[发明专利]一种复杂薄壁结构加工误差补偿方法

说明书

本发明公开了一种复杂薄壁结构加工误差补偿方法，包括如下步骤：(1)首先基于理论计算得到薄壁结构吸附力，实现高精度装夹。(2)进行测量点规划，利用在机测量软件对壁厚进行测量。(3)进行壁厚误差建模，计算厚度误差值。(4)基于误差值和反求技术建立实际误差曲面模型。(5)建立薄壁结构理论曲面模型。(6)基于理论曲面模型和实际误差曲面模型，计算对应点壁厚误差值。(7)数控程序修正算法研究及生成误差补偿后的新数控加工程序。(8)结构数控加工，产品检验交付。本发明解决了现有复杂薄壁结构加工精度低，壁厚超差等问题，取得了提高产品质量、降低加工成本等有益效果。

技术领域

本发明涉及一种复杂薄壁结构加工误差补偿方法。

背景技术

本发明专利涉及的一种复杂薄壁结构作为航天大型薄壁结构件中最具典型代表的一种，是承力以及装配支撑的关键零件，在飞行过程承受巨大的压力。该薄壁零件普遍采用了网格结构设计，同时也带来了制造难点，目前国内普通采用机械铣削的方法进行加工，很难保证尺寸加工精度，需要后续补充加工和手工钳工修配，经常导致零件重量超差。

针对以上现状，需要研究一种新的高效加工方法，解决薄壁结构尺寸超差问题。本发明首次提出了复杂薄壁结构的误差补偿加工方法。目前，还没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种复杂薄壁结构的误差补偿加工方法。本发明解决了现有复杂薄壁结构加工精度低，壁厚超差等问题，取得了提高产品质量等有益效果。

为了达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案是提供一种复杂薄壁结构的误差补偿加工方法，该方法包括如下步骤：

步骤1，基于理论计算得到薄壁结构吸附力，实现薄壁结构的高精度装夹；

步骤2，沿圆周方向和母线方向进行测量点规划，利用在机测量软件对壁厚进行测量，测量的结果应该是规划的每组对应点的轮廓偏差；

步骤3，进行壁厚误差建模，计算工件外表面与夹具的不贴合度厚度误差值；

步骤4，基于误差值，设定圆周方向参数和母线方向参数，利用反求技术，先沿母线方向拓扑，再沿圆周方向拓扑，建立实际误差曲面模型；

步骤5，基于薄壁结构理论曲线，拓扑建立薄壁结构理论曲面模型；

步骤6，基于理论曲面模型和实际误差曲面模型，计算对应点壁厚误差值；

步骤7，采用机床自带测头和在机测量软件对壁厚进行测量，形成与理论模型比对后的误差文件，经过误差算法处理，对薄壁结构理论数控程序进行修正，形成误差补偿后的新数控加工程序；

步骤8，采用修正后数控程序进行薄壁结构加工，检验合格后，交付产品。

在进行所述的步骤1时，通过理论计算，吸附力保证在5000N以上时，可以实现薄壁结构的高精度装夹。

在进行所述的步骤2时，母线方向测量壁厚值和圆周方向壁厚值作为曲面模型建立的输入条件。

在进行所述的步骤3～7时，目的在于进行厚度误差值计算，反算到对应点的厚度上，进而对理论数控程序进行修正，得到符合薄壁结构实际形状的加工程序。

本发明复杂薄壁结构的误差补偿加工方法，基本思路是先进行厚度测量，再建立厚度误差模型，进行理论数控程序修正，得到符合实际形状的加工程序。本误差补偿技术在产品加工中得到验证，尺寸精度经检验全部合格，产品可交付使用。

附图说明

图1为复杂薄壁结构加工误差补偿方法流程图；

图2为测量点规划示意图；

图3为测量位置示意图；