[发明专利]一种大型壳体薄壁特征在线测量补偿方法

说明书

一种大型壳体薄壁特征在线测量补偿方法，针对刚性差的薄壁结构特征，通过精车后进行在线测量补偿加工的方法，引入了测头壁厚测量和基于测量数据的厚度补偿，通过自主设计程序实现测量坐标点的提取和厚度补偿值计算，能够提高产品壁厚尤其是薄壁特征壁厚尺寸精度，降低人为干预造成的质量隐患，实现大型壳体薄壁特征的高精度加工。

技术领域

本发明涉及一种大型壳体薄壁特征在线测量补偿方法，属于数控加工工艺领域。

背景技术

近年来，随着武器装备的轻质化需求日益提高，大型壳体零件中的薄壁特征日益增多。这些薄壁特征具有刚性差、易变形的特点，采用传统加工方法其尺寸精度很难保证。

本专利以某型号大型壳体为阐述对象，该壳体为圆筒形零件，结构如图1所示。其中外形分布的窗口薄壁特征是该产品的重要特征，精度要求高，壁厚要求为该壳体产品整体刚性差、易变形，产品加工尤其是薄壁特征壁厚精度加工难度大。

受壳体加工过程中的变形影响，现有加工方式需多次测量壁厚后调整刀长参数加工，但存在以下问题：

(1)一次加工合格率低，效率低下

由于零件变形的不确定性，单一调整刀长参数难以满足壁厚公差要求，从目前统计看，薄壁特征一次加工实际测量尺寸为3～3.8mm，需增加人工打磨工序保证尺寸要求，而人工打磨效率低下，大大延长了加工周期；

(2)人为操作存在质量隐患

人工打磨工序需要操作人员具有极高的操作技能，一次小的失误将导致无法估计的损失，具有极大的质量隐患。同时，现有测厚方式为超声波测厚，不同材料的测量需对测厚仪进行人工校准，同时测量过程中测头角度是否存在偏移直接影响测量精度，需要操作人员具有一定的技能水平。

以上问题严重影响壳体产品的加工精度，提高产品壁厚尤其是薄壁特征壁厚尺寸精度，降低人为干预造成的质量隐患是我们目前急需解决的问题，该发明正是在这种背景下提出的。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对目前现有技术中，现有加工方法中，存在能够严重影响壳体产品加工精度的问题，提出了一种大型壳体薄壁特征在线测量补偿方法。

本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

一种大型壳体薄壁特征在线测量补偿方法，步骤如下：

(1)根据壳体模型进行薄壁特征加工程序编制；

(2)提取测量坐标点，生成厚度测量程序

(3)设置指定余量，并执行薄壁特征加工程序；

(4)执行厚度测量程序，生成测厚结果文件；

(5)根据测厚结果文件对薄壁特征加工程序进行补偿；

(6)执行补偿后薄壁特征加工程序，完成薄壁结构精加工。

所述步骤(1)中，壳体模型为铸件毛坯经过粗车内外形、精车内外形、时效去应力处理后的薄壁结构壳体。

所述步骤(2)中，所述壳体模型的薄壁结构为矩形槽，通过测头测量薄壁结构两侧坐标值，根据差值计算出薄壁结构厚度数据。

所述步骤(3)中，外形测点程序具体流程为：

计算薄壁特征加工程序中加工轨迹总长度，设置取点步长；

以加工轨迹首点为测点，抽取下一加工轨迹点，计算该点至测点的轨迹长度，并进行判断，若轨迹长度不大于取点步长，则抽取下一加工轨迹点重新进行判断；