一种不规则零件加工变形验证方法与流程

1.本发明涉及到数控加工技术领域，尤其涉及一种不规则零件加工变形验证方法。


背景技术：

2.在航空制造领域，有部分大型整体框类零件由于位于飞机的一级气动区，导致零件理论外形复杂，零件的协调准确度及精度要求高，为满足飞机机体的流线型外形设计，该处零件的正反面均为不规则曲面，且曲率变化大，制造难度高。综合考虑零件结构强度要求、几何结构及制造成本多方面因素，这部分零件多采用锻件毛坯，但锻件材料经过固溶-淬火处理后毛坯内部存在相当大的内应力，经过后续机加，内应力释放，极易引起零件加工尺寸不稳定。受零件结构影响，从毛坯到最后零件加工完成，该处零件的材料去除率高达99％以上，因零件材料去除率大，零件正反面材料去除量不对称，零件自身刚性差，机加铣切后必然存在着内应力和残余应力释放产生的变形。因此，在零件加工过程中，需对零件的加工过程状态进行验证，检查零件加工过程中的变形量，并按实际验证结果及时调整加工参数，才能保证所加工出来的零件产品符合设计要求。
3.目前，为验证不规则零件的加工状态，传统方法多采用检查零件工艺凸台与工装定位面之间的间隙值的方式粗略估算零件在加工过程中的变形量，但是该方法存在以下问题：
4.1、受零件及工艺凸台几何结构及位置关系影响，部分位置的间隙值无法测量或测量结果不准确；
5.2、工艺凸台与工装定位面之间的间隙值仅能反映此处工艺凸台的变形量，无法精确反映零件的变形量及变形趋势，若以此为依据调整加工参数，很可能会影响零件的正常加工，存在较大质量风险。
6.公开号为cn 111113793a，公开日为2020年05月08日的中国专利文献公开了一种非标准件的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
7.步骤1：根据非标准件的形态和参数，制作对应的压机模具，确认模具不存在瑕疵，将模具装配在压机上；
8.步骤2：此时对注塑料进行加热，加热温度为180℃～200℃,加热完成后开始注塑，注塑压力为10～50kg，冷却定性后取出，得胚体；
9.步骤3：将第一个制作后的胚体送检，检查时，通过非标准件夹具将胚体进行固定，先将胚体防止在两个非标准件夹具之间，此时调节两个非标准件夹具让非标准件夹具内的限位条由于胚体的形状进行不规则的伸缩，让限位条完全契合胚体的轮廓，此时按压指压块，随着指压块的按压与锁紧套随着限位转轴的转动翘起，由于调节板的上端与锁紧套通过转轴转动连接，因此调节板也随之向上移动，在将限位钉穿过限位钉孔，从而将锁紧套的位置进行限定，从而也锁定了调节板的位置，由于调节板与锁紧板固定连接，因此两边限位条的按压让锁紧板向上移动，锁紧板上端的锁紧板齿与限位条下端的限位条齿相啮合，从而对限位条的位置进行了锁定，此时再通过非标准件夹具对胚体进行夹紧便增加了整体夹
持的稳定性，对胚体的尺寸和是否存在注塑气孔进行检测，当检测合格后进行批量生产，如果检测尺寸不合格时，再对模具和模具是否安装存在偏差进行检查并进行调整，调整完成后再进行注塑；
10.步骤4：对胚体进行抽样检查，胚体外表面应光滑，不得有油污、锋棱、裂纹、毛刺、附着物,胚体表面的粗糙度应符合相应的产品要求；
11.步骤5：对检查后的胚体进行超声波抛光；
12.步骤6：进行清洗，脱水和烘干；
13.步骤7：对工件进行打包，编号入库。
14.该专利文献公开的非标准件的加工工艺，解决了非标准件加工时，由于工件不规则的形态导致工件难以稳固固定，加大了检查和检测时的误差，同时夹持时容易造成掉落的情况。但是，无法对零件变形情况进行验证，更不能定量验证零件实际变形量的大小，从而无法保障零件加工质量和加工效率。


技术实现要素：

15.本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种不规则零件加工变形验证方法，本发明不仅能够对零件变形情况进行验证，而且能够定量验证零件实际变形量的大小，从而保障零件加工质量和加工效率。
16.本发明通过下述技术方案实现：
17.一种不规则零件加工变形验证方法，其特征在于：先通过加工机床加工零件第一面，并在零件第一面加工出零件状态识别基准面，然后将零件翻面，在加工零件第二面之前，先在零件状态识别基准面所对应的零件第二面的位置加工出零件状态识别面，形成零件状态识别区，最后使用超声波测厚仪测量零件状态识别区厚度t，并与理论厚度t
理论
进行对比，分析得出零件变形趋势及变形量。
18.所述零件状态识别基准面为多个，零件状态识别基准面设置在零件的轮廓边缘处。
19.所述零件状态识别基准面在加工零件第一面时加工，零件状态识别基准面垂直于加工机床的主轴。
20.所述零件状态识别面与零件状态识别基准面相平行。
21.所述零件状态识别面的面积与零件状态识别基准面的面积相等。
22.所述零件状态识别区为零件状态识别基准面与零件状态识别面之间的三维区域。
23.所述分析得出零件变形趋势及变形量具体是指若零件状态识别区厚度t小于理论厚度t
理论
，则表明零件光面粗加工后实际表现为向框面翘曲变形，其差值δ为零件实际变形量；
24.δ＝t
理论-t
ꢀꢀꢀꢀ
式1
25.若零件状态识别区厚度t大于理论厚度t
理论
，则表明零件光面粗加工后实际表现为向光面翘曲变形，其差值δ为零件实际变形量；
26.δ＝t-t
理论
ꢀꢀꢀꢀꢀ
式2
27.若零件状态识别区厚度t等于理论厚度t
理论
，则表明零件光面粗加工后实际加工状态与理论一致，零件未发生变形。
28.所述零件状态识别区对应区域的零件光面轮廓面法线方向与加工机床的主轴之间的夹角θ≤15
°
。
29.本发明的有益效果主要表现在以下方面：
30.1、本发明，先通过加工机床加工零件第一面，并在零件第一面加工出零件状态识别基准面，然后将零件翻面，在加工零件第二面之前，先在零件状态识别基准面所对应的零件第二面的位置加工出零件状态识别面，形成零件状态识别区，最后使用超声波测厚仪测量零件状态识别区厚度t，并与理论厚度t
理论
进行对比，分析得出零件变形趋势及变形量，作为一个完整的技术方案，较现有技术而言，不仅能够对零件变形情况进行验证，而且能够定量验证零件实际变形量的大小，从而保障零件加工质量和加工效率。
31.2、本发明，零件状态识别基准面及零件状态识别面均在零件进行粗、精加工时形成，不用增加额外工序，对零件加工效率不会产生影响，利于提高加工效率。
32.3、本发明，使用超声波测厚仪对零件变形情况进行验证，精度高，速度快，不仅能快速验证零件变形情况，其结果还能为零件整个加工系统的状态分析提供参考。
33.4、本发明，不仅能定性识别零件加工过程的变形趋势，还能定量验证零件实际变形量的大小，为零件后续加工中的参数调整提供依据。
附图说明
34.下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的具体说明：
35.图1为本发明的流程框图。
具体实施方式
36.实施例1
37.参见图1，一种不规则零件加工变形验证方法，先通过加工机床加工零件第一面，并在零件第一面加工出零件状态识别基准面，然后将零件翻面，在加工零件第二面之前，先在零件状态识别基准面所对应的零件第二面的位置加工出零件状态识别面，形成零件状态识别区，最后使用超声波测厚仪测量零件状态识别区厚度t，并与理论厚度t
理论
进行对比，分析得出零件变形趋势及变形量。
38.先通过加工机床加工零件第一面，并在零件第一面加工出零件状态识别基准面，然后将零件翻面，在加工零件第二面之前，先在零件状态识别基准面所对应的零件第二面的位置加工出零件状态识别面，形成零件状态识别区，最后使用超声波测厚仪测量零件状态识别区厚度t，并与理论厚度t
理论
进行对比，分析得出零件变形趋势及变形量，作为一个完整的技术方案，较现有技术而言，不仅能够对零件变形情况进行验证，而且能够定量验证零件实际变形量的大小，从而保障零件加工质量和加工效率。
39.实施例2
40.参见图1，一种不规则零件加工变形验证方法，先通过加工机床加工零件第一面，并在零件第一面加工出零件状态识别基准面，然后将零件翻面，在加工零件第二面之前，先在零件状态识别基准面所对应的零件第二面的位置加工出零件状态识别面，形成零件状态识别区，最后使用超声波测厚仪测量零件状态识别区厚度t，并与理论厚度t
理论
进行对比，分析得出零件变形趋势及变形量。
41.所述零件状态识别基准面为多个，零件状态识别基准面设置在零件的轮廓边缘处。
42.实施例3
43.参见图1，一种不规则零件加工变形验证方法，先通过加工机床加工零件第一面，并在零件第一面加工出零件状态识别基准面，然后将零件翻面，在加工零件第二面之前，先在零件状态识别基准面所对应的零件第二面的位置加工出零件状态识别面，形成零件状态识别区，最后使用超声波测厚仪测量零件状态识别区厚度t，并与理论厚度t
理论
进行对比，分析得出零件变形趋势及变形量。
44.所述零件状态识别基准面为多个，零件状态识别基准面设置在零件的轮廓边缘处。
45.所述零件状态识别基准面在加工零件第一面时加工，零件状态识别基准面垂直于加工机床的主轴。
46.零件状态识别基准面及零件状态识别面均在零件进行粗、精加工时形成，不用增加额外工序，对零件加工效率不会产生影响，利于提高加工效率。
47.实施例4
48.参见图1，一种不规则零件加工变形验证方法，先通过加工机床加工零件第一面，并在零件第一面加工出零件状态识别基准面，然后将零件翻面，在加工零件第二面之前，先在零件状态识别基准面所对应的零件第二面的位置加工出零件状态识别面，形成零件状态识别区，最后使用超声波测厚仪测量零件状态识别区厚度t，并与理论厚度t
理论
进行对比，分析得出零件变形趋势及变形量。
49.所述零件状态识别基准面为多个，零件状态识别基准面设置在零件的轮廓边缘处。
50.所述零件状态识别基准面在加工零件第一面时加工，零件状态识别基准面垂直于加工机床的主轴。
51.所述零件状态识别面与零件状态识别基准面相平行。
52.实施例5
53.参见图1，一种不规则零件加工变形验证方法，先通过加工机床加工零件第一面，并在零件第一面加工出零件状态识别基准面，然后将零件翻面，在加工零件第二面之前，先在零件状态识别基准面所对应的零件第二面的位置加工出零件状态识别面，形成零件状态识别区，最后使用超声波测厚仪测量零件状态识别区厚度t，并与理论厚度t
理论
进行对比，分析得出零件变形趋势及变形量。
54.所述零件状态识别基准面为多个，零件状态识别基准面设置在零件的轮廓边缘处。
55.所述零件状态识别基准面在加工零件第一面时加工，零件状态识别基准面垂直于加工机床的主轴。
56.所述零件状态识别面与零件状态识别基准面相平行。
57.所述零件状态识别面的面积与零件状态识别基准面的面积相等。
58.实施例6
59.参见图1，一种不规则零件加工变形验证方法，先通过加工机床加工零件第一面，
并在零件第一面加工出零件状态识别基准面，然后将零件翻面，在加工零件第二面之前，先在零件状态识别基准面所对应的零件第二面的位置加工出零件状态识别面，形成零件状态识别区，最后使用超声波测厚仪测量零件状态识别区厚度t，并与理论厚度t
理论
进行对比，分析得出零件变形趋势及变形量。
60.所述零件状态识别基准面为多个，零件状态识别基准面设置在零件的轮廓边缘处。
61.所述零件状态识别基准面在加工零件第一面时加工，零件状态识别基准面垂直于加工机床的主轴。
62.所述零件状态识别面与零件状态识别基准面相平行。
63.所述零件状态识别面的面积与零件状态识别基准面的面积相等。
64.所述零件状态识别区为零件状态识别基准面与零件状态识别面之间的三维区域。
65.使用超声波测厚仪对零件变形情况进行验证，精度高，速度快，不仅能快速验证零件变形情况，其结果还能为零件整个加工系统的状态分析提供参考。
66.实施例7
67.参见图1，一种不规则零件加工变形验证方法，先通过加工机床加工零件第一面，并在零件第一面加工出零件状态识别基准面，然后将零件翻面，在加工零件第二面之前，先在零件状态识别基准面所对应的零件第二面的位置加工出零件状态识别面，形成零件状态识别区，最后使用超声波测厚仪测量零件状态识别区厚度t，并与理论厚度t
理论
进行对比，分析得出零件变形趋势及变形量。
68.所述零件状态识别基准面为多个，零件状态识别基准面设置在零件的轮廓边缘处。
69.所述零件状态识别基准面在加工零件第一面时加工，零件状态识别基准面垂直于加工机床的主轴。
70.所述零件状态识别面与零件状态识别基准面相平行。
71.所述零件状态识别面的面积与零件状态识别基准面的面积相等。
72.所述零件状态识别区为零件状态识别基准面与零件状态识别面之间的三维区域。
73.所述分析得出零件变形趋势及变形量具体是指若零件状态识别区厚度t小于理论厚度t
理论
，则表明零件光面粗加工后实际表现为向框面翘曲变形，其差值δ为零件实际变形量；
74.δ＝t
理论-t
ꢀꢀꢀꢀ
式1
75.若零件状态识别区厚度t大于理论厚度t
理论
，则表明零件光面粗加工后实际表现为向光面翘曲变形，其差值δ为零件实际变形量；
76.δ＝t-t
理论
ꢀꢀꢀꢀꢀ
式2
77.若零件状态识别区厚度t等于理论厚度t
理论
，则表明零件光面粗加工后实际加工状态与理论一致，零件未发生变形。
78.实施例8
79.参见图1，一种不规则零件加工变形验证方法，先通过加工机床加工零件第一面，并在零件第一面加工出零件状态识别基准面，然后将零件翻面，在加工零件第二面之前，先在零件状态识别基准面所对应的零件第二面的位置加工出零件状态识别面，形成零件状态
识别区，最后使用超声波测厚仪测量零件状态识别区厚度t，并与理论厚度t
理论
进行对比，分析得出零件变形趋势及变形量。
80.所述零件状态识别基准面为多个，零件状态识别基准面设置在零件的轮廓边缘处。
81.所述零件状态识别基准面在加工零件第一面时加工，零件状态识别基准面垂直于加工机床的主轴。
82.所述零件状态识别面与零件状态识别基准面相平行。
83.所述零件状态识别面的面积与零件状态识别基准面的面积相等。
84.所述零件状态识别区为零件状态识别基准面与零件状态识别面之间的三维区域。
85.所述分析得出零件变形趋势及变形量具体是指若零件状态识别区厚度t小于理论厚度t
理论
，则表明零件光面粗加工后实际表现为向框面翘曲变形，其差值δ为零件实际变形量；
86.δ＝t
理论-t
ꢀꢀꢀꢀ
式1
87.若零件状态识别区厚度t大于理论厚度t
理论
，则表明零件光面粗加工后实际表现为向光面翘曲变形，其差值δ为零件实际变形量；
88.δ＝t-t
理论
ꢀꢀꢀꢀꢀ
式2
89.若零件状态识别区厚度t等于理论厚度t
理论
，则表明零件光面粗加工后实际加工状态与理论一致，零件未发生变形。
90.所述零件状态识别区对应区域的零件光面轮廓面法线方向与加工机床的主轴之间的夹角θ≤15
°
。
91.不仅能定性识别零件加工过程的变形趋势，还能定量验证零件实际变形量的大小，为零件后续加工中的参数调整提供依据。