[发明专利]应用于箱底瓜瓣自适应补偿加工的找正方法

说明书

本发明提供了一种应用于箱底瓜瓣自适应补偿加工的找正方法，包括如下步骤：S1、工作人员在制作瓜瓣毛坯料时在瓜瓣毛坯料上开设定位孔；S2、工作人员将瓜瓣毛坯料安装至夹持工装，并通过夹持工装进行粗定位；S3、利用非接触式激光扫描仪对瓜瓣毛坯料内型面及定位孔进行扫描得到瓜瓣毛坯料的型面数据；S4、通过上位机建模得到瓜瓣毛坯料加工基准曲面；S5、通过镜像铣加工方法加工瓜瓣毛坯料制作箱底瓜瓣。本发明所述的应用于箱底瓜瓣自适应补偿加工的找正方法，无化学铣切带来的高污染、工作环境恶劣和职业健康风险高等固有弊端，同时定位精度，铣切自动化程度高，提高了瓜瓣的加工精度和瓜瓣外表面质量。

技术领域

本发明属于薄壁蒙皮零件机械加工技术领域，尤其是涉及一种应用于箱底瓜瓣自适应补偿加工的找正方法。

背景技术

运载火箭推进剂贮箱是圆筒状结构的铝合金壁板箱,箱体主要由前底、筒段、箱底和短壳组成，其中箱底是由8个尺寸相同的瓜瓣拼焊而成，箱底瓜瓣是运载火箭箭体中配套数量大、型面轮廓精度高、壁厚要求严格的一类空间曲面薄壁蒙皮结构件，其产品质量对贮箱整体性能至关重要。

通常使用瓜瓣尺寸为Ф3350/Ф2250的薄壁蒙皮类半球面，瓜瓣内型面不加工，仅对外型面进行整体减薄、加工不同形状下陷、凸台特征、通孔及铣切外形，该类蒙皮瓜瓣成品最薄处仅约0.9±0.15mm。该类瓜瓣毛坯料一般由充液成型或拉弯成型工艺制造，由于其毛坯成型精度差、弱刚度、薄壁、复杂型面的特点，传统机械加工工艺在加工过程中难以克服装夹困难、加工变形控制、壁厚不均匀的问题。

目前，现役火箭的箱底瓜瓣依赖化学铣切进行材料去除和壁厚控制。化学铣切是用化学腐蚀的方法去除需加工掉的金属，以达到加工成型目的的金属切削加工技术。化学铣切箱底瓜瓣过程中，将工件不需要加工的部位用保护涂料加以保护，将加工部位通过刻型暴露于化学腐蚀液中进行选择性腐蚀，并通过控制化学腐蚀液成分及各成分浓度、腐蚀液温度及搅拌条件、腐蚀时间等因素控制铣切深度，最终获取符合图纸要求的成品零件。

目前Ф3350/Ф2250箱底瓜瓣化学铣切主要工艺流程包括零件验收、前处理、刷胶、硫化、刻型、化铣、剥胶、交检等工序，化铣和前处理工序又包括零件装夹、化铣(去包铝层)、冷水洗、出光、冷水洗、卸夹具等主要工步，其中前处理的目的在于去除铝合金基体表面的包铝层，确保表面光洁无污物，并对铝合金基体表面的同板差、原材坑等进行记录并便于后期补救。铝合金在碱腐蚀后，表面会出现挂灰现象，出光过程通过将零件在硝酸槽中上下晃动清除挂灰。而零件在不同槽液之间流转或完成化学处理后，均需要进行冷水洗，以将残留化学槽液清洗干净，其标识为零件表面出现连续水珠。刷胶、硫化的作用在于在铝合金工件表面形成一层保护胶，防止不需要铣切的部位被槽液腐蚀，单件瓜瓣通常要执行刷胶操作10～14次，以保证瓜瓣双面胶层厚度在0.2mm～0.3mm之间。刻型是按照图纸所要求的图形，使用样板定位，切断产品保护胶并剥除不需要的那部分保护层的过程。

现有技术的火箭在燃料使用及生产、装配过程中基本实现了绿色、清洁、环保，瓜瓣化铣生产是整箭制造链条中的高污染的环节，是现有技术火箭生产的痛点。随着机械加工技术的不断进步，自适应机械铣削补偿加工对弱刚性空间薄壁曲面零件进行材料去除的精度和效率不断提升，成为了未来箱底瓜瓣制造技术的发展方向。因此，亟待找到一种自适应补偿加工的快速装夹精确定位找正方法。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种应用于箱底瓜瓣自适应补偿加工的找正方法，以解决机加工瓜瓣相对位置不稳定的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种应用于箱底瓜瓣自适应补偿加工的找正方法，包括如下步骤：S1、工作人员在制作瓜瓣毛坯料时在瓜瓣毛坯料上开设定位孔；

S2、工作人员将瓜瓣毛坯料安装至夹持工装，并通过夹持工装进行粗定位；

S3、利用非接触式激光扫描仪对瓜瓣毛坯料内型面及定位孔进行扫描得到瓜瓣毛坯料型面数据；