[发明专利]钛合金半球形组焊件的高精度机加工工装及其加工方法

权利要求书

1.钛合金半球形组焊件的高精度机加工工装，其特征在于：包括底座和若干支撑座，所述支撑座设置在底座上，并围绕底座中心分布设置，所述支撑座靠底座中心的一侧形成有弧形缺口，所有支撑座的弧形缺口组成用于放置半球形组焊件的容纳空间，在弧形缺口处的弧形面分布有多组支撑调节螺栓，支撑调节螺栓沿弧形面的长度方向布置，所述支撑调节螺栓的外端和半球形组焊件相接触，以对半球形组焊件的空间位姿状态进行调整至加工坐标系的位置。

2.如权利要求1所述的钛合金半球形组焊件的高精度机加工工装，其特征在于：所述底座包括环形座和中心座，所述环形座用于安装支撑座，所述中心座设置在环形座中心处，并用于支撑半球形组焊件的底部。

3.如权利要求2所述的钛合金半球形组焊件的高精度机加工工装，其特征在于：所述中心座的上端面形成有球面槽。

4.如权利要求2所述的钛合金半球形组焊件的高精度机加工工装，其特征在于：所述支撑座包括一支撑板、两底座板和两加强板，所述支撑板垂直于环形座的上端面，底座板设置在支撑板的下缘两侧并与其垂直，在底座板上开设有螺孔，用于和环形座通过螺栓固定连接，加强板竖直设置，并对称设置于支撑板的两侧。

5.如权利要求1所述的钛合金半球形组焊件的高精度机加工工装，其特征在于：所述支撑调节螺栓包括调节螺杆和锁紧螺母，所述弧形面上设置有螺纹孔，所述调节螺杆的丝杆拧入弧形面上的螺纹孔中，锁紧螺母穿设在调节螺杆上，以实现调节螺杆的锁紧或松开调节。

6.如权利要求2所述的钛合金半球形组焊件的高精度机加工工装，其特征在于：相邻支撑座之间的环形座上设置有用于吊装加工工装的吊环。

7.如权利要求6所述的钛合金半球形组焊件的高精度机加工工装，其特征在于：所述吊环的内侧设置有条形孔，所述条形孔的长度方向沿环形座径向方向设置。

8.钛合金半球形组焊件的高精度机加工方法，其特征在于：半球形组焊件先通过对其内球面进行粗加工，再对其外球面依次进行粗加工和精加工，然后通过三坐标对外球面尺寸进行检测，并根据检测结果对坐标系进行微调，最后再对其内球面进行精加工所得到。

9.根据权利要求8钛合金半球形组焊件的高精度机加工方法，其特征在于：具体加工方法如下：

步骤一、在半球形组焊件的半球赤道面外缘焊接与支撑座数量相等的压板，压板分别与支撑座位置一一对应；

步骤二、在压板上铣基准孔；

步骤三、对半球形组焊件进行三维激光扫描，生成实体，通过与其加工模型进行比对，确定加工坐标系以及各个部位的加工余量；

步骤四、将半球形组焊件放置在加工工装上，其内球面朝上，用支撑调节螺栓和水平调节螺栓对半球形组焊件的位置进行调节，调整至加工坐标系位置，用螺栓将半球赤道面上焊接的压板进行紧固，采用数控龙门式三轴机床对其进行内球面粗加工，加工程序完成后，内球面剩余2mm加工余量；

步骤五、翻转半球形组焊件，将其外球面朝上，采用数控龙门式三轴机床进行外球面粗加工，外球面剩余2mm加工余量；

步骤六、在数控龙门式五轴机床上进行外球面的半精加工，外球面剩余0.5mm加工余量；

步骤七、在数控龙门式五轴机床上进行外球面的精加工，加工至所要求尺寸；

步骤八、在三坐标上进行外球面尺寸的检验，测量其半径及球心位置，根据实测结果，对坐标系进行微调；

步骤九、将半球形组焊件放置在加工工装上，根据步骤七所调整后的坐标系确定加工坐标，在龙门式五轴机床上进行内球面的半精加工，内球面剩余0.5mm加工余量；

步骤十、在龙门式五轴机床上进行内球面的精加工，加工至所要求尺寸；

步骤十一、铣平赤道面，同时将半球形组焊件焊接的压板加工去除。

10.根据权利要求9所述的钛合金半球形组焊件的高精度机加工方法，其特征在于：所述步骤七和步骤十中加工参数如下：主轴转速1200r/min，切削速度1000mm/min，切削深度0.5mm，进给量0.2mm。