[发明专利]一种喷管分流孔自动加工方法

说明书

本发明提供了一种喷管分流孔自动加工方法，属于喷管加工技术领域。在该方法中，首先，采用激光传感器对喷管工件进行周向测量；其次，通过对测得的数据进行处理，辨识出分流孔的C轴坐标并计算出筋的相对高度；再次，计算各分流孔的法向矢量，即分流孔的B轴坐标值；最后自动生成加工程序，使用立铣刀完成分流孔的加工过程。本发明能够精准自动辨识分流孔的周向位置、法向矢量，无须人工定位，降低了劳动强度，大幅提高了分流孔加工的自动化程度；精确控制加工深度，有效提高了分流孔加工的精度；操作简单直接，相较于现有的加工方法，加工效率有显著提高。

技术领域

本发明属于喷管加工技术领域，特别涉及一种喷管分流孔自动加工方法。

背景技术

火箭喷管内壁经过铣削加工后，形成了密布的导流槽和加强筋，为使相邻的导流槽沟通，需在相邻导流槽之间的筋上加工出一排非整圆沉孔，也就是分流孔。由于喷管内壁属于大型薄壁件，工件装夹后变形量大，使用数控机床对分流孔进行加工时，无法准确定位筋的周向实际位置，致使分流孔的位置出现偏差，不仅难以满足分流孔的位置精度，而且容易挫伤相邻的筋，使整个内壁工件报废。此外，由于工件涨形等原因，工件廓形呈现高低起伏，各分流孔的加工深度也难以控制，法向矢量难以确定，这些都使得分流孔自动加工十分困难。目前的加工方法采用人工进行定位，即在各分流孔的位置上加以标记，然后使用摇臂钻床上按标记位置完成分流孔加工，该过程属于半自动化过程，费时费力，且加工的一致性差，加工精度和效率都难以保证，因此急需一种高效的自动化分流孔加工方法，能够精准定位分流孔的位置，精确控制铣削深度，自动完成整个加工过程。

2009年大连理工大学在专利201810229225.9中公开了一种液体火箭发动机喷管冷却通道立式加工方法，利用点激光传感器进行外廓测量，经过数据处理拟合工件实际面形，自动生成数控程序，完成加工过程，然而该方法针对的是光滑曲面的加工方法，并没有提及复杂面形特征情况下的精确定位加工方法。2014年首都航天机械公司在专利201410682136.5中公开了一种薄壁筒段局部定位与洁净钻孔装置与方法，将激光位移传感器固定安装板上，激光传感器可将测量数据反馈到数控系统中，通过激光传感器示数的变化感知钻孔的进刀深度，其加工方法能够提高钻孔的形状精度，然而并不能提高钻孔的位置精度，且加工效率不够高。

然而上述专利均未提及一种喷管分流孔自动加工方法。

发明内容

为解决现有方法存在的问题，考虑分流孔自动化加工的需求，本发明提供了一种喷管分流孔自动加工方法。本发明采用了激光位移传感器对工件进行自动扫描测量，完成了对工件实际面形的感知；能够精准辨识分流孔加工位置以及法向矢量，精确控制分流孔加工的深度；自动生成加工程序，高效地完成分流孔的加工过程，保证了分流孔加工的位置精度和形状精度，满足了分流孔自动化加工的需求。

本发明采用的技术方案是：

一种喷管分流孔自动加工方法，首先，安装激光传感器，并找正激光传感器的位置；其次，装夹工件，使用激光传感器对工件进行周向扫描测量；接下来通过对测得的数据进行处理，辨识出分流孔的C轴坐标并计算出筋的相对高度；下一步，计算各分流孔的法向矢量，即分流孔的B轴坐标值；最后自动生成加工程序，使用立铣刀完成分流孔的加工。具体包括以下步骤：

第一步，安装激光传感器

首先将激光传感器4通过螺钉2安装在传感器支架3上，然后将传感器支架3与激光传感器4组成的部件安装机床的主轴箱1上。为了能够精准辨识分流孔的周向位置，需要保证激光传感器4发射的激光线与机床的主轴轴线在一个竖直的平面内。为了保证该位置关系，通过调整激光传感器4与传感器支架3、传感器支架3与主轴箱1的相对位置来找正激光传感器4的位置。

第二步，装夹工件，并对工件进行周向扫描测量