CN105277155A - 复杂曲面涵道铸件余量平衡方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复杂曲面涵道铸件余量平衡方法，通过在机加前进行三坐标测量，判定余量是否存在不均衡，对于余量不均衡的铸件，重新定认基准圆心，实现最终的余量平衡。本发明能够有效提高铸件产品的合格率和机加合格率，同时根据再次检测数据评价结果，可快速确定曲面抛修部位和余量大小，缩短加工周期，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种余量平衡方法，尤其是一种复杂曲面涵道铸件余量平衡方法，用以平衡铸件铸造过程中产生的加工余量不均的现象，以保证用于铸件后续机加工质量。
背景技术
在航空领域，多涵道曲面机匣铸件的划线基准不准确已经成为典型问题，如某航空发动机中介机匣涵道由四个复杂的曲面和支板构成，该涵道采用砂芯整体铸造而成，由于在组芯中人为操作的不确定性及铸件收缩过程中造成的涵道型面不规律等原因，铸件机加余量不均衡现象严重。由于涵道曲面及一些关键特征在铸件交付前无检测，常规的划线技术不能准确平衡涵道曲面和关键特征的机加余量，按照划线基准进行机加，容易导致小余量涵道的抛修及小余量关键特征加工到一定工序后出现余量不足，从而产生零件报废情况。由于有的复杂曲面零件涵道结构复杂，空间狭长，常规的在线检测不但时间长，更主要的是由于零件本身的结构限制，容易出现干涉碰撞等现象，导致不能实现在线检测。
发明内容
本发明的目的是提供一种复杂曲面涵道铸件余量平衡方法，实现对铸件的加工余量的平衡，进而实现铸件涵道曲面的余量尺寸分配的合理性，减少由于毛坯余量分配不均造成的铸件报废，提高铸件产品的合格率和机加的合格率。
本发明的具体技术方案是，所述的复杂曲面涵道铸件余量平衡方法包括以下步骤：
1、按照铸件划线基准预留余量粗加工测量基准；
2、使用三坐标测量机检测铸件的涵道曲面并进行记录；
3、根据铸件的技术指标及检测结果计算铸件涵道曲面的实际值与理论值的偏差，即计算涵道曲面和关键特征的实际值与理论值之差并记录；
4、选取计算结果中最大的偏差值，若该值位于铸件加工余量的公差范围内，则说明该铸件的加工余量均衡，可以直接进行后续加工，若该值超过了加工余最的公差范围，则进行下一步骤；
5、将铸件的涵道曲面平均分为四个区Q1、Q2、Q3、Q4，其中偏差值最小的位于Q1区的中点，然后顺序为Q2区、Q3区、Q4区；
6、计算Q1区和Q3区内各测量点与理论点的偏差值的平均值L1和L3；
7、进行余量平衡，调整基准圆心位置，平移基准圆心偏移量D＝(L3-L1)/2，方向为Q1向Q3；
8、按照基准调整的量再精加工测量基准，然后重复上述第2、3步骤，并比对最大的偏差值，若在余量的公差范围内则直接划线加工，否则，应继续进行重新分区、计算、调整基准圆心位置、加工测量基准、测量和对比，直至最大的偏差值在余量的公差范围内，进行加工。
所述的测量过程中，涵道曲面上的测量点按栅格式分布。
本发明通过在机加前进行三坐标测量，避免了在线检测时间长或是不能实现的问题。通过测量结果，判定余量是否存在不均衡，对于余量不均衡的铸件，重新定认基准圆心，实现最终的余量平衡。采用按栅格式测量，有利于检测数据分析及余量平衡调整。本发明能够有效提高铸件产品的合格率和机加合格率，同时根据再次检测数据评价结果，可快速确定曲面抛修部位和余量大小，缩短加工周期，提高生产效率。
附图说明
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
如图所示，复杂曲面涵道铸件余量平衡方法包括以下步骤：
1、按照铸件划线基准预留余量粗加工测量基准；
2、使用三坐标测量机检测铸件的涵道曲面并进行记录；
3、根据铸件的技术指标及检测结果计算铸件涵道曲面的实际值与理论值的偏差，即计算涵道曲面和关键特征的实际值与理论值之差并记录；
4、选取计算结果中最大的偏差值，若该值位于铸件加工余量的公差范围内，则说明该铸件的加工余量均衡，可以直接进行后续加工，若该值超过了加工余最的公差范围，则进行下一步骤；
5、将铸件的涵道曲面平均分为四个区Q1、Q2、Q3、Q4，其中偏差值最小的位于Q1区的中点，然后顺序为Q2区、Q3区、Q4区；
6、计算Q1区和Q3区内各测量点与理论点的偏差值的平均值L1和L3；
7、进行余量平衡，调整基准圆心位置，平移基准圆心偏移量D＝(L3-L1)/2，方向为Q1向Q3；
8、按照基准调整的量再精加工测量基准，然后重复上述第2、3步骤，并比对最大的偏差值，若在余量的公差范围内则直接划线加工，否则，应继续进行重新分区、计算、调整基准圆心位置、加工测量基准、测量和对比，直至最大的偏差值在余量的公差范围内，进行加工。
所述的测量过程中，涵道曲面上的测量点按栅格式分布。
实施例
某航空发动机上使用的中介机匣，其涵道由四个复杂的曲面和支板构成，该涵道采用砂芯整体铸造而成，要求铸造完成后，涵道曲面的加工余量为现对该中介机匣的机加前的余量进行平衡，具体操作步骤如下：
1、按照铸件划线基准预留余量粗加工测量基准；
2、使用三坐标测量机检测铸件的涵道曲面并进行记录；
3、根据铸件的技术指标及检测结果计算铸件涵道曲面的实际值与理论值的偏差，即计算涵道曲面和关键特征的实际值与理论值之差并记录，具体的数据如下表所示：
4、选取计算结果中最大的偏差值，即1.72mm该值超过了加工余量的公差范围，即0.6～1.0mm，则进行下一步骤；
5、将铸件的涵道曲面平均分为四个区Q1、Q2、Q3、Q4，其中偏差值最小的位于Q1区的中点，然后顺序为Q2区、Q3区、Q4区；
6、计算Q1区和Q3区内各测量点与理论点的偏差值的平均值L1和L3：
L1＝0.45mm
L2＝1.37mm
7、进行余量平衡，调整基准圆心位置，平移基准圆心偏移量D＝(L2-L1)/2＝0.46mm，方向为Q1向Q3；
8、按照基准调整的量再精加工测量基准，然后重复上述第2、3步骤后，得到最大的偏差值为0.9mm，在公差范围内，余量分布较均匀，直接进行后续加工。
Claims (2)
1.一种复杂曲面涵道铸件余量平衡方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
1)按照铸件划线基准预留余量粗加工测量基准；
2)使用三坐标测量机检测铸件的涵道曲面并进行记录；
3)根据铸件的技术指标及检测结果计算铸件涵道曲面的实际值与理论值的偏差，即计算涵道曲面和关键特征的实际值与理论值之差并记录；
4)选取计算结果中最大的偏差值，若该值位于铸件加工余量的公差范围内，则说明该铸件的加工余量均衡，可以直接进行后续加工，若该值超过了加工余最的公差范围，则进行下一步骤；
5)将铸件的涵道曲面平均分为四个区Q1、Q2、Q3、Q4，其中偏差值最小的位于Q1区的中点，然后顺序为Q2区、Q3区、Q4区；
6)计算Q1区和Q3区内各测量点与理论点的偏差值的平均值L1和L3；
7)进行余量平衡，调整基准圆心位置，平移基准圆心偏移量D＝(L3-L1)/2，方向为Q1向Q3；
8)按照基准调整的量再精加工测量基准，然后重复上述第2、3步骤，并比对最大的偏差值，若在余量的公差范围内则直接划线加工，否则，应继续进行重新分区、计算、调整基准圆心位置、加工测量基准、测量和对比，直至最大的偏差值在余量的公差范围内，进行加工。
2.如权利要求1所述的复杂曲面涵道铸件余量平衡方法，其特征在于，所述的测量过程中，涵道曲面上的测量点按栅格式分布。
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