一类精铸件毛坯的缺陷修正方法与流程

本发明涉及铸件缺陷修正领域，具体的说，是一类精铸件毛坯的缺陷修正方法。

背景技术：

伴随着机械加工技术的不断发展与进步，数控（铣削）加工在机械加工行业尤其是航空航天工业部门中的应用变得更加广泛。其中飞机结构件中，对其结构复杂、材料厚度尺寸厚的接头类零件，往往采用精铸件加工，这样能极大的缩短零件的加工周期、节约成本，同时也能解决国内目前无法生产出，能达到设计要求性能的厚板材现状等。

但由于国内目前精铸件制造工艺还有所欠缺，生产出的精铸件毛坯有的还达不到工艺要求，如图1所述的某精铸件零件，该类零件内型面精铸到位，只加工外形翼面，在对该类零件进行加工时，大部分零件壁厚尺寸达不到设计要求，超差值大约为0.2mm～0.3mm，满足不了设计要求，并且实际加工中该类问题往往是加工完后才能被发现，给生产进度、零件质量带来极大的不利影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一类精铸件毛坯的缺陷修正方法，用于解决现有技术中不能提前发现精铸件缺陷，导致生产进度延长的问题。本发明通过测量精铸件毛坯获得毛坯的实际测量点数据，并将该实际测量点数据导入零件的理论三维数模，获得实际测量点数据和理论测量点数据的偏差，根据该偏差判断偏差是否在合格范围内，并对不合格的毛坯进行缺陷修复，实现提前发现毛坯缺陷，减少不必要的加工成本的效果。

本发明通过下述技术方案实现：

一类精铸件毛坯的缺陷修正方法，所述方法步骤包括：

s100.获得以第一坐标系为基准的实际测量点数据与理论测量点数据之间的偏差大小和方向：通过测量设备对精铸件毛坯进行测量，获得实际测量点数据，在第一坐标系下比对实际测量点数据和理论测量点数据，获得偏差的大小和方向；测量精铸件毛坯的测量设备可以是ogp影像测量，cmm三坐标测量等能够测量精铸件毛坯测量点，获得测量点数据的测量设备。为说明本发明获得实际测量点数据的原理，在此以cmm三坐标测量仪为例说明偏差获得的过程，首先以第一坐标系为基准，对精铸件毛坯的测量点编制测量程序，将理论测量点数据和测量程序输入到cmm三坐标测量仪中；将精铸件毛坯放到cmm三坐标测量仪中定位夹紧；手动操作cmm三坐标测量仪手柄，在精铸件上选取作为第一坐标系的特征，建立测量基准；启动测量程序对毛坯测量点进行测量，获得实际测量点数据以及实际测量点数据与理论测量点数据的偏差大小和方向；在此需要强调的是，利用cmm三坐标测量仪获得偏差的过程仅用于说明本发明获得偏差的原理，本领域技术人员不应当将cmm三坐标测量仪获得偏差的过程理解为对本发明偏差的限定，而应当理解为除运用cmm三坐标测量仪能够获得偏差外，运用本领域内其他现有技术获得偏差的过程均落入本发明的范围；理论测量点数据是指实际测量点的设计值。建立第一坐标系，便于描述实际测量点和理论测量点，从而能够进行比对两者获得偏差的大小和方向。

s200.判断精铸件毛坯是否需要修复：判断步骤s100中的偏差是否沿着精铸件材料减少的方向并且超出设计范围：

是，进入步骤s300；

否，进入切削加工工序；

材料减少方向是指使精铸件壁厚变薄的方向；判断的标准是，如果实际测量点与理论测量点之间的偏差在设计要求的公差范围内，则该精铸件毛坯合格，直接进入切削加工工序；如果偏差不在设计要求的公差范围内，但是该偏差沿着材料增加的方向，则可以通过后续切削加工，使该偏差达到设计要求，因此不需要修复；如果偏差超出设计范围，并且沿着材料减少的方向，则不能通过后续切削加工的方式使偏差达到设计要求，因此需要修复。

s300.判断精铸件毛坯是否能够修复：判断是否能通过坐标变换的方式，使步骤s100中的偏差的大小和方向符合设计范围，

是，进入步骤s400；

否，报废精铸件；

因为坐标变换的方式修复步骤s100的偏差的能力是有限的，因此需要根据偏差的量判断偏差是否能够修复，从而减少不必要的步骤；判断偏差是否能够通过坐标系的方式进行修复，可以通过人工计算，也可以通过计算机编程实现，在本领域内均为现有技术，因此在此不做详述；

s400.坐标变换：变换第一坐标系得到第二坐标系，使步骤s100中的偏差的大小和方向符合设计范围，记录第二坐标系和第一坐标系的数学关系，进入步骤s500；坐标变换的方式可以采用平移，旋转，或者平移和旋转的组合，但是平移和旋转的顺序不做要求，既可以是先平移，再旋转，也可以是先旋转，再平移。变换坐标系的目的是，使精铸件毛坯的测量点理论三维数模的测量点之间的偏差满足设计要求的公差范围。

s500.基准修复：根据步骤s400记录的第一坐标系与第二坐标系的数学关系，以第一坐标系基准，对精铸件毛坯进行基准修复，得到以第二坐标系为基准的新基准。基准修复是指，以第一坐标系为加工基准，加工出以第二坐标系为基准的新基准，以这个新基准为测量基准，测量的精铸件毛坯的测量点数据与理论测量点数据之间的偏差满足设计要求的公差范围，即将以第一坐标系为基准的不合格毛坯经过基准修复成为合格的毛坯，减少了不必要的浪费。

优选地，所述方法步骤还包括：

s600.验证修复是否合格：根据步骤s500得到的新基准作为测量基准，测量精铸件毛坯的测量点，获取实际测量点数据，判断修复后的s100中的偏差大小和方向符合设计范围，

是，不需要修复，进入切削加工工序；

否，重复步骤s300到步骤s600。

由于加工误差以及测量误差等误差的存在，导致精铸件毛坯经过一次修复可能依然不满足设计要求，因此，为提高修复的合格率，有必要对修复后的毛坯以新基准为测量基准重新测量，验证修复是否达到要求，如果没有达到要求则重复修复步骤，直至修复满足要求，进一步减少精铸件的报废以及不必要的加工工序。

优选地，所述步骤s100中包括：

s101.修平精铸件毛坯的工艺凸台；

s102.在工艺凸台上加工出圆孔特征；

s103.根据步骤s102的圆孔特征的中心轴线上任意一点作为第一坐标系的坐标原点，并且以圆孔特征的中心轴线作为一个坐标轴，建立一个笛卡尔坐标系，即为第一坐标系。建立第一坐标系的目的在于，方便描述测量点，从而进行数据比对，获取偏差。

s104.将精铸件毛坯放入测量设备，定位夹紧，以第一坐标系为测量基准，测量精铸件毛坯测量点，获得实际测量点数据；

s105.建立精铸件cad模型，以第一坐标系为基准，获得理论测量点数据；精铸件的cad模型是指运用cad建模软件技术建立的一个虚拟模型，该虚拟模型与精铸件的设计图纸之间误差为零；因此可以作为判断毛坯是否合格的基准；

s106.将实际测量点数据转化为与精铸件cad模型相同的格式，进行比对，获得偏差大小和方向。

为保证测量的精度，需要优先保证测量基准的精度，工艺凸台减小了基准面的大小，提高了基准定位精度；修平工艺凸台，提高了工艺凸台本身的精度，进一步提高基准定位精度；由于需要将实际测量点数据与理论测量点数据进行比对，在三维建模软件或者具有测量功能的软件中，相对于面，圆孔特征便于测量，能够减少测量人员选错测量基准，保证测量的重复性，从而提高测量的准确性。

优选地，所述步骤s500中，在第一坐标系下，通过数控编程生产加工新基准的数控程序并导入数控机床，数控机床根据数控程序进行精铸件毛坯的基准修复。数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床；数控机床由于高精度的机构和控制系统具有加工精度高的特点，因此采用数控机床进行基准修复，提高了加工精度，从而提高修复精度，提高修复的合格率。数控机床的选择根据加工面的大小，精度以及形状等特点选择，选择的方法在本领域内为现有技术，并且不再本发明的保护范围，因此，在此不做详细说明。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）通过测量精铸件毛坯获得毛坯的实际测量点数据，并将该实际测量点数据导入零件的理论三维数模，获得实际测量点数据和理论测量点数据的偏差，根据该偏差判断偏差是否在合格范围内，并对不合格的毛坯进行缺陷修复，实现提前发现毛坯缺陷，减少不必要的加工成本的效果；

（2）通过以新基准为测量基准测量精铸件毛坯，实现验证修复结果，并且对修复不合格的工件进一步修复直至满足要求的效果；

（3）通过修平工艺凸台，在工艺凸台上加工基准孔，并且以该基准孔为第一坐标系的坐标原点，实现提高测量准确性的效果；

（4）通过数控加工进行精铸件毛坯的基准修复，实现提高修符合格率的效果。

附图说明

图1为精铸件零件示意图；

图2为本发明实施例2的流程图。

具体实施方式

下面结合本发明的优选实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

一类精铸件毛坯的缺陷修正方法，其特征在于，所述方法步骤包括：

s100.获得以第一坐标系为基准的实际测量点数据与理论测量点数据之间的偏差大小和方向：通过测量设备对精铸件毛坯进行测量，获得实际测量点数据，在第一坐标系下比对实际测量点数据和理论测量点数据，获得偏差的大小和方向；本实施例中，由于笛卡尔坐标系空间变换运算简单，更加直观，因此第一坐标系为笛卡尔坐标系，本实施例中采用三坐标测量仪进行精铸件毛坯测量点的测量；

s200.判断精铸件毛坯是否需要修复：判断步骤s100中的偏差是否沿着精铸件材料减少的方向并且超出设计范围：

是，进入步骤s300；

否，进入切削加工工序；

s300.判断精铸件毛坯是否能够修复：判断是否能通过坐标变换的方式，使步骤s100中的偏差的大小和方向符合设计范围，

是，进入步骤s400；

否，报废精铸件；

s400.坐标变换：变换第一坐标系得到第二坐标系，使步骤s100中的偏差的大小和方向符合设计范围，记录第二坐标系和第一坐标系的数学关系，进入步骤s500；

s500.基准修复：根据步骤s400记录的第一坐标系与第二坐标系的数学关系，以第一坐标系基准，对精铸件毛坯进行基准修复，得到以第二坐标系为基准的新基准。

实施例2：

为更好的实施本发明，实现验证修复结果，并对修复不合格的毛坯进一步修复，在实施例1的基础上，进一步地，所述方法步骤还包括：

s600.验证修复是否合格：根据步骤s500得到的新基准作为测量基准，测量精铸件毛坯的测量点，获取实际测量点数据，判断修复后的s100中的偏差大小和方向符合设计范围，

是，不需要修复，进入切削加工工序；

否，重复步骤s300到步骤s600。

实施例3：

为更好的实施本发明，保证测量的准确性，在实施例1的基础上，进一步地，所述步骤s100中包括：

s101.修平精铸件毛坯的工艺凸台；

s102.在工艺凸台上加工出圆孔特征；

s103.根据步骤s102的圆孔特征的中心轴线上任意一点作为第一坐标系的坐标原点，并且以圆孔特征的中心轴线作为一个坐标轴，建立一个笛卡尔坐标系，即为第一坐标系；

s104.将精铸件毛坯放入测量设备，定位夹紧，以第一坐标系为测量基准，测量精铸件毛坯测量点，获得实际测量点数据；

s105.建立精铸件cad模型，以第一坐标系为基准，获得理论测量点数据；

s106.将实际测量点数据转化为与精铸件cad模型相同的格式，进行比对，获得偏差大小和方向。

实施例4：

为更好的实施本发明，提高修复的合格率，在实施例1的基础上，进一步地，所述步骤s500中，在第一坐标系下，通过数控编程生产加工新基准的数控程序并导入数控机床，数控机床根据数控程序进行精铸件毛坯的基准修复。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。