[发明专利]一种超大径厚比整体箱底自适应补偿加工的找正方法

说明书

本申请公开了一种超大径厚比整体箱底自适应补偿加工的找正方法，涉及箱底教工领域，包括：对按照理论尺寸加工完内形面的箱底进行基准协调，以内形面为基准，打表内形最小化误差后，基准调节完毕；激光扫描箱底内形面，获得实际内形面，将实际内形面作为加工基准；根据箱底各处的理论厚度对加工基准进行偏置，获得加工外形面；对加工外形面进行五轴镜像铣削，铣削采用Z轴、A轴恒定的铣削路径，并在铣削过程中进行自适应实时补偿。五轴镜像铣削过程中，实现了对箱底加工基础的精准定位，且铣削过程中仅有三轴参与联动，极大提高了实时补偿的响应速度，能够对薄区进行高精度的加工。

技术领域

本申请涉及贮箱箱底加工的技术领域，特别是一种超大径厚比整体箱底自适应补偿加工的找正方法。

背景技术

现役火箭贮箱箱底制造普遍采用先单瓜瓣14成形及化学铣削减薄，后组合拼焊成箱底圆环工艺。化铣成形精度不高，易产生表面橘皮、水波纹等质量问题，型面一致性差，现役运载火箭箱底瓜瓣14型面超差交付达30％。如图1所示，瓜瓣14拼焊成形箱底，为多个瓜瓣14与顶盖12焊接而成，瓜瓣14的底部有过渡环13，焊缝11数量多，受焊接固有缺陷、焊接接头强度等影响，箱底整体制造质量及可靠性不高。

目前，整体箱底机械加工存在以下两点问题：

(1)装夹刚度问题：现有的装夹方式多为整体模胎结构或者局部柔性支撑方式。前者受型面变化贴胎率较低、后者受装夹位置离散特性影响，两者均无法解决装夹刚度的问题。

(2)型面误差感知问题：受整体成形工艺影响以及产品自身变形因素，整体箱底内形面基准往往与理论偏差过大，传统的机械加工对于该类偏差无法精确感知，损失了一定的加工精度。

(3)镜像铣基准找正问题：镜像铣削技术已初步应用于箱底的加工中，但受镜像铣削设备机理因素，传统的机床坐标系匹配工件的找正方法已无法适用。针对支撑头与随动头双运动机构和整体箱底基准协调的问题亟需一种新的快速找正方法。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种超大径厚比整体箱底自适应补偿加工的找正方法，该方法可实现超大径厚比横刚度铣削装夹及找正，保证其整体箱底的精度定位、有限变形、刚度铣削以及设备无干涉。

进一步的，实现了对直径Φ3350mm、最薄厚度1mm、壁厚精度±0.1mm的超大径厚比整体箱底加工过程中的自适应补偿找正加工。

本发明的技术解决方案是：

一种超大径厚比整体箱底自适应补偿加工的找正方法，包括：

对按照理论尺寸加工完内形面的箱底进行基准协调，以内形面为基准，打表内形最小化误差后，基准调节完毕；

激光扫描箱底内形面，获得实际内形面，将实际内形面作为加工基准；

根据箱底各处的理论厚度对加工基准进行偏置，获得加工外形面；

对加工外形面进行五轴镜像铣削，铣削采用Z轴、A轴恒定的铣削路径，并在铣削过程中进行自适应实时补偿。

所述内形面为基准打表内形最小化误差包括：

S1:将箱底吊装至平台结构的镂空位置，平台结构上设有虎钳，虎钳具有沿着镂空位置径向可伸缩的内侧钳口和外侧钳口，通过虎钳将箱底固定于平台结构；

S2:调整仿形虎钳，即：使外侧钳口位于箱底外形面外侧并保持松弛状态，调整内侧钳口的位置，使内侧钳口与内形面保持接触，来调整箱底内形面的位置；

S3:打表内形面最小化误差，即检测箱底下端任意几点位置的半径；

重复进行步骤S2和S3，直到所测量的几点位置的半径差最小，完成基准协调。