【技术实现步骤摘要】
本专利技术创造属于箱体加工领域，尤其是涉及一种整体箱底余量协调、装夹找正及变形控制减薄加工方法。
技术介绍
1、箱底是运载火箭推进剂贮箱的重要组成部分。传统火箭贮箱采用“分片化铣+拼焊成形”工艺，如图1所示。此工艺加工的产品型面一致性差、厚度控制困难、焊缝较多、箱底质量可靠性不高、环境污染等一系列问题。随着科技制造水平的不断提升，箱底的整体制造成为未来箱底贮箱加工的发展方向。
2、整体成型箱底具有制造周期短、可靠性高、无焊缝、无污染等优势。箱底型面多为椭球或球面结构，其最大直径达到φ3800mm，型面具有薄厚区特征，薄区厚度达3.6mm，壁厚精度需达±0.25mm，如图2所示。按照设计减重需求和精度要求，整体成形工艺后需进行内外型面特征的大面积减薄，以保证壁厚设计尺寸要求。数控切削是整体箱底成形后且保证箱底理论厚度的绿色、可行方案，但受箱底超大径厚比、刚性差、随机变形大、精度高等因素制约，一直缺乏成熟可靠的工艺方法。
3、根据箱底零件产品结构和毛坯特点，机械加工时采用“先车后铣”的工艺方案。车削加工完成整体箱体零件的内外形轮廓加工，铣削加工完成箱体开孔加工。在加工时前，首先需要对毛坯进行装夹找正和余量协调，即在毛坯中找到零件放置的最优位置，并使得数控机床的加工坐标系匹配该最优位置的过程。
4、受制于旋压底毛坯厚度、圆度控制情况及带叉型环整体加工等因素影响，毛坯所包络的产品余量数据无法确定且余量较小。这对于该类零件产品的找正精度、余量协调水平提出了较高的技术要求。传统的机械加工找正方法往往无法满
5、整体箱底现有方案为先车内形后车外形，最后进行铣加工。由于产品径厚比较大，结构刚性差，尺寸精度要求高，同时毛坯包络产品的余量小，加工中存在较大的技术难度，加工产品无法满足设计要求。主要加工难题如下：
6、(1)来料毛坯余量未知且余量较小：因产品特点(叉型环与薄厚区箱底一体加工)及来料圆度较差，加工前无法确认是否存在满足使用要求的加工余量且确认后产品可协调余量较小，质量风险较高；
7、(2)装夹困难，产品为椭球型面，无装夹点，加工过程中需焊接两次装夹角片，装夹过程繁琐，周期较长；
8、(3)壁厚超差：因加工过程材料残余应力释放且不均匀，工件随机变形较大，加工厚度无法满足设计要求，无法实现整体箱底的精确加工。
9、专利技术创造内容
10、有鉴于此，本专利技术创造旨在提出一种整体箱底余量协调、装夹找正及变形控制减薄加工方法，以解决
技术介绍
中至少一个技术问题。
11、为达到上述目的，本专利技术创造的技术方案是这样实现的：
12、一种整体箱底余量协调、装夹找正及变形控制减薄加工方法，包括如下步骤：
13、s1：根据旋压成形传递基准线对毛坯进行装夹，进行粗找正；
14、s2：对毛坯进行打表检测，得到测量数据；
15、s3：根据步骤s2得到的测量数据对毛坯进行逆向建模；
16、s4：根据理论模型基准映射协调余量，通过调整步骤s4的模型位置确定毛坯包络产品的最大余量；
17、s5：在理论产品大端外圆留有安全余量情况下车削装夹工艺边，用于完成车削内、外形时的精准快速装夹工序；
18、s6：根据步骤s5得到的最大余量进行产品外形粗车工序；
19、s7：翻面装夹找正，利用装夹工艺边及装夹工具进行精车内形时快速夹装；
20、s8：根据产品协调余量及内形理论面数据精车内形；
21、s9：再次进行翻面装夹找正，进行精车外形时快速夹装；
22、s10：分层加工产品外形余量直至满足设计要求。
23、进一步地，步骤s2中将椭球旋产品的压底大端朝下，小端朝上放置车床台面上，以步骤s1得到的成形工序基准线为参考利用车床百分表打表、旋压底下端增加垫片方式调平基准线，利用机床百分表打表测量旋压底外形圆度，通过撬动产品将圆度调整到最小，利用第一压板压紧旋压底底部大口端完成毛坯装夹找正。
24、进一步地，步骤s3中利用百分表，配合车床回转对毛坯外形指定测点进行测量，测量毛坯外形测点半径尺寸及高度尺寸。
25、通过打表寻找毛坯找正基准线圆度的最大、最小值，设定为旋压底毛坯外形面测点。旋压底周向均布设置16条母线，其中两条母线涉及圆度的最大、最小值，每条母线上间隔100mm设置一个测点，每条母线上23个测点，共计368个测量点，得到测量数据。
26、进一步地，步骤s3中对上述测量的368个点位进行逆向过程处理。首先利用每条母线的23个测点坐标生成16条母线样条曲线；其次，利用同一纬度上的16个测点坐标生成23条周向样条曲线，利用母线曲线、周向曲线逆向生成旋压底内形轮廓面，对内形轮廓面进行向外等厚偏置实际毛坯的最小厚度得到毛坯极限内形面，内外毛坯面的生成即完成了毛坯的逆向建模。
27、进一步地，步骤s4中协调余量包括
28、a1：确定毛坯的回转中心，回转中心位于毛坯大端端面；
29、a2：将理论模型的回转中心调整至与旋压底毛坯大端回转中心重合；
30、a3：将理论模型沿竖直方向上下平移，在平移的过程中，旋压底理论模型各位置余量在不断变化，以任意截面为例，当毛坯内外包络余量最大时，该点为最优点，此时找到了产品在毛坯包络中的最佳位置。
31、进一步地，步骤s5的根据余量协调后的零件放置的最优位置设计整体箱底内、外形车削精准快速装夹方案，在理论产品大端外圆留有安全余量情况下车削加工装夹工艺边，用于实现车削内、外形的精密快速装夹。
32、进一步地，步骤s6中根据步骤s5得到的最大余量进行产品外形粗车工序，粗车时在留有安全外形余量的前提下应最大化释放零件本身存在的残余应力，通过后续车内形工序车掉因外形粗车引起的加工变形，外形精车时根据余量情况分层车切去量，减小壁厚公差，从而实现加工变形控制。此外，根据步骤s4得到的最大余量在产品大端外圆留有安全余量情况下车削装夹工艺边。
33、进一步地，步骤s7中车削内形夹装结构的使用方法：
34、b1：将产品的旋转压底吊置于箱体加工辅助支撑环内；
35、b2：利用车床百分表打表测量基准线进行箱底基准调平；
36、b3：利用夹持组件对产品进行夹装固定，利用若干行程可调的千斤顶对装夹工艺边端面进行下端支撑，然后再利用额外的千斤顶对工艺边上端面下压固定，实现箱底产品的精准快速装夹工作。
37、进一步地，步骤s9中对产品再次进行翻面装夹找正，对产品进行快速夹装包括在车床工作台面上均布设有若干个沿圆周设置的内撑块，根据旋压底大端内形精车后直径，严格控制配合内撑块与产品间隙量在0.1mm以内，配车内撑块外径，使本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种整体箱底余量协调、装夹找正及变形控制减薄加工方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种整体箱底余量协调、装夹找正及变形控制减薄加工方法，其特征在于：步骤S2中将椭球旋产品的压底大端朝下，小端朝上放置车床台面上，以步骤S1得到的成形工序基准线为参考利用车床百分表打表、旋压底下端增加垫片方式调平基准线，利用机床百分表打表测量旋压底外形圆度，通过撬动产品将圆度调整到最小，利用第一压板压紧旋压底底部大口端完成毛坯装夹找正。
3.根据权利要求1所述的一种整体箱底余量协调、装夹找正及变形控制减薄加工方法，其特征在于：步骤S3中利用百分表，配合车床回转对毛坯外形指定测点进行测量，测量毛坯外形测点半径尺寸及高度尺寸；
4.根据权利要求3所述的一种整体箱底余量协调、装夹找正及变形控制减薄加工方法，其特征在于：步骤S3中对上述测量的368个点位进行逆向过程处理；
5.根据权利要求1所述的一种整体箱底余量协调、装夹找正及变形控制减薄加工方法，其特征在于：步骤S4中协调余量包括
6.根据权利要求1所述的一种整体箱底余
7.根据权利要求1所述的一种整体箱底余量协调、装夹找正及变形控制减薄加工方法，其特征在于：步骤S6中根据步骤S5得到的最大余量进行产品外形粗车工序，粗车时在留有安全外形余量的前提下应最大化释放零件本身存在的残余应力，通过后续车内形工序车掉因外形粗车引起的加工变形，外形精车时根据余量情况分层车切去量，减小壁厚公差，从而实现加工变形控制，此外，根据步骤S4得到的最大余量在产品大端外圆留有安全余量情况下车削装夹工艺边。
8.根据权利要求1所述的一种整体箱底余量协调、装夹找正及变形控制减薄加工方法，其特征在于：步骤S7中车削内形夹装结构的使用方法：
9.根据权利要求1所述的一种整体箱底余量协调、装夹找正及变形控制减薄加工方法，其特征在于：
...【技术特征摘要】
1.一种整体箱底余量协调、装夹找正及变形控制减薄加工方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种整体箱底余量协调、装夹找正及变形控制减薄加工方法，其特征在于：步骤s2中将椭球旋产品的压底大端朝下，小端朝上放置车床台面上，以步骤s1得到的成形工序基准线为参考利用车床百分表打表、旋压底下端增加垫片方式调平基准线，利用机床百分表打表测量旋压底外形圆度，通过撬动产品将圆度调整到最小，利用第一压板压紧旋压底底部大口端完成毛坯装夹找正。
3.根据权利要求1所述的一种整体箱底余量协调、装夹找正及变形控制减薄加工方法，其特征在于：步骤s3中利用百分表，配合车床回转对毛坯外形指定测点进行测量，测量毛坯外形测点半径尺寸及高度尺寸；
4.根据权利要求3所述的一种整体箱底余量协调、装夹找正及变形控制减薄加工方法，其特征在于：步骤s3中对上述测量的368个点位进行逆向过程处理；
5.根据权利要求1所述的一种整体箱底余量协调、装夹找正及变形控制减薄加工方法，其特征在于：步骤s4中协调余量包括
...【专利技术属性】
技术研发人员：李航宇，崔鑫，王贺，李继光，赵怡，杜岩峰，王晨宇，李波，李俊文，付志昌，郭海，乔祺，樊艳权，杜少昊，刘静，孙涛，孙长鑫，
申请(专利权)人：天津航天长征火箭制造有限公司，
类型：发明
国别省市：
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