一种舱段工件的加工方法与流程

本发明属于机械加工技术领域，尤其涉及一种舱段工件的加工方法。

背景技术：

近年来，随着科学技术的不断进步，材料技术得到飞速发展。复合材料作为一种新型材料已经逐渐成为21世纪的主导材料之一。复合材料具有质量轻，较高比强度、比模量，抗腐蚀、耐高温、耐烧蚀性等特点，是飞机、导弹、航天飞行器等武器的理想材料。“金属+复合材料”是目前在导武器系统中比较通用的一类结构件，目前主要采用缠绕、套装等技术制造。

陶瓷基复合材料作为一种新型的复合材料，其抗腐蚀、耐高温的性能更加强大。随着航空航天产品的更新换代，对飞行时间、马赫数的要求越来越高，对防热复合材料的性能等要求不断提高，需求也越来越大。

但是由于陶瓷基复合材料硬度高、脆性大等原因，加工易起层、掉渣，锐边易崩块等，刀具磨损快，加工易变形，加工精度、壁厚均匀性、对接要求等难以保证，导致在加工陶瓷复合基的舱段工件时，舱段工件的质量及精度不能得以保障。

基于此，本发明提供一种舱段工件的加工方法，以解决现有技术中的上述问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明实施例提供了一种舱段工件的加工方法，用于解决现有技术中，在加工陶瓷复合基的舱段工件时，易出现加工变形、防热层壁厚不均匀、掉渣崩块等现象，导致工件的质量及精度不能保证的技术问题。

本发明提供一种舱段工件的加工方法，所述工件包括端面，所述端面上设置有槽口，所述方法包括：

以所述工件的各端面为基准，确定各端面的平面度；

以所述各端面上的销孔和底孔为基准，确定所述工件的粗加工中心；

对所述工件的外形进行粗加工，检测各端面的加工余量；

按照预设的尺寸，利用金刚石铣刀对所述工件的外形进行精加工；

以精加工后的外形为基准，确定所述工件的精加工中心；

按照预设的尺寸利用金刚石涂层铣刀对各端面及各端面密封凸台进行侧刃切削及底刃切削；

按照预设的销孔尺寸对各端面上的销孔进行镗加工；

利用压板将槽口的槽边压紧；

利用螺旋下刀方法，以预设的切削步长对所述槽口进行分段、分层加工。

上述方案中，对所述工件的外形进行粗加工，包括：

从所述工件的小端到大端进行试切；

以1mm为加工余量，利用所述金刚石铣刀沿待缠绕复合材料的方向对所述工件顺铣加工；

检测加工后的工件外形，确认见光余量。

上述方案中，检测各端面的加工余量包括：利用涡流检测法检测所述工件各端面的壁厚，根据所述各端面的壁厚确认各端面的加工余量。

上述方案中，以精加工后的外形为基准，确定所述工件的精加工中心包括：

以各端面为基准，确定各端面的平面度不大于0.05；

以精加工后的工件外形为基准确地所述工件的精加工中心。

上述方案中，按照预设的尺寸利用金刚石铣刀对各端面进行侧刃切削及底刃切削包括：

以1mm为加工余量，利用金刚石涂层铣刀对各端面进行侧刃切削；再以底刃切削的方式对各端面进行分层精加工至预设尺寸。

上述方案中，按照预设的尺寸利用金刚石铣刀对各端面密封凸台进行侧刃切削及底刃切削包括：

以3mm为加工余量，利用金刚石涂层铣刀对各端面密封凸台进行侧刃切削；

以0.5mm为加工余量，再以底刃切削的方式对各端面密封凸台以从上向下的方式顺铣分层切削；

利用金刚石涂层铣刀对密封凸台精加工至预设的尺寸。

上述方案中，所述舱段工件的为菱形体结构。

上述方案中，对所述槽口进行加工后，所述方法还包括：

利用角尺检测所述工件的线性尺寸；

利用涡流检测法检测工件各端面的壁厚；

以各端面及各端面上的销孔为基准，利用三维摄影装置检测所述工件的轮廓及形位公差。

上述方案中，所述端面包括：金属面及防热层。

上述方案中，所述舱段长度为1100mm，菱形体的对角线长轴长度为1400mm，短轴长度为800mm。

本发明提供了一种舱段工件的加工方法，所述工件包括端面，所述端面上设置有槽口，所述方法包括：以所述工件的各端面为基准，确定各端面的平面度；以所述各端面上的销孔和底孔为基准，确定所述工件的粗加工中心；对所述工件的外形进行粗加工，检测各端面的加工余量；按照预设的尺寸，利用金刚石铣刀对所述工件的外形进行精加工；以精加工后的外形为基准，确定所述工件的精加工中心；按照预设的尺寸利用金刚石涂层铣刀对各端面及各端面密封凸台进行侧刃切削及底刃切削；按照预设的销孔尺寸对各端面上的销孔进行镗加工；利用压板将槽口的槽边压紧；利用螺旋下刀方法，以预设的切削步长对所述槽口进行分段、分层加工。如此，采用基准转换的加工方法，解决了单一基准下加工变形导致的壁厚不均匀的问题及对接销孔孔距超差的问题；且工件不同的部位采用不同的压紧装夹方式，避免了在加工时出现掉渣、崩块、起层的现象；进而能有效地控制产品质量，保证产品装配要求。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的舱段工件的加工方法流程示意图；

图2为本发明实施例一提供的舱段工件的结构示意图。

具体实施方式

为了解决在加工陶瓷复合基的舱段工件时，易出现加工变形、防热层壁厚不均匀、掉渣崩块等现象，导致工件的质量及精度不能保证的技术问题，本发明提供了一种舱段工件的加工方法，所述工件包括端面，所述端面上设置有槽口，所述方法包括：以所述工件的各端面为基准，确定各端面的平面度；以所述各端面上的销孔和底孔为基准，确定所述工件的粗加工中心；对所述工件的外形进行粗加工，检测各端面的加工余量；按照预设的尺寸，利用金刚石铣刀对所述工件的外形进行精加工；以精加工后的外形为基准，确定所述工件的精加工中心；按照预设的尺寸利用金刚石涂层铣刀对各端面及各端面密封凸台进行侧刃切削及底刃切削；按照预设的销孔尺寸对各端面上的销孔进行镗加工；利用压板将槽口的槽边压紧；利用螺旋下刀方法，以预设的切削步长对所述槽口进行分段、分层加工。

下面通过附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

本实施例提供一种舱段工件的加工方法，所述工件包括端面，所述端面上设置有槽口，所述槽口为U型槽口。其中，本实施例中的舱段长度为1100mm，其他实施例中，所述舱段长度可以根据实际情况进行调整。

如图1所示，所述方法包括以下步骤：

步骤110，以所述工件的各端面为基准，确定各端面的平面度。

本步骤中，所述端面包括金属面及防热层，金属面以工件的金属骨架面为基准，利用平面仪确定所述金属面的平面度不大于0.05。

步骤111，以各端面上的销孔和底孔为基准，确定所述工件的粗加工中心。

本步骤中，所述金属面上加工有销孔和底孔，以所述销孔和底孔为基准，确定所述工件的粗加工中心。

步骤112，对所述工件的外形进行粗加工，检测各端面的加工余量。

本步骤中，从所述工件的小端到大端进行试切，并确认加工面的加工余量大致均匀即可；以1mm为加工余量，对工件进行粗铣，具体地利用所述金刚石铣刀沿待缠绕复合材料的方向对所述工件顺铣加工。

粗铣加工后，检测粗铣加工后的工件外形，确认见光余量是否充足。

然后，利用涡流检测法检测所述工件各端面的壁厚，根据所述各端面的壁厚确认各端面的加工余量是否均匀。

步骤113，按照预设的尺寸，利用金刚石铣刀对所述工件的外形进行精加工。

本步骤中，当确定所述工件各端面的加工余量不均匀时，则协调加工外形，保证各端面的壁厚均匀。然后按照预设的尺寸，利用金刚石铣刀对所述工件的外形进行精加工。

步骤114，以精加工后的外形为基准，确定所述工件的精加工中心。

本步骤中，以各端面的金属面为基准，利用平面仪确定各端面的平面度不大于0.05；再以精加工后的工件外形为基准确地所述工件的精加工中心。

步骤115，按照预设的尺寸利用金刚石涂层铣刀对各端面及各端面密封凸台进行侧刃切削及底刃切削。

本步骤中，首先以1mm为加工余量，利用金刚石涂层铣刀对各端面进行侧刃切削；再以底刃切削的方式对各端面进行分层精加工至预设尺寸。

再以3mm为加工余量，利用金刚石涂层铣刀对各端面密封凸台进行侧刃切削；以0.5mm为加工余量，再以底刃切削的方式对各端面密封凸台以从上向下的方式顺铣分层切削；再利用金刚石涂层铣刀对密封凸台精加工至预设的尺寸。

最后，利用按照预设的销孔尺寸对所述端面上的销孔进行镗加工。

进一步地，按照预设的销孔尺寸对所述端面上的销孔进行镗加工后，还需对各端面上的槽口进行精加工，具体地，加工前自制压板，利用自制的压板从槽口端面到槽口侧面将槽口的槽边压紧；利用螺旋下刀方法，以预设的切削步长对所述槽口进行分段、分层加工，防止材料起层、脱粘、崩裂；其中，所述切削步长可根据实际情况进行调整。

对所述槽口进行加工后，还需利用角尺等常规检测工件检测所述工件的线性尺寸；利用涡流检测法检测工件各端面的壁厚；以各端面及各端面上的销孔为基准，利用三维摄影装置检测所述工件的轮廓及形位公差。

最后，制作专用防护板，通过各端面的销孔及底孔，将防护板固定在端面，保护端面防热层的棱边及凸台。其中，舱段工件具体可以为菱形体结构，其整体结构如图2所示。所述菱形体的对角线长轴长度为1400mm，短轴长度为800mm；其他实施例中，所述菱形体的对角线长轴长度和短轴长度可以根据实际情况进行调整。

本实施例提供的舱段工件的加工方法，采用基准转换加工方法，先以销孔定位粗加工外形，再用涡流检测方法确定壁厚均匀性，通过协调壁厚精加工外形，再以外形为基准加工端面销孔，确定产品加工坐标系；不同特征加工采用不同的装夹方式，避免了在加工时出现掉渣、崩块、起层的现象进而能有效地控制产品质量，保证产品装配要求。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。