CN109277709A - 一种基于典型壳体槽类特征的加工方法 - Google Patents

一种基于典型壳体槽类特征的加工方法 Download PDF

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贾浩洲
许殊玮
宁博
容伟
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Abstract

本发明涉及一种基于典型壳体槽类特征的加工方法，属于武器装备技术领域。一二级级间段壳体的上端框与仪器舱连接，一二级级间段壳体的下端框与发动机连接，中间柱段内壁网格周围一圈有凹槽，即方形凹槽，方形凹槽内安装药柱条，中间柱段上还需要有操作窗口，操作窗口的外侧边缘部位有密封槽，密封槽用于安装密封圈，防止有水等杂质通过该操作窗口进入到一二级级间段壳体内部；该方法用于加工中间柱段内壁上的方形凹槽和中间柱段上的操作窗口的外侧边缘部位的密封槽。

Description

一种基于典型壳体槽类特征的加工方法
技术领域
本发明涉及一种基于典型壳体槽类特征的加工方法，特别涉及一种一二级级间段壳体槽类特征的机械加工方法，也就是说所述的典型壳体是指一二级级间段壳体，属于武器装备技术领域。
背景技术
武器装备中的一二级级间段壳体一般由上端框、中间柱段、下端框组成，其中中间柱段是由四个化铣瓜瓣组成，四个化铣瓜瓣旋压成型后，再进行焊接形成带有四条纵焊缝的中间柱段，上端框和下端框在分布于得到的中间柱段进行焊接，得到带有两条环焊缝、四条纵焊缝的一二级级间段壳体。
一二级级间段壳体的上端框与仪器舱连接，一二级级间段壳体的下端框与发动机舱体连接，中间柱段内壁需要安装药柱条，中间柱段上还需要有操作窗口和电缆安装孔，如图1所示。
现有技术中一般用于加工用于安装药柱条的凹槽以及操作窗口和电缆安装孔时采用预先设计加工轨迹的方法进行，该方法存在的不足为：在加工过程中容易出现弯曲、扭曲、弯扭结合变形的情况，使得按照预先设计的加工轨迹进行加工时加工质量受到严重影响，尤其是加工用于安装药柱条的凹槽处壁厚不均匀时还可能会对导弹是否能够成功发射造成影响。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种一二级级间段壳体的机械加工方法。
本发明的技术解决方案是：
一种一二级级间段壳体的机械加工方法，所述的一二级级间段壳体包括上端框、中间柱段和下端框，其中中间柱段是由四个化铣瓜瓣组成，四个化铣瓜瓣旋压成型后，再进行焊接形成带有四条纵焊缝的中间柱段，上端框和下端框再分别与得到的中间柱段进行焊接，得到带有两条环焊缝、四条纵焊缝的一二级级间段壳体；
化铣瓜瓣的内壁上带有网格，网格一方面为了减重，另一方面为了在药柱条爆炸过程中，网格部分容易炸裂；该网格是在化铣过程中形成的；
一二级级间段壳体的上端框与仪器舱连接，一二级级间段壳体的下端框与发动机连接，中间柱段内壁网格周围一圈有凹槽，即方形凹槽，方形凹槽内安装药柱条，中间柱段上还需要有操作窗口，操作窗口的外侧边缘部位有密封槽，密封槽用于安装密封圈，防止有水等杂质通过该操作窗口进入到一二级级间段壳体内部；
该方法用于加工中间柱段内壁上的方形凹槽和中间柱段上的操作窗口的外侧边缘部位的密封槽；
该方形凹槽包括上凹槽、下凹槽、左凹槽和右凹槽，上凹槽、右凹槽、下凹槽、左凹槽依次连接形成方形凹槽，加工中间柱段内壁安装药柱条的方形凹槽中左凹槽和右凹槽的步骤包括：
(1)将一二级级间段壳体根据编程坐标系的方向固定到工作台上，编程坐标系的原点位于上端框上表面的中心，Z方向为一二级级间段壳体的高度方向，X方向与电缆安装孔的中心轴线平行，Y方向根据右手定则确定；
(2)根据数控程序轨迹对左凹槽和右凹槽进行试加工；
(3)试加工结束后，测量得到的左凹槽的右侧壁与最近网格的左侧壁之间的距离w1，测量得到的右凹槽的左侧壁与最近网格的右侧壁之间的距离w2；
(4)判断步骤(3)得到的w1和w2之间的差值，如果w1与w2的差值d1不大于0.01mm，则根据数控程序轨迹对左凹槽和右凹槽进行加工，如果w1与w2的差值d1大于0.01mm，则调整数控程序轨迹的角度对左凹槽和右凹槽再进行试加工；
(5)试加工结束后，测量得到的左凹槽的右侧壁与最近网格的左侧壁之间的距离w1’，测量得到的右凹槽的左侧壁与最近网格的右侧壁之间的距离w2’；
(6)判断步骤(5)得到的w1’和w2’之间的差值，如果w1’与w2’的差值d1不大于0.01mm，则根据数控程序轨迹对左凹槽和右凹槽进行加工，如果w1’与w2’的差值d1大于0.01mm，则调整数控程序轨迹的角度对左凹槽和右凹槽再进行试加工；
(7)重复步骤(5)和(6)，直至差值d1不大于0.01mm，则根据数控程序轨迹对左凹槽和右凹槽进行加工，完成左凹槽和右凹槽的加工；
加工中间柱段内壁安装药柱条的方形凹槽中上凹槽和下凹槽的步骤包括：
(1)将一二级级间段壳体根据编程坐标系的方向固定到工作台上，编程坐标系的原点位于上端框上表面的中心，Z方向为一二级级间段壳体的高度方向，X方向与电缆安装孔的中心轴线平行，Y方向根据右手定则确定；
(2)根据数控程序轨迹对上凹槽和下凹槽进行试加工；
(3)试加工结束后，测量得到的上凹槽的下侧壁与最近网格的上侧壁之间的距离w3，测量得到的下凹槽的上侧壁与最近网格的下侧壁之间的距离w4；
(4)判断步骤(3)得到的w3和w4之间的差值，如果w3与w4的差值d2不大于0.01mm，则根据数控程序轨迹对上凹槽和下凹槽进行加工，如果w3与w4的差值d2大于0.01mm，则调整数控程序轨迹的角度对上凹槽和下凹槽再进行试加工；
(5)试加工结束后，测量得到的上凹槽的下侧壁与最近网格的上侧壁之间的距离w3’，测量得到的下凹槽的上侧壁与最近网格的下侧壁之间的距离w4’；
(6)判断步骤(5)得到的w3’和w4’之间的差值，如果w3’与w4’的差值d2不大于0.01mm，则根据数控程序轨迹对上凹槽和下凹槽进行加工，如果w3’与w4’的差值d2大于0.01mm，则调整数控程序轨迹的角度对上凹槽和下凹槽再进行试加工；
(7)重复步骤(5)和(6)，直至差值d2不大于0.01mm，则根据数控程序轨迹对上凹槽和下凹槽进行加工，完成上凹槽和下凹槽的加工。
中间柱段上的操作窗口的外侧边缘部位的密封槽的方法为：
(1)将一二级级间段壳体根据编程坐标系的方向固定到工作台上，编程坐标系的原点位于上端框上表面的中心，Z方向为一二级级间段壳体的高度方向，X方向与电缆安装孔的中心轴线平行，Y方向根据右手定则确定；
(2)根据数控程序轨迹对密封槽进行试加工；
(3)试加工完成后，测量密封槽顶端位置的深度h1，测量密封槽底端位置的深度h2，测量密封槽左端位置的深度h3，测量密封槽右端位置的深度h4；
(4)判断步骤(3)得到的h1和h2之间的差值以及h3和h4之间的差值，如果h1和h2的差值h不大于0.01mm同时h3和h4的差值h’不大于0.01mm，则根据数控程序轨迹对密封槽进行加工，如果h1和h2的差值h大于0.01mm或h3和h4的差值h’大于0.01mm，则调整数控程序轨迹的角度对密封槽再进行试加工；
(5)试加工完成后，测量密封槽顶端位置的深度h1’，测量密封槽底端位置的深度h2’，测量密封槽左端位置的深度h3’，测量密封槽右端位置的深度h4’；
(6)判断步骤(5)得到的h1’和h2’之间的差值以及h3’和h4’之间的差值，如果h1’和h2’的差值h不大于0.01mm同时h3’和h4’的差值h’不大于0.01mm，则根据数控程序轨迹对密封槽进行加工，如果h1’和h2’的差值h大于0.01mm或h3’和h4’的差值h’大于0.01mm，则调整数控程序轨迹的角度对密封槽再进行试加工；
(7)重复步骤(5)和(6)，直至差值h和h’均不大于0.01mm，则根据数控程序轨迹对密封槽进行加工，完成密封槽的加工。
有益效果
(1)本发明通过对方形窗口数控程序轨迹优化，保证了一二级级间段壳体方形窗口削弱槽侧壁与网格间距离的均匀性，即使得削弱槽左、右侧壁与网格内侧距离相等、削弱槽上、下侧壁与网格内侧距离相等，确保了削弱槽内部排烟护罩中药柱条的安装空间；
(2)本发明通过通过椭圆窗口数控程序轨迹优化，保证了一二级级间段壳体方形窗口密封槽槽底距离壳体外侧面距离的均匀性，即使得密封槽上、下底侧面距离壳体外侧深度相等、密封槽左、右底侧面距离壳体外侧深度相等相等，确保了操作口盖安装时不凸出壳体外侧。
(3)经过试验验证，一二级级间段壳体在装配过程中椭圆窗口处口盖安装时未发生凸出现象，保证了壳体发射时顺利出发射筒；实践证明，一二级级间段壳体在飞行过程中方形窗口削弱槽窗口处均发生完全爆炸，未出现不完全爆炸现象。
附图说明
图1为一二级级间段壳体结构示意图；
图2为凹槽窗口结构示意图；
图3为密封槽深度示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例
如图1、图2和图3所示，一种一二级级间段壳体的机械加工方法，所述的一二级级间段壳体包括上端框、中间柱段和下端框，其中中间柱段是由四个化铣瓜瓣组成，四个化铣瓜瓣旋压成型后，再进行焊接形成带有四条纵焊缝的中间柱段，上端框和下端框再分别与得到的中间柱段进行焊接，得到带有两条环焊缝、四条纵焊缝的一二级级间段壳体；
化铣瓜瓣的内壁上带有网格，网格一方面为了减重，另一方面为了在药柱条爆炸过程中，网格部分容易炸裂；该网格是在化铣过程中形成的；
一二级级间段壳体的上端框与仪器舱连接，一二级级间段壳体的下端框与发动机连接，中间柱段内壁网格周围一圈有凹槽，即方形凹槽，方形凹槽内安装药柱条，中间柱段上还需要有操作窗口，操作窗口的外侧边缘部位有密封槽，密封槽用于安装密封圈，防止有水等杂质通过该操作窗口进入到一二级级间段壳体内部；
该方法用于加工中间柱段内壁上的方形凹槽和中间柱段上的操作窗口的外侧边缘部位的密封槽；
该方形凹槽包括上凹槽、下凹槽、左凹槽和右凹槽，上凹槽、右凹槽、下凹槽、左凹槽依次连接形成方形凹槽，加工中间柱段内壁安装药柱条的方形凹槽中左凹槽和右凹槽的步骤包括：
(1)将一二级级间段壳体根据编程坐标系的方向固定到工作台上，编程坐标系的原点位于上端框上表面的中心，Z方向为一二级级间段壳体的高度方向，X方向与电缆安装孔的中心轴线平行，Y方向根据右手定则确定；
(2)根据数控程序轨迹对左凹槽和右凹槽进行试加工；
(3)试加工结束后，测量得到的左凹槽的右侧壁与最近网格的左侧壁之间的距离w1＝0.05，测量得到的右凹槽的左侧壁与最近网格的右侧壁之间的距离w2＝0.03；
(4)判断步骤(3)得到的w1和w2之间的差值d1＝0.03大于0.01mm，则调整数控程序轨迹的角度对左凹槽和右凹槽再进行试加工；
(5)试加工结束后，测量得到的左凹槽的右侧壁与最近网格的左侧壁之间的距离w1’＝0.008，测量得到的右凹槽的左侧壁与最近网格的右侧壁之间的距离w2’＝0.003；
(6)判断步骤(5)得到的w1’和w2’之间的差值，如果w1’与w2’的差值d1＝0.005不大于0.01mm，则根据数控程序轨迹对左凹槽和右凹槽进行加工，完成左凹槽和右凹槽的加工；
加工中间柱段内壁安装药柱条的方形凹槽中上凹槽和下凹槽的步骤包括：
(1)将一二级级间段壳体根据编程坐标系的方向固定到工作台上，编程坐标系的原点位于上端框上表面的中心，Z方向为一二级级间段壳体的高度方向，X方向与电缆安装孔的中心轴线平行，Y方向根据右手定则确定；
(2)根据数控程序轨迹对上凹槽和下凹槽进行试加工；
(3)试加工结束后，测量得到的上凹槽的下侧壁与最近网格的上侧壁之间的距离w3＝0.6，测量得到的下凹槽的上侧壁与最近网格的下侧壁之间的距离w4＝0.3；
(4)判断步骤(3)得到的w3和w4之间的差值，w3与w4的差值d2大于0.01mm，则根据数控程序轨迹对上凹槽和下凹槽进行加工，则调整数控程序轨迹的角度对上凹槽和下凹槽再进行试加工；
(5)试加工结束后，测量得到的上凹槽的下侧壁与最近网格的上侧壁之间的距离w3’＝0.02，测量得到的下凹槽的上侧壁与最近网格的下侧壁之间的距离w4’＝0.018；
(6)判断步骤(5)得到的w3’和w4’之间的差值，w3’与w4’的差值d2小于0.01mm，则根据数控程序轨迹对上凹槽和下凹槽进行加工；
(7)重复步骤(5)和(6)，直至差值d2不大于0.01mm，则根据数控程序轨迹对上凹槽和下凹槽进行加工，完成上凹槽和下凹槽的加工。
中间柱段上的操作窗口的外侧边缘部位的密封槽的方法为：
(1)将一二级级间段壳体根据编程坐标系的方向固定到工作台上，编程坐标系的原点位于上端框上表面的中心，Z方向为一二级级间段壳体的高度方向，X方向与电缆安装孔的中心轴线平行，Y方向根据右手定则确定；
(2)根据数控程序轨迹对密封槽进行试加工；
(3)试加工完成后，测量密封槽顶端位置的深度h1＝0.6，测量密封槽底端位置的深度h2＝0.3，测量密封槽左端位置的深度h3＝0.4，测量密封槽右端位置的深度h4＝0.2；
(4)判断步骤(3)得到的h1和h2之间的差值为0.3以及h3和h4之间的差值为0.2，由于h1和h2的差值h大于0.01mm同时h3和h4的差值h’大于0.01mm，则根据数控程序轨迹对密封槽进行加工，需要调整数控程序轨迹的角度对密封槽再进行试加工；
(5)试加工完成后，测量密封槽顶端位置的深度h1’＝0.08，测量密封槽底端位置的深度h2’＝0.075，测量密封槽左端位置的深度h3’＝0.02，测量密封槽右端位置的深度h4’＝0.01；
(6)判断步骤(5)得到的h1’和h2’之间的差值0.005以及h3’和h4’之间的差值0.01，由于h1’和h2’的差值h不大于0.01mm同时h3’和h4’的差值h’不大于0.01mm，则根据数控程序轨迹对密封槽进行加工。
经过轨迹编辑加工，确保了一二级级间段壳体方形凹槽与内部网格筋宽一致，保证了一二级级间段壳体椭圆窗口密封槽与壳体外表面深度一致性性。经过试验验证，确保了整发装置在飞行过程中顺利发生炸裂，确保型号发射成功。

Claims (10)

1.一种一二级级间段壳体的机械加工方法，其特征在于：该方法用于加工一二级级间段壳体上中间柱段内壁上的方形凹槽和中间柱段上的密封槽。
2.根据权利要求1所述的一种一二级级间段壳体的机械加工方法，其特征在于：所述的一二级级间段壳体包括上端框、中间柱段和下端框，其中中间柱段是由四个化铣瓜瓣组成，四个化铣瓜瓣旋压成型后，再进行焊接形成带有四条纵焊缝的中间柱段，上端框和下端框再分别与得到的中间柱段进行焊接，得到带有两条环焊缝、四条纵焊缝的一二级级间段壳体。
3.根据权利要求2所述的一种一二级级间段壳体的机械加工方法，其特征在于：化铣瓜瓣的内壁上带有网格，一二级级间段壳体的上端框与仪器舱连接，一二级级间段壳体的下端框与发动机连接，中间柱段内壁网格周围一圈有凹槽，即方形凹槽，方形凹槽内安装药柱条，中间柱段上有操作窗口，操作窗口的外侧边缘部位有密封槽。
4.根据权利要求2所述的一种一二级级间段壳体的机械加工方法，其特征在于：所述的方形凹槽包括上凹槽、下凹槽、左凹槽和右凹槽，上凹槽、右凹槽、下凹槽、左凹槽依次连接形成方形凹槽。
5.根据权利要求4所述的一种一二级级间段壳体的机械加工方法，其特征在于：加工方形凹槽中左凹槽和右凹槽的步骤包括：
(1)将一二级级间段壳体根据编程坐标系的方向固定到工作台上，编程坐标系的原点位于上端框上表面的中心，Z方向为一二级级间段壳体的高度方向，X方向与电缆安装孔的中心轴线平行，Y方向根据右手定则确定；
(2)根据数控程序轨迹对左凹槽和右凹槽进行试加工；
(3)试加工结束后，测量得到的左凹槽的右侧壁与最近网格的左侧壁之间的距离w1，测量得到的右凹槽的左侧壁与最近网格的右侧壁之间的距离w2；
(4)判断步骤(3)得到的w1和w2之间的差值，如果w1与w2的差值d1不大于阈值，则根据数控程序轨迹对左凹槽和右凹槽进行加工，如果w1与w2的差值d1大于阈值，则调整数控程序轨迹的角度对左凹槽和右凹槽再进行试加工；
(5)试加工结束后，测量得到的左凹槽的右侧壁与最近网格的左侧壁之间的距离w1’，测量得到的右凹槽的左侧壁与最近网格的右侧壁之间的距离w2’；
(6)判断步骤(5)得到的w1’和w2’之间的差值，如果w1’与w2’的差值d1不大于阈值，则根据数控程序轨迹对左凹槽和右凹槽进行加工，如果w1’与w2’的差值d1大于阈值，则调整数控程序轨迹的角度对左凹槽和右凹槽再进行试加工；
(7)重复步骤(5)和(6)，直至差值d1不大于阈值，则根据数控程序轨迹对左凹槽和右凹槽进行加工，完成左凹槽和右凹槽的加工。
6.根据权利要求5所述的一种一二级级间段壳体的机械加工方法，其特征在于：所述的阈值为0.01mm。
7.根据权利要求4所述的一种一二级级间段壳体的机械加工方法，其特征在于：加工方形凹槽中上凹槽和下凹槽的步骤包括：
(1)将一二级级间段壳体根据编程坐标系的方向固定到工作台上，编程坐标系的原点位于上端框上表面的中心，Z方向为一二级级间段壳体的高度方向，X方向与电缆安装孔的中心轴线平行，Y方向根据右手定则确定；
(2)根据数控程序轨迹对上凹槽和下凹槽进行试加工；
(3)试加工结束后，测量得到的上凹槽的下侧壁与最近网格的上侧壁之间的距离w3，测量得到的下凹槽的上侧壁与最近网格的下侧壁之间的距离w4；
(4)判断步骤(3)得到的w3和w4之间的差值，如果w3与w4的差值d2不大于阈值，则根据数控程序轨迹对上凹槽和下凹槽进行加工，如果w3与w4的差值d2大于阈值，则调整数控程序轨迹的角度对上凹槽和下凹槽再进行试加工；
(5)试加工结束后，测量得到的上凹槽的下侧壁与最近网格的上侧壁之间的距离w3’，测量得到的下凹槽的上侧壁与最近网格的下侧壁之间的距离w4’；
(6)判断步骤(5)得到的w3’和w4’之间的差值，如果w3’与w4’的差值d2不大于阈值，则根据数控程序轨迹对上凹槽和下凹槽进行加工，如果w3’与w4’的差值d2大于阈值，则调整数控程序轨迹的角度对上凹槽和下凹槽再进行试加工；
(7)重复步骤(5)和(6)，直至差值d2不大于阈值，则根据数控程序轨迹对上凹槽和下凹槽进行加工，完成上凹槽和下凹槽的加工。
8.根据权利要求7所述的一种一二级级间段壳体的机械加工方法，其特征在于：所述的阈值为0.01mm。
9.根据权利要求4所述的一种一二级级间段壳体的机械加工方法，其特征在于：加工密封槽的方法为：
(1)将一二级级间段壳体根据编程坐标系的方向固定到工作台上，编程坐标系的原点位于上端框上表面的中心，Z方向为一二级级间段壳体的高度方向，X方向与电缆安装孔的中心轴线平行，Y方向根据右手定则确定；
(2)根据数控程序轨迹对密封槽进行试加工；
(3)试加工完成后，测量密封槽顶端位置的深度h1，测量密封槽底端位置的深度h2，测量密封槽左端位置的深度h3，测量密封槽右端位置的深度h4；
(4)判断步骤(3)得到的h1和h2之间的差值以及h3和h4之间的差值，如果h1和h2的差值h不大于阈值同时h3和h4的差值h’不大于阈值，则根据数控程序轨迹对密封槽进行加工，如果h1和h2的差值h大于阈值或h3和h4的差值h’大于阈值，则调整数控程序轨迹的角度对密封槽再进行试加工；
(5)试加工完成后，测量密封槽顶端位置的深度h1’，测量密封槽底端位置的深度h2’，测量密封槽左端位置的深度h3’，测量密封槽右端位置的深度h4’；
(6)判断步骤(5)得到的h1’和h2’之间的差值以及h3’和h4’之间的差值，如果h1’和h2’的差值h不大于阈值同时h3’和h4’的差值h’不大于阈值，则根据数控程序轨迹对密封槽进行加工，如果h1’和h2’的差值h大于阈值或h3’和h4’的差值h’大于阈值，则调整数控程序轨迹的角度对密封槽再进行试加工；
(7)重复步骤(5)和(6)，直至差值h和h’均不大于阈值，则根据数控程序轨迹对密封槽进行加工，完成密封槽的加工。
10.根据权利要求9所述的一种一二级级间段壳体的机械加工方法，其特征在于：所述的阈值为0.01mm。
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