[發明專利]蒙皮加工的鏡像銑削方法與系統

有效

• 申請號: 201710571555.5
• 申請日: 2017-07-13
• 公開（公告）號: CN107344251B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 王宇晗;畢慶貞;鐘柳春
• 申請（專利權）人: 上海拓璞數控科技股份有限公司;上海交通大學
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00;B23Q15/12;B23Q17/00;B23Q17/20;B23Q17/24
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

本發明提供了一種蒙皮加工的鏡像銑削方法與系統，其在加工表面布置一個加工刀具；在蒙皮的加工表面對稱區域布置一組浮動支撐裝置、一個蒙皮外形激光掃描裝置、一組蒙皮壁厚實時測量裝置。蒙皮加工前首先利用蒙皮外形激光掃描裝置獲取蒙皮實際型面，根據實際型面自適應調整加工路徑。然后，蒙皮加工過程中加工刀具與加工表面對稱區域的浮動支撐裝置、蒙皮壁厚實時測量裝置協同運動，加工過程中浮動支撐提供蒙皮工件加工區域柔性支撐，蒙皮壁厚實時測量裝置獲得加工區域厚度，加工刀具根據測量的實際工件厚度進行自適應調整切削深度，實現蒙皮的壁厚控制。

技術領域

本發明涉及蒙皮加工領域，具體地，涉及蒙皮加工的鏡像銑削方法與系統，尤其是用于大型蒙皮以及類似工件等壁厚要求嚴格的雙曲/單曲壁板類零件的鏡像加工方法與設備。

背景技術

在蒙皮加工領域，自1970年以來，大型蒙皮以及類似工件等壁厚要求嚴格的雙曲/單曲壁板類零件的加工廣泛采用化學銑削加工。化學銑削的工作原理是首先將工件非加工表面用耐腐蝕性涂層保護起來，將需要加工的表面裸露，然后將工件浸入化學溶液中進行腐蝕，使金屬按特定的部位溶解去除，達到加工目的。化學銑削具有以下缺點。

1、化學銑削壁厚精度難保證，化學銑削厚度精度目前一般±0.5mm，而大型蒙皮壁厚要求達到±0.1mm。

2、輪廓精度差，化學銑削區域輪廓通常采用手工刻線保證，導致輪廓精度低，達到2mm，而大型蒙皮輪廓精度要求達到±0.3mm。

3、許多新型蒙皮無法用化學銑削加工，如新型飛機的鋁鋰合金蒙皮由于材料特性無法采用化學銑削加工。

4、化學銑削污染物排放量大，化學銑削原理是化學溶液腐蝕，加工完成后排放大量OIW普通工業廢料、SIW特殊工業廢料以及VOC揮發性有機混合物。

上述傳統化學銑削已經不能滿足大型蒙皮以及類似工件等壁厚要求嚴格的雙曲/單曲壁板類零件的加工需求。

現有專利文獻CN104400086A(201410532797.X)公開了一種飛機蒙皮鏡像銑削方法及裝備，其不足之處是頂撐裝置和銑削裝置中沒有法向進給軸，厚度實時補償時需要各軸協調運動進行補償動作，從厚度采集到厚度補償存在較大滯后，降低了厚度補償精度，本發明根據刀位厚度值與目標厚度差值，采用法向進給軸W軸進行補償，可以沿工件法向快速補償；此外，該專利文獻頂撐側采用AC雙擺頭結構，在豎直加工蒙皮時容易導致C軸大范圍運動，導致測厚裝置易劃傷工件表面，本發明在頂撐側(即支撐側)采用AB雙擺頭結構，避免了測厚裝置大范圍運動的問題；該專利文獻需要采用柔性真空吸附裝置輔助定位蒙皮，加工中需要反復移動吸附裝置的排架，降低了加工效率，限制了一次性加工區域，本發明不需要柔性真空吸附裝置輔助定位，加工區域開闊，可以一次裝夾加工完蒙皮的一側加工區域。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種蒙皮加工的鏡像銑削方法與系統。

本發明提出了一種新的(機)加工自適應加工方法，以及用于該方法實施的設備。該方法是針對大型蒙皮以及類似工件壁厚要求嚴格的雙曲/單曲壁板加工要求提出的，對比傳統化學加工，能夠保證大型蒙皮加工精度要求，同時大大減少污染物排放。

為了達到上述目的，本發明提供一種蒙皮加工的鏡像銑削系統，包括：位于蒙皮加工面區域側的銑削側組件、位于加工區域對稱面側的支撐側組件、框架結構工裝和控制系統；框架結構工裝能夠將蒙皮緊固在銑削側組件和支撐側組件之間；支撐側組件包括放置至少一個浮動支撐裝置、蒙皮壁厚測量裝置和蒙皮外形激光掃描裝置，銑削側在加工區域放置銑削側組件包括至少一個加工刀具；在控制系統的控制下，支撐側組件與加工側組件的加工刀具進行協同運動，銑削側組件的法向進給軸的位置根據支撐側組件的蒙皮壁厚實時測量裝置獲得的加工區域蒙皮壁厚實時調整，以設定的厚度對蒙皮的加工區域進行銑削。