一种双面槽腔结构腹板的自动加工方法技术

一种双面槽腔结构腹板的自动加工方法，编制双面槽腔结构腹板的自动加工程序，该程序包含第一工位加工程序、第一工位测量程序、第二工位半精加工程序、第二工位半精测量程序、误差计算补偿程序、第二工位精加工程序；通过本发明专利技术，能够利用安装在数控机床上的测量装置间接完成双面槽腔结构腹板厚度的自动测量，依据测量结果可以自动计算当前状态下双面槽腔结构腹板实际状态与理论状态间的偏差值，并对偏差值进行自适应补偿、加工，以消除因零件装夹、刀具测量等引起的特征尺寸精度偏离。刀具测量等引起的特征尺寸精度偏离。刀具测量等引起的特征尺寸精度偏离。

【技术实现步骤摘要】
一种双面槽腔结构腹板的自动加工方法


[0001]本专利技术涉及数控加工
，特别是一种双面槽腔结构腹板的自动加工方法。

技术介绍

[0002]在数控加工领域，多数零件存在双面槽腔结构，而双面槽腔结构的腹板至少需要两个精加工工位协作完成加工。由于零件装夹、刀具测量、机床精度等因素会引起一定的加工误差，由两个工位协同加工的双面槽腔结构腹板必须在加工过程中停机进行废板厚度测量，并对厚度偏差进行补偿后再进行加工，以确保腹板厚度合格。由于双面槽腔结构一般情况下为封闭结构，因此其腹板的厚度测量多是利用超声波测厚仪来完成的，而偏差值的补偿需要人为计算并手动输入。
[0003]随着数控零件逐步向高附加值、高精度发展，传统的依靠人为介入加工过程来保证腹板厚度精度的双面槽腔结构腹板加工方法，导致零件质量与人员技能水平挂钩，存在较大的质量风险；同时，随着工业水平的不断进步，自动化、智能化成为了数控加工加工发展的重要方向。因此，如何消除零件数控加工过程中的人为干预因素是提零件质量，实现数控加工零件迈向自动化、智能化生产的重中之重。
[0004]对于上述问题，现行的解决办法是尽可能提高零件各工位的装夹精度及刀具测量精度，然后通过多次加工测试得到相对固定的补偿值，直接将其固化进工艺参数中。但该方法存在一定的局限性与不足，首先，固化后的工艺参数无法动态调整以适应当前的加工状态，零件只能在固定的机床上进行加工，生产过程柔性不足；其次，由于对于具有“多品种、小批量”特点的零件，测试补偿值的试件数量有限，导致固定下来的补偿值适用性稍显不足，双面槽腔结构腹板厚度无法精确控制；最后，随着夹具、机床等的磨损，其装夹、加工精度也随之下降，固化后的工艺参数无法一直适用，需要定期调整。而随着机内测量技术的不断发展，为双面槽腔结构腹板的自动化精确加工提供了新的解决思路，即利用机内测量技术自动测量双面槽腔结构腹板厚度，然后依据测量结果动态调整补偿值以实现其自动化精确加工。
[0005]由于双面槽腔结构的特殊性，其腹板厚度无法通过现有的机内测量技术利用机床上的测量装置直接测量。因此，形成一种间接完成双面槽腔结构腹板厚度自动测量及补偿的加工方法，对提升产品质量，推动数控加工向自动化、智能化发展有着非常重大的意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种双面槽腔结构腹板的自动加工方法。通过本专利技术，能够利用安装在数控机床上的测量装置间接完成双面槽腔结构腹板厚度的自动测量，依据测量结果可以自动计算当前状态下双面槽腔结构腹板实际状态与理论状态间的偏差值，并对偏差值进行自适应补偿、加工，以消除因零件装夹、刀具测量等引起的特征尺寸精度偏离。本专利技术由以下内容共同构成：
[0007]一种双面槽腔结构腹板的自动加工方法，已知双面槽腔结构的理论外形，通过数
控机床实施加工，其特征在于包含以下内容：1)将双面槽腔结构的上端面作为基准面，将双面槽腔结构腹板的上表面作为第一特征面，将双面槽腔结构腹板的下表面作为第二特征面，根据双面槽腔结构的理论外形，得到基准面与第一特征面、基准面与第二特征面之间的理论距离；2)编制双面槽腔结构腹板的自动加工程序，该程序包含第一工位加工程序、第一工位测量程序、第二工位半精加工程序、第二工位半精测量程序、误差计算补偿程序、第二工位精加工程序；3)在第一工位加工程序中，包含第一特征面与基准面的精加工；4)在第一工位测量程序中通过安装在数控机床上的测量装置测量出基准面到第一特征面的实际距离，根据该实际距离判断第一特征面的精加工是否合格；5)在第二工位半精加工程序中包含第二特征面的理论半精加工余量，形成第二特征面的半精加工面；6)在第二工位半精测量程序中，通过安装在数控机床上的测量装置测量出基准面到第二特征面的半精加工面之间的实际距离；7)在误差计算补偿程序中，用基准面到第二特征面的半精加工面之间的实际距离减去基准面到第二特征面之间的理论距离，得到第二特征面的实际加工余量，并将第二特征面的实际加工余量和理论加工余量的差值补偿至第二特征面的精加工过程中；8)在第二工位精加工程序中，根据差值补偿实施对第二特征面的精加工。
[0008]所述的双面槽腔结构腹板的自动加工方法，其特征在于，在步骤1)中，将双面槽腔结构腹板厚度公差按比例分配给第一特征面到基准面的距离及第二特征面到基准面的距离。
[0009]所述的双面槽腔结构腹板的自动加工方法，其特征在于，在步骤4)中，基准面到第一特征面的实际距离的测量是在基准面上选取一个基准点、在第一特征面上依据其面积大小选取若干特征点，通过测量装置分别测量基准点与各特征点的Z向坐标值，各特征点与基准点Z向坐标值差值的平均值为基准面到第一特征面的实际距离。
[0010]所述的双面槽腔结构腹板的自动加工方法，其特征在于，在步骤8)中，将第二特征面的实际加工余量和理论加工余量的差值补偿至第二工位的加工坐标系的Z向偏置中。
[0011]所述的双面槽腔结构腹板的自动加工方法，其特征在于，在步骤8)中，将第二特征面的实际加工余量和理论加工余量的差值补偿至第二特征面的精加工刀具长度中。
[0012]所述的双面槽腔结构腹板的自动加工方法，其特征在于，第一特征面与基准面由同一把刀具加工以消除不同刀具引入的误差。
[0013]所述的双面槽腔结构腹板的自动加工方法，其特征在于，第二特征面的半精加工与精加工由同一把刀具加工以消除不同刀具引入的误差。
[0014]本专利技术的优点在于：能够利用便捷、通用的测头在机床内以自动化方式完成双面槽腔结构腹板的机内测量及补偿加工，使得此类产品的精度不再依赖人或固定的工艺补偿参数，也无需在固定机床加工，在确保零件加工精度的同时极大的提高了加工过程的柔性；测量过程中使用的工具具有环境适应性强、精度高、成本低等优点，使得本专利技术具有较高的适用性。
附图说明
[0015]图1是双面槽腔结构腹板厚度尺寸转化示意图；
[0016]图2是第一特征面与基准面相对距离自动测量示意图；
[0017]图3是第二特征面与基准面相对距离尺寸的自适应补偿加工示意图；
[0018]图中编号说明：1双面槽腔结构腹板、2第一特征面、3第二特征面、4基准面、5精加工第一特征面加工坐标系、6第一基准点、7第一特征点、8第二特征点、9第二基准点、10精加工第二特征面加工坐标系、11第二特征面的理论半精加工面、12第二特征面的实际半精加工面。
具体实施方式
[0019]参见附图，本实施例以某双面槽腔结构腹板的自动加工过程为例，对本专利技术方案进行进一步说明。其中，双面槽腔结构腹板由两个相互平行的平面组成，但对于由平行曲面、不平行平面、不平行曲面组成的双面结构均适用；数控系统为Sinumerik840D，但对于其它数控系统均适用；机床内测量装置为无线测头。
[0020]第一步是双面槽腔结构腹板1的绝对尺寸转化，如图1所示。1)将双面槽腔结构腹板1分解为构成该结构的两个特征面，分别为第一特征面2和第二特征面3；2)将双面槽腔结构腹板1的绝对尺寸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双面槽腔结构腹板的自动加工方法，已知双面槽腔结构的理论外形，通过数控机床实施加工，其特征在于包含以下内容：1)将双面槽腔结构的上端面作为基准面，将双面槽腔结构腹板的上表面作为第一特征面，将双面槽腔结构腹板的下表面作为第二特征面，根据双面槽腔结构的理论外形，得到基准面与第一特征面、基准面与第二特征面之间的理论距离；2)编制双面槽腔结构腹板的自动加工程序，该程序包含第一工位加工程序、第一工位测量程序、第二工位半精加工程序、第二工位半精测量程序、误差计算补偿程序、第二工位精加工程序；3)在第一工位加工程序中，包含第一特征面与基准面的精加工；4)在第一工位测量程序中通过安装在数控机床上的测量装置测量出基准面到第一特征面的实际距离，根据该实际距离判断第一特征面的精加工是否合格；5)在第二工位半精加工程序中包含第二特征面的理论半精加工余量，形成第二特征面的半精加工面；6)在第二工位半精测量程序中，通过安装在数控机床上的测量装置测量出基准面到第二特征面的半精加工面之间的实际距离；7)在误差计算补偿程序中，用基准面到第二特征面的半精加工面之间的实际距离减去基准面到第二特征面之间的理论距离，得到第二特征面的实际加工余量，并将第二特征面的实际加工余量和理论加工余量的差值补偿至第二特征面的精加工过程中；8)在第二工位精加工程序中，根据差值补偿实施对第二特征面的精加工。2.如权利要求1所述的双面槽腔结构腹板的自动加工方法，其特征在于，在步骤1)中，将双面槽腔结构腹板厚度公差按比例分配给第一特征面到基准面的距离及第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昭，田辉，周舟，姚盼，
申请(专利权)人：中航西安飞机工业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：