[发明专利]一种大型薄壁壳体网格蒙皮厚度误差补偿加工方法

说明书

本发明公开了一种大型薄壁壳体网格蒙皮厚度误差补偿加工方法，包括如下步骤：(1)精加工时，第1排网格分2次加工成型：a.第1次加工后，测量壳体壁厚变形量，分组设定刀补，形成刀补值集合1，用于第2次加工时壁厚变形量的修正；b.第2次加工后，测量壳体壁厚变形量，与本次加工的刀补值集合1进行比对，修正细微变形量，形成刀补值集合2，用于加工第2排网格时变形量(圆度变形)的修正。(2)第2排网格开始，均1次加工成型。本发明通过人工测量和人工刀具补偿方法可有效的控制壳体的圆度变形，保证薄壁壳体网格蒙皮厚度满足要求；本发明方法操作简单，在加工过程中不需要使用大型专用工装，节省了资源消耗。

技术领域

本发明涉及一种蒙皮厚度误差补偿方法，尤其涉及一种大型薄壁壳体高速铣网格蒙皮厚度误差补偿方法。

背景技术

航天、航空领域的大型结构件，外形尺寸大，内型结构复杂，网格数量众多，网格内蒙皮壁薄，尺寸公差要求严格，网格加工在整个加工过程中占的比重最大(约占整个加工过程的50％)，因此如何保质、高效的加工网格成为能否大幅提升壳体加工效率的关键所在。

影响蒙皮尺寸的因素很多，零件变形无疑是最主要因素。内网格蒙皮在进行精加工时，受前工序的影响，各个位置的蒙皮已经不可避免的产生了不同程度的变形，由此而产生的圆度误差将直接影响到蒙皮的厚度尺寸。通过优化铣削策略、切削参数等方式方法可在一定程度上减小零件变形，但是，针对大型复杂结构件，单从以上方式方法来控制变形是远远达不到设计要求的。

现有的网格蒙皮厚度误差补偿方法主要有三种：一是购置专用的五轴机床探测和壁厚自动补偿模块，实现壁厚的自动测量和补偿。二是通过施加外力，即采用工装夹持，修正零件的圆度。这样就可以直接调用程序进行加工，操作过程简单。三是采用“试切—检测—补偿—加工到位”的方式，精加工分两次完成。即先预留一定余量(一般预留1mm)，将所有蒙皮均切削加工一次，用测厚仪测量每一网格的厚度，记录数据，并与理论值进行比较，逐一设定刀补值来补偿变形产生的误差，该方法可节省工装费用，零件可在自由状态下加工。

现有技术主要缺陷在于：

对于第一种方法，国外生产的五轴数控加工中心，其自动测量和后置处理模块目前仅由一家国外供应商提供服务，购置费用昂贵，且部分航空航天企业无法存在购置困难问题。

对于第二种方法，大型零件夹持工装的设计、制造成本十分昂贵。其次，航空、航天领域的大型零件一般的允许圆度公差≤1mm、蒙皮公差带范围0.3mm，而工装的校正作用又十分有限，直接调用数控程序，按照理论值进行加工，存在局部位置超差的风险。同时，在整个加工过程中，零件均处于非自由状态，不利于形位公差的保持。

对于第三种采用通过试切的方法来补偿变形产生的误差的加工方法，设备占用时间长，加工成本高，效率难以得到保证。同时，所有网格内蒙皮在第一次加工后，零件不可避免的要产生新的变形，根据实测厚度，调整刀补，新变形导致的圆度误差仍未得到补偿，从严格意义上来说，采用这种方式加工，仍然存在个别蒙皮超差的风险。

因此，亟需一种大型薄壁壳体高速铣网格蒙皮厚度误差高效补偿加工方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种大型薄壁壳体高速铣网格蒙皮厚度误差补偿方法。

为了达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种大型薄壁壳体网格蒙皮厚度误差补偿加工方法，包括如下步骤：

(1)精加工时，第1排网格分2次加工成型：

a.第1排网格第1次加工，在壳体加工面单边留1mm余量，加工后测量第1排网格壁厚，计算第1次加工后壳体壁厚变形量(实测壁厚-1mm余量理论壁厚)，按相邻网格变形量0.05mm梯度分组，每组单独设定刀补值保证组内全部网格壁厚在公差范围内，由此形成刀补值集合1，集合1作为第2次加工第1排网格的刀具补偿值；