所述被加工件的支撑机构；S2：对被加工件进行精加工，并采取填料填充措施；S3：对被加工件进行抛光作业。本发明对大型薄壁框环零件加工，采取包括保证产品精度、抑制表面质量恶化并提高表面微观形貌质量三方面的控制措施，在宏观层面有效控制产品变形，保证分离接口精度；在亚微观层面有效抑制加工颤振的产生，保证了装配精度；在微观层面，提高表面质量和真空环境下光学反射率并降低了分离冷焊的质量风险，工艺方法简单有效，具备工程化应用的条件。

技术领域

本发明涉及薄壁零件加工技术领域，具体地，涉及一种适用于大型薄壁框环零件加工的方法及支撑机构。

背景技术

大型薄壁零件是航天领域各类飞行器的关键产品，是结构主体框架的重要组成。由于对轻量化、高可靠性的不断追求，大型结构件通常采用锻件或者铸件整体加工形成，为达到理想的结构效率，往往存在大量刚性极差的薄壁腔、悬臂梁、筋肋等结构。考虑到在深空环境中的极端温度，对金属表面反射率和表面质量有极高要求，避免高温环境对内部仪器造成损伤。同时各工作舱段分离面的型面精度和表面质量是保障分离成败的重要因素。基于以上分析，目前空间飞行器大型端框的关键技术指标主要为两类，分别为极高的尺寸精度和严苛的表面质量(表现为加工颤振的控制和表面微观精度的保证)。

对于大型端框类零件极高的尺寸精度要求，目前工艺流程下很多分离结构特征均保留至舱段整体装配完成后整体进行加工保证。采用这种工艺方法尽管能够有效保证精度，但是将带来大量额外工艺工作。包括工艺接口尺寸的跨部门、跨专业、跨系统的大量协调工作，效率低下且成本巨大；同时舱段整体加工需求各类大型高精设备，不仅硬件成本极高，而且整舱加工质量风险极大，一旦出现质量问题，几乎无法挽救，将直接导致整舱报废。

对于大型端框类零件弱刚性区域的颤振控制加工，目前通用做法为增加大量辅助支撑、大幅降低切削参数和有限元仿真模拟，这些做法必然存在加工效率低下、成本高等一系列问题。

对于大型端框类零件表面微观精度的保证，目前采用刃具切削的工艺方法几乎难以保证设计指标，通常需要在切削加工完成后人工进行抛光打磨工作，以满足标准质量的要求。而采用人工打磨极度依赖技能水平，产品质量一致性较差，同样存在较大的质量风险。

因此这一系列质量隐患将严重影响产品的载荷工况和服役指标，甚至将直接影响型号成败。总而言之，大型薄壁框环零件的加工一直是当前航空航天领域的关注重点和研究方向

鉴于目前在大型薄壁框环零件整体加工过程中出现的尺寸精度难以保证和表面质量恶化等现象，提供一种能够有效的加工大型薄壁端框的工艺方法显得迫在眉睫。

专利文献CN109333092A公开了一种环形薄壁零件夹具及加工该零件的薄壁外表面的方法，包括圆柱形夹具支座，其上端面外侧沿圆周一圈设置有L对称形且不高出其上端面的台阶，环形薄壁零件置于所述台阶上；至少三个限位块，所述限位块呈圆周均匀分布且固定设置在所述夹具支座上，其一端设置在所述夹具支座的上端面上，且该端的侧面与所述环形薄壁零件的内环面贴紧；至少三个压块，所述压块与所述限位块均匀间隔固定设置在所述夹具支座上，且所述压块的一端将所述环形薄壁零件的上端面压住，但该加工对加工过程中的颤振没有采取措施，影响加工质量。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于大型薄壁框环零件加工的方法及支撑机构。

根据本发明提供的一种适用于大型薄壁框环零件加工的方法，包括如下步骤：

S1：对被加工件进行粗加工，并将粗加工工序拆分成n次，设定每次的切削余量，每次切削完毕重新调整所述被加工件的支撑机构；

S2：对被加工件进行精加工，并采取填料填充措施；

S3：对被加工件进行抛光作业。