一种带内网格的筒状壁板数控加工方法技术

本发明专利技术提供了一种带内网格的筒状壁板数控加工方法：(1)、将单块壁板毛坯轧制成多块平板；每块平板的高度等于筒状壁板高度；(2)、根据筒状壁板的直径大小，沿平板长度方向，将各平板弯曲成弧形壁板；(3)、根据内网格的尺寸及精度要求，为弧形壁板铣出内网格；(4)、将铣出内网格后的各弧形壁板焊接成筒状。本发明专利技术采用壁板先滚弯后机械铣网格的加工技术，代替传统的化铣、平板机械铣网格后滚弯技术，以实现超大直径内网格厚壁板先滚弯成形后机械铣削的加工制造，满足型号研制需求，还可以应用于现有型号内网格壁板数控加工中，能够提高壁板加工精度和加工质量。

A NC Machining Method for Cylindrical Wallboard with Internal Mesh

The invention provides a numerical control processing method for cylindrical wallboard with inner mesh: (1) rolling a single blank into several plates; the height of each plate equals the height of the cylindrical wallboard; (2) bending each plate into an arc wallboard according to the diameter of the cylindrical wallboard and along the length direction of the plate; (3) milling an inner mesh for the arc wallboard according to the size and accuracy requirements of the inner mesh. Lattice; (4) Weld the arc-shaped panels after milling the inner mesh into cylindrical shape. The invention adopts the technology of wall plate first rolling and then mechanical milling grid, instead of traditional chemical milling and flat plate mechanical milling grid and then rolling technology, to realize the processing and manufacturing of super-large diameter inner grid thick wall plate first rolling and forming and then mechanical milling, to meet the needs of model development, and can also be applied to the numerical control processing of existing inner grid wall plate, which can improve the wall plate processing accuracy and processing substance. Quantity.

【技术实现步骤摘要】
一种带内网格的筒状壁板数控加工方法
本专利技术涉及一种带内网格的筒状壁板数控加工方法，具体涉及运载火箭筒段壁板加工所需工艺方法，即内网格整体壁板采用先滚弯后机械加工工艺方法。
技术介绍
运载贮箱是运载火箭的主要组成部分，约占运载火箭全长的2/3，而贮箱带网格筒段又是贮箱的重要组成部分，结构有均匀网格和非均匀网格，其生产效率和精度的高低直接影响整个贮箱的研制周期及精度。我国现役批产运载火箭的整体壁板制造主要采用“平板滚弯”—“化铣”的加工方案，目前新型号运载火箭整体壁板制造主要采用“平板机械铣”—“滚弯”的加工方案。此外也存在“平板滚弯”—“焊接成筒”—“整体机械铣网格”的加工方案。这三种加工方案存在各自的问题，具体如下：(1)传统化铣方案：工艺方法：平板滚弯——化铣网格——焊接成筒。传统的网格化铣工艺方法，化铣工艺方法为化学腐蚀方法，精度比较低，无法满足整体壁板精度需求、无法满足火箭减重需求、无法满足绿色制造需求等问题。(2)平板机械铣网格壁板方案：工艺方法：平板铣加工网格——滚弯成型——焊接成筒。平板数铣网格壁板虽然解决了减重及无污染等问题，但网格壁板滚弯成型精度低、弯曲成型过程中容易断裂。(3)筒段整体数控铣削方案：工艺方法：平板滚弯——焊接成筒——整体机械铣网格。筒段整体数控铣削既能解决了减重、无污染等问题，又能提高筒段加工效率，但是筒段整体数控铣削需要定制专用数控加工机床，专设专用。9m级贮箱筒段尺寸超大，所需专用设备尺寸大、成本高，代价昂贵。上述加工方案无法同时满足超大直径贮箱筒段的减重需求、绿色制造需求以及高精度、低成本的加工要求。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种带内网格的筒状壁板数控加工方法，应用于现有型号内网格壁板数控加工中，能够提高壁板加工精度和加工质量。本专利技术的技术解决方案是：一种带内网格的筒状壁板数控加工方法，该方法包括如下步骤：(1)、将单块壁板毛坯轧制成多块平板；每块平板的高度等于筒状壁板高度；(2)、根据筒状壁板的直径大小，沿平板长度方向，将各平板弯曲成弧形壁板；(3)、根据内网格的尺寸及精度要求，为弧形壁板铣出内网格；(4)、将铣出内网格后的各弧形壁板焊接成筒状。所述步骤(3)采用机械铣加工的方法为弧形壁板铣出内网格。所述机械铣加工方法的具体步骤如下：(3.1)、将滚弯壁板与工装贴合，采用真空吸盘吸紧壁板，进入粗铣阶段；(3.2)、在粗铣阶段，根据粗铣加工程序，每次铣削深度5～6mm，网格筋条宽度单边留1～2mm余量，重复多次，当铣削深度达到预设的总铣削深度80％时，进入半精铣阶段；(3.3)、在半精铣阶段，根据半精铣加工程序，每次铣削深度2～3mm，网格筋条宽度单边留1～2mm余量，重复多次，当铣削深度达到预设的总铣削深度90％时，进入精铣阶段；(3.4)、在精铣阶段，根据精铣加工程序，每次铣削深度0.5～1mm，重复多次，直到内网格剩余壁厚达到目标剩余壁厚，网格筋条宽度满足预设要求。在步骤(3.3)和(3.4)之间增加如下步骤：(a)、采用超声测厚仪测量每个网格的剩余壁厚；(b)、将每个网格的实际剩余壁厚与理论剩余壁厚进行比较，得到剩余壁厚误差值，根据剩余壁厚误差值，按目标剩余壁厚生成补偿加工程序，并将补偿加工程序作为精铣加工程序。所述步骤(a)提取每个内网格加工程序的进刀点作为该内网格剩余壁厚的测量点。在粗铣阶段，铣刀采用从中心向四周环向扩散的方式铣削内网格。在半精铣阶段和精铣阶段，铣刀沿弧形壁板母线方向，采用行切排序方式，一列一列铣削内网格。步骤(3.2)、(3.3)和(3.4)中采用Φ20的铣刀铣削网格，铣刀的主轴转速为3000～3500r/min，进给速度为1200～1600mm/min。所述步骤(2)弧形壁板形面精度误差小于2mm。本专利技术的筒状壁板数控加工方法应用于直径大于等于9m的运载火箭筒段。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：(1)、本专利技术采用先滚弯后铣削的加工方法，提高了壁板的成型精度，降低了滚弯的技术难度，避免了平板铣后弯曲成型过程中易断裂问题；(2)、本专利技术采用机械铣削的方法铣削内网格，相比化铣加工技术，机械铣加工金属材料去除率高、加工精度高，机械减薄后的壁板重量大大减小，有利于箭体的整体减重；(3)、本专利技术适用于超大直径内网格厚壁板机械铣削，无需定制专用数控加工设备，设备通用性强，研制周期短，降低了制造成本；(4)、本专利技术粗铣阶段，采用从中心向四周环向扩散的方式，能够使应力得到均匀的释放。(5)、本专利技术在半精铣阶段和精铣阶段，铣刀沿弧形壁板母线方向，采用行切排序方式，一列一列铣削内网格，能够较好的保证母线直线度和圆度。(6)、本专利技术超大直径内网格厚壁板机械铣薄过程中，采用超声波测厚自动补偿铣削加工，内网格剩余壁板加工精度较高。附图说明图1为本专利技术一种带内网格的筒状壁板数控加工方法流程图；图2为本专利技术实施例超大直径内网格厚壁板结构示意图；图3为本专利技术实施例Ф9500mm贮箱筒段结构示意图；图4为本专利技术实施例壁板滚弯后示意图；图5为本专利技术实施例内网格数控铣削工艺流程；图6为本专利技术实施例内网格数控加工程序关系图。具体实施方式本专利技术提供了一种带内网格的筒状壁板数控加工方法，尤其是一种超大直径内网格厚壁板数控加工工艺方法，采用先滚弯后机械铣的数控加工方法，能够实现整体壁板成型后机械铣减薄的需求，是运载火箭整体壁板理想的制造方法。技术路线如图1所示。下面以Ф10m9m级贮箱筒段的单件壁板为实施例对本专利技术进行阐述，每个贮箱筒段由六件壁板焊接而成，壁板高度2050mm，单件弧长5000mm，内网格剩余厚度9mm，筋条厚度45mm，具体结构见图2和图3。本专利技术提供的一种带内网格的筒状壁板数控加工方法，分为以下四步：(1)、将单块壁板毛坯轧制成多块平板；每块平板的高度等于筒状壁板高度；为了保证，保证壁板厚度同板差不大于0.25mm。(2)、根据筒状壁板的直径大小，沿平板长度方向，采用滚床滚制的方法将各平板弯曲成弧形壁板；本实施例中，滚弯成形壁板尺寸约为5200mm×2200mm×45mm，重约2000Kg，外弧面形面精度误差小于2mm，Φ10m9m级贮箱筒段尺寸超大，壁板的内表面面积10.17m2，具体结构见图4。(3)、根据内网格的尺寸及精度要求，为弧形壁板铣出内网格；相比化铣加工技术，机械铣加工金属材料去除率高、加工精度高，机械减薄后的壁板重量大大减小，有利于箭体的整体减重，因此，本专利技术采用机械铣加工的方法为弧形壁板铣出内网格。如图5所示，机械铣内网格具体工艺流程为：(3.1)、将滚弯壁板与工装贴合，采用真空吸盘吸紧壁板，保证毛坯与工装的贴合间隙为0～0.8mm，之后，进入粗铣阶段；(3.2)、在粗铣阶段，根据粗铣加工程序，铣刀采用从中心向四周环向扩散的方式，依次铣削内网格，能够使应力得到均匀的释放。每次铣削深度5～6mm，网格筋条宽度单边留1～2mm余量，重复多次，当铣削深度达到预设的总铣削深度80％时，进入半精铣阶段；(3.3)、在半精铣阶段，根据半精铣加工程序，铣刀沿弧形壁板母线方向，采用行切排序方式，一列一列铣削内网格，能够较好的保证母线直线度和圆度。每次铣削深度2～3mm，网格筋条宽度单边留1～2mm余量，重复本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带内网格的筒状壁板数控加工方法，其特征在于包括如下步骤：(1)、将单块壁板毛坯轧制成多块平板；每块平板的高度等于筒状壁板高度；(2)、根据筒状壁板的直径大小，沿平板长度方向，将各平板弯曲成弧形壁板；(3)、根据内网格的尺寸及精度要求，为弧形壁板铣出内网格；(4)、将铣出内网格后的各弧形壁板焊接成筒状。

【技术特征摘要】
1.一种带内网格的筒状壁板数控加工方法，其特征在于包括如下步骤：(1)、将单块壁板毛坯轧制成多块平板；每块平板的高度等于筒状壁板高度；(2)、根据筒状壁板的直径大小，沿平板长度方向，将各平板弯曲成弧形壁板；(3)、根据内网格的尺寸及精度要求，为弧形壁板铣出内网格；(4)、将铣出内网格后的各弧形壁板焊接成筒状。2.根据权利要求1所述的一种带内网格的筒状壁板数控加工方法，其特征在于所述步骤(3)采用机械铣加工的方法为弧形壁板铣出内网格。3.根据权利要求2所述的一种带内网格的筒状壁板数控加工方法，其特征在于所述机械铣加工方法的具体步骤如下：(3.1)、将滚弯壁板与工装贴合，采用真空吸盘吸紧壁板，进入粗铣阶段；(3.2)、在粗铣阶段，根据粗铣加工程序，每次铣削深度5～6mm，网格筋条宽度单边留1～2mm余量，重复多次，当铣削深度达到预设的总铣削深度80％时，进入半精铣阶段；(3.3)、在半精铣阶段，根据半精铣加工程序，每次铣削深度2～3mm，网格筋条宽度单边留1～2mm余量，重复多次，当铣削深度达到预设的总铣削深度90％时，进入精铣阶段；(3.4)、在精铣阶段，根据精铣加工程序，每次铣削深度0.5～1mm，重复多次，直到内网格剩余壁厚达到目标剩余壁厚，网格筋条宽度满足预设要求。4.根据权利要求2所述的一种带内网格的筒状壁板数控加工方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文婷，白景彬，焉嵩，张海洋，陈宏亮，张素燕，孔德跃，呼啸，冯宪冬，毕煌圣，王维暄，张卫华，魏瑞刚，刘彩军，路骐安，
申请(专利权)人：首都航天机械有限公司，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11