1.弱刚度薄壁结构件,其特征是:包括薄壁结构面Ⅰ(1)、薄壁结构面Ⅱ(2)、薄壁结构面Ⅲ(3)、薄壁结构面Ⅳ(4)以及薄壁结构面Ⅴ(5),所述薄壁结构面Ⅰ(1)为弱刚度薄壁结构件的顶面;薄壁结构面Ⅱ(2)、薄壁结构面Ⅲ(3)、薄壁结构面Ⅳ(4)以及薄壁结构面Ⅴ(5)为四个弱刚度薄壁结构件的侧面。
2.工位快换定位装夹装置,其特征是:包括底座(6)、定位锥套(7)、定位销(8)、固定拉钉(9)、定位锥柄(10)、夹具(11)以及工作台(12),所述底座(6)通过U型孔固定设置在工作台(12)上,底座(6)上部设置有与固定拉钉(9)配合的螺纹孔,底座(6)的顶面及侧面设置有与定位锥套(7)配合的配合面、螺纹孔以及定位销孔;所述定位锥套(7)上设置有沉头孔、定位销孔、定位键槽以及锥形定位面,定位锥套(7)通过沉头孔、螺钉以及定位销(8)固定设置在底座(6)上;所述定位锥柄(10)设置有锥柄、拉钉球槽、凸台定位键以及螺纹孔,定位锥柄(10)通过螺纹孔与夹具(11)连接,通过凸台定位键以及螺纹孔与底座(6)连接;所述夹具(11)包括虎钳或弹簧套。
3.根据权利要求2所述的工位快换定位装夹装置,其特征是:所述工位快换定位装夹装置的定位锥面精度尺寸及形位精度<0.002mm,其装配零件的装配基准面重要尺寸精度<
0.003mm,形位精度<0.005mm,工位装配后的锥形定位处的轴线与机床轴线平行度<2μm,定位锥柄重复定位精度<2μm。
4.弱刚度薄壁结构件的加工方法,其特征是:加工权利要求1所述的弱刚度薄壁结构件,采用权利要求2或3所述的工位快换定位装夹装置,包括以下步骤,且以下步骤顺次进行,步骤一、分析零件加工工艺,制作所述工位快换定位装夹装置,备料;
步骤二、确定切削用量及刀具;
步骤三、在数控系统中定义第一工位工件加工坐标系为G54坐标系;
步骤四、粗加工薄壁结构面Ⅰ(1),半精加工薄壁结构面Ⅰ(1),通过测头在线检测误差变形,精加工薄壁结构面Ⅰ(1),在线检测误差变形并进行误差补偿加工,完成第一工位工件加工;
步骤五、通过工位快换定位装夹装置将工件和夹具(11)换到第二工位,在数控系统中定义第二工位工件加工坐标系为G55坐标系;
步骤六、粗加工薄壁结构面Ⅱ(2),半精加工薄壁结构面Ⅱ(2),通过测头在线检测误差变形,精加工薄壁结构面Ⅱ(2),在线检测误差变形并进行误差补偿加工;
步骤七、将夹具(11)及工件在水平面内旋转180°快换安装,粗加工薄壁结构面Ⅲ(3),半精加工薄壁结构面Ⅲ(3),通过测头在线检测误差变形,精加工薄壁结构面Ⅲ(3),在线检测误差变形并进行误差补偿加工,完成第二工位工件加工;
步骤八、通过工位快换定位装夹装置将工件和夹具(11)换到第三工位,在数控系统中定义第三工位工件加工坐标系为G56坐标系;
步骤九、粗加工薄壁结构面Ⅳ(4),半精加工薄壁结构面Ⅳ(4),在线检测误差变形,精加工薄壁结构面Ⅳ(4),在线检测误差变形并进行误差补偿加工;
步骤十、将夹具(11)及工件在水平面内旋转180°快换安装,粗加工薄壁结构面Ⅴ(5),半精加工薄壁结构面Ⅴ(5),通过测头在线检测误差变形,精加工薄壁结构面Ⅴ(5),在线检测误差变形并进行误差补偿加工,完成第三工位工件加工;
至此,弱刚度薄壁结构件的加工完成。
5.根据权利要求4所述的弱刚度薄壁结构件的加工方法,其特征是:所述步骤二中切削用量及刀具为,粗加工薄壁轮廓采用D1mm硬质合金立铣刀,主轴转速为10000r/min~15000r/min,进给量小于500mm/min,切削深度小于100μm,留有余量小于0.2mm;
半精加工薄壁结构采用D1mmCBN铣刀,主轴转速为大于15000r/min,进给量小于100mm/min,切削深度小于25μm,留有余量小于0.05mm;
精加工薄壁结构采用D1mmCBN铣刀,主轴转速为大于20000r/min,进给量小于100mm/min,切削深度为弱刚度薄壁结构件的薄壁高度,留有余量为在线检测误差变形获得的误差补偿值。
6.根据权利要求4所述的弱刚度薄壁结构件的加工方法,其特征是:所述加工的弱刚度薄壁结构件外轮廓基准面重要尺寸精度<0.01mm,形位精度<0.02mm,对称度<0.005mm。