[发明专利]一种薄壁零件的铣削变形在线测量与补偿加工方法

摘要

本发明公开了一种薄壁零件的铣削变形在线测量与补偿加工方法，包括：(1)建立薄壁零件的三维模型，获得数控代码；(2)在三维模型中提取测量的点位；(3)基于模型进行测量路径规划；(4)对工件毛坯进行粗加工和半精加工；(5)进行在机测量，获取所有规划的测量点位的坐标值；(6)将获得的测量点位的坐标值与薄壁零件三维模型上对应点进行对比，计算出实际加工工件的每个点位的坐标与三维模型上对应点的偏差；(7)根据加工偏差施以补偿系数优化加工轨迹据此进行精加工，得到最终的加工变形偏差及补偿值。本发明的方法经过半精加工与精加工设计，二者使用完全相同的加工参数，即只需用一组试验尽可能的实现同类材料及特征的薄壁零件最佳的精加工补偿效果。

主权项

1.一种薄壁零件的铣削变形在线测量与补偿加工方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)建立薄壁零件的三维模型，并分别规划工件粗加工、半精加工以及精加工的加工工艺参数，进行加工仿真，然后将刀轨信息后置处理成数控系统和机床能够识别的数控代码；(2)在薄壁零件的三维模型中进行在机测量的点位位置规划，并据此在薄壁零件表面从上到下依次提取多条线段，并从线段中提取测量的点位；根据数控机床模型、实际测量所用的测头和探针型号，以及获得的点位数据进行测量路径规划；(3)将工件毛坯安装到数控机床工作台上，并利用步骤(1)中生成的数控代码先进行粗加工，并粗加工完后更换刀具，进行半精加工；(4)将步骤(2)中生成的测量路径导入机床中，把切削用的刀具更换成机床测头，通过对刀，将测量坐标系与加工坐标系保持一致，然后进行在机测量，获取所有规划的测量点位的坐标值；(5)将获得的测量点位的坐标值与薄壁零件三维模型上对应点进行对比，计算出实际加工工件的每个点位的坐标与三维模型上对应点的偏差，以评估半精加工后平面的加工偏差；(6)根据上述加工偏差优化加工轨迹，并据此进行精加工轨迹规划，得到最终的加工变形偏差及补偿值以进行精加工；其中，精加工轨迹规划方法如下：当偏差分布带ε与余量δ的比值ε/δ＜1/30时，将总体分布的偏差均值σ作为评价偏差的标准，记作：σ＝ε根据所有点的偏差均值，修改精加工的数控代码，使新的加工路径能够抵消大部分综合误差引起的变形；获得最终的加工变形偏差及补偿值的方法如下：通过设置一个与所述加工偏差反向的常量e和一个补偿系数变量λ，以两者的乘积作为补偿值进行优化；(7)重复执行N>1次所述步骤(4)‑(6)中在机测量及误差运算评估的过程，得出经过加工补偿后的薄壁零件的加工变形误差，每次执行中优化时的补偿系数λ不同，以得到不同的偏差曲线，进而获得最优的补偿值以及补偿系数，以作为最终的加工变形偏差和补偿值；或者，当N＝1时，设λ＝1直接进行精加工补偿。