[發明專利]一種大型鋁合金彎曲構件的型面精度檢測與銑切方法

有效

• 申請號: 201810410426.2
• 申請日: 2018-05-02
• 公開（公告）號: CN108580986B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 湛利華;楊有良;胡正根;常志龍;劉德博;阮小鵬;劉觀日;黃誠;萬李
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00;B23Q3/06;G01B5/20
• 代理公司: 長沙七源專利代理事務所(普通合伙) 43214
• 代理人: 歐穎

本發明提供一種大型鋁合金彎曲構件的型面精度檢測與銑切方法，所述方法包括使用一種型面精度檢測與銑切復合裝置；所述方法包括如下步驟，步驟A、將熱彎后的鋁合金構件定位放置在所述復合裝置上；步驟B、型面精度檢測：構件定位后使用塞尺測量四周窄幅型面板處構件型面與理論型面即四周窄幅型面板頂面間的間隙，查看是否滿足要求；步驟C、構件固定：使用螺栓連接構件與所述承壓板，對構件進行固定；步驟D、對構件進行余量銑切：數控機床編程使銑刀按照預設軌跡對構件進行余量銑切。本發明方法中的復合裝置同時具有構件型面精度檢測功能和余量銑切功能，避免了另外再設計一套余量銑切工裝，大大節省了制造成本和時間成本。

技術領域

本發明專利涉及大型薄壁構件成形精度檢測和余量銑切領域，特別是涉及一種航空航天用復雜薄壁構件型面精度檢測和余量銑切的裝置和方法。

背景技術

鋁合金彎曲構件的制備步驟通常包括成形、精度檢測、銑切和焊接等步驟。其中成形是指將平板鋁合金采用真空時效熱彎等方式形成彎曲構件。精度檢測主要是檢測成形后的構件型面的精度(例如曲率)是否與理論產品一致。銑切是切除構件周邊多余的量而將構件的尺寸調小。焊接是指該構件與其它相同或不同形狀的構件對焊在一起，例如六塊或八塊相同的構件對焊在一起，形成一個大構件。

其中，超大型薄壁鋁合金彎曲構件(如長度達4-8m，厚度10-20mm)由于設計需要往往具有復雜曲率外形，如雙曲率橢球形貯箱封頭，對這類鋁合金構件的精度檢測和銑切都相當困難。

中小型薄壁構件(例如長軸方向尺寸為1m左右)在成形制造后通常采用樣板或三維掃描儀進行型面精度檢測，成形精度滿足要求后固定在特制的工裝上進行余量銑切。其中樣板檢測是指先用塑料、石膏或例如為2mm厚的鋼板制備一個精度檢測用的標準模具(樣板)，再將鋁合金構件覆蓋在該樣板的頂面上，看樣板與構件間是否貼合，尤其是構件的四周待焊接處是否與樣板完全貼合。而三維掃描儀精度檢測方式是采用激光掃描儀把工件的型面掃描到電腦中，再與電腦中的標準型面進行比對，由此判斷構件的型面精度是否合格。如發明專利CN201510283921.8公開了一種激光在線測量加工檢測方法及裝置，將激光測量、加工和檢測集于一體，可實現激光加工前在線測量待加工工件的平面或曲面幾何尺寸形貌，獲得真實平面或空間結構尺寸和特征，消除待加工工件因在前期加工處理流程中產生的變形或時效變形所引起與理論數模之間的誤差，提高了激光加工精度和質量。裝置包括依次位于同一光路上的加工激光器、光路系統和激光加工頭；還包括激光測距系統，計算機控制系統，移動組件和工作臺；激光測距系統用于獲取工件加工前、后的測量數據，包括工件每點的空間坐標值和法線角度，并提供給計算機控制系統。該裝置可以兩維平臺及三維曲面測量和檢測尺寸精度和質量，并且可以提高激光加工精度和質量。

上述方法僅針對中小型薄壁構件有效。而針對超大型復雜曲率構件，由于本身自重較大以及長軸方向尺寸較大，表現出整體剛度較弱，自重對薄壁構件處于不同放置方式下的變形影響不可忽視，采用常規的中小型薄壁構件用樣板和三維掃描儀方法都無法準確檢測構件的成形精度，并且還需要額外制造一套工裝進行隨后的大型鋁合金彎曲構件的余量銑切，導致成本增加。