CN103769953A - 加工弧形件的变形补偿方法 - Google Patents

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Abstract

加工弧形件的变形补偿方法涉及数控加工领域，包括以下步骤：A、测量形变值；B、统计形变值；C、计算形变补偿值；D、粗加工；E、加装横梁；F、设置数控加工值；H、外形精加工；I、内形精加工；J、拆除横梁。本发明将形变方向及形变数值预先估测出来，然后在数控加工过程中，将形变量留出，则加工后必然会产生形变，形变后的弧形件刚好满足弧形件的尺寸要求，在装配过程中不会再产生应力，可有效延长弧形件的使用寿命。并且本发明的方法简便易操作。另外若需调整参数也很方便快捷，对弧形件在数控加工中的预测和控制具有非常实用的价值。

Description

加工弧形件的变形补偿方法
技术领域
本发明涉及数控加工领域，具体涉及一种对弧形件进行数控加工时所使用的变形补偿方法。
背景技术
弧形件（见图2）是飞机、汽车部件生产中常见的一类整体结构件,由于其结构复杂,刚性较差,在数控机床的切削力的作用下零件很容易产生变形,不能保证零件的加工精度。例如,某型号飞机中连接座舱盖的弧形件,成形过程中需要双面加工，在数控加工中变形较大，零件的毛坯为铸件,且其材料为铸铝，熔点较低，不能采用热校的方法校正去除加工应力，现有技术中，加工此类零件因而加工后的零件外形很难达到测量的要求。由于零件在加工过程中不断地变形，最终无法得到合格的测量数据。还有一种现有技术加工此类零件时，在因此在数控加工中，一般采取的是这样的方法：第一步，进行粗加工，去除余量（见图3）；第二步，在两端之间加横梁（见图4）；第三步：精加工外形，进行测量；最后，在保证壁厚的情况下，精加工内形。这样，虽然能够取到合格的测量数据，但实际上外形在精加工内形时，已经回弹变形了，最后的零件外形与所需要的的弧形件的形状是有差异的，这在装配时会产生应力，变形的弧形件会产生应力，甚至不协调。
发明内容
为解决弧形件在加工过程中产生的形变而导致的装配时会产生应力的技术问题，本发明提供了一种弧形件加工过程中，对弧形件预先进行工差补偿的方法。
加工弧形件的变形补偿方法，包括以下步骤：
A.测量形变值：对已经加工出的弧形件的形变尺寸进行测量，所述的尺寸是有方向的数值；
B.统计形变值：分多次、对不同弧形件测量几处相同位置的形变，各处的形变均取平均值；
C.计算形变补偿值：根据弧形件的不同位置将形变值换算为形变补偿值，形变平均值+形变补偿值=0；
D.粗加工：将零件毛坯料固定，去除余量，成为雏形件；
E.加装横梁：将横梁的两端分别固定在步骤D中加工出来的弧形件雏形的两端；
F.设置数控加工值：计算弧形件不同位置的带方向的加工数值，该数值是弧形件不产生形变情况下的理论加工数值，取带方向的理论值与带方向的形变补偿值之和作为数控加工的实际数值；
G.外形精加工：先对步骤E加工出来的零件外形进行精加工；
H.内形精加工：对步骤G中的半成品弧形件的内形进行精加工；
I.拆除横梁：将连接弧形件两端的横梁拆除。
由于零件较深，所需刀具较长，为了保证加工精度，减小切削力，降低回弹变形的影响，步骤D的粗加工过程，采用分层切削的方法，每次的数控切削深度一定。以3mm为佳。
在进行步骤E、G、H时，先加工弧形件的两端头，再加工中间部分，这样可以抵消一部分的切削力和切削变形。
因为步骤A、B、C中的测量点只是具体的几个点的测量，而弧形件是连续的零件，所以弧形件的形变分段测量、统计和计算。原则上分的段数越多，则测量的值越准确。但兼顾成本与工差的需求，分成5段时效果最好。
本发明将形变方向及形变数值预先估测出来，然后在数控加工过程中，将形变量留出，则加工后必然会产生形变，形变后的弧形件刚好满足弧形件的尺寸要求，在装配过程中不会再产生应力，可有效延长弧形件的使用寿命。并且本发明的方法简便易操作。另外若需调整参数也很方便快捷，对弧形件在数控加工中的预测和控制具有非常实用的价值。
附图说明
本发明的图面说明如下：
图1.补偿形变原理图；
图2.弧形件结构示意图；
图3.粗加工后的弧形件雏形件示意图；
图4.安装了横梁的加工方式示意图；
图中：1.分段线2.弧形件中部变形方向3.弧形件4.弧形件端头变形方向5.横梁。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明如下，具体实施方式部分只是为了对技术方案的表达更清楚，不用于限制技术方案。
图1中根据力的分析可知，弧形件中部变形方向2指向弧形件内部，也就是图中的向下产生形变；弧形件端头变形方向4指向弧形件的外侧，也就是图1中向上产生形变。
图1中还示意了分段加工的原理，分段线1将弧形件分为5段，则测量、统计、计算形变补偿值时，对应的要测量5个点。如果分成5段，但只测量了弧形件中间部位和两端头部位的形变值时，则从左向右数第二段形变补偿值为第一段和第三段形变补偿值的中间值；同理，第四段的形变补偿值为第三段、第五段形变补偿值的中间值。

Claims (6)

1.加工弧形件的变形补偿方法，包括以下步骤：
A.测量形变值：对已经加工出的弧形件的形变尺寸进行测量，所述的尺寸是有方向的数值；
B.统计形变值：分多次、对不同弧形件测量几处相同位置的形变，各处的形变均取平均值；
C.计算形变补偿值：根据弧形件的不同位置将形变值换算为形变补偿值，形变平均值+形变补偿值=0；
D.粗加工：将零件毛坯料固定，去除余量，成为雏形件；
E.加装横梁：将横梁的两端分别固定在步骤D中加工出来的弧形件雏形的两端；
F.设置数控加工值：计算弧形件不同位置的带方向的加工数值，该数值是弧形件不产生形变情况下的理论加工数值，取带方向的理论值与带方向的形变补偿值之和作为数控加工的实际数值；
G.外形精加工：先对步骤E加工出来的零件外形进行精加工；
H.内形精加工：对步骤G中的半成品弧形件的内形进行精加工；
I.拆除横梁：将连接弧形件两端的横梁拆除。
2.根据权利要求1所述的加工弧形件的变形补偿方法，其特征在于：步骤D的粗加工过程，采用分层切削的方法，每次的数控切削深度一定。
3.根据权利要求2所述的加工弧形件的变形补偿方法，其特征在于：数控切削深度为3mm。
4.根据权利要求1或2或3任一权利要求所述的加工弧形件的变形补偿方法，其特征在于：在进行步骤E、G、H时，均先加工弧形件的两端头，再加工中间部分。
5.根据权利要求2所述的加工弧形件的变形补偿方法，其特征在于：弧形件的形变分段测量、统计和计算。
6.根据权利要求5所述的加工弧形件的变形补偿方法，其特征在于：分段的段数为5。
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