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龙图腾网恭喜大连理工大学申请的专利一种薄壁壳体外表面阵列孔高效加工方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116117460B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-29发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310041270.6，技术领域涉及：B23P17/00；该发明授权一种薄壁壳体外表面阵列孔高效加工方法是由刘海波;段学恒;赵润辉;张堂一;黄国宝;吴军;王永青;郭东明设计研发完成，并于2023-01-13向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种薄壁壳体外表面阵列孔高效加工方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种薄壁壳体外表面阵列孔高效加工方法，属于加工技术领域。该方法基于线激光测量方法获取阵列安装座实际位姿信息，求解相邻对称安装座孔的最终加工位置，并实现了深度可控的螺纹孔高效自动加工，解决了阵列安装座孔加工难以定位、效率低下、精度不足的问题。本发明所述的方法适用于薄壁壳体零件外表面阵列孔自适应加工系统中编程进行位置自动修调的情况，修调过程简单，兼顾阵列孔之间的耦合影响和安全加工要求，结果可靠。该方法能够满足面向制造现场环境的安装座孔特征自适应加工需求。

本发明授权一种薄壁壳体外表面阵列孔高效加工方法在权利要求书中公布了：1.一种薄壁壳体外表面阵列孔高效加工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：第一步基于线激光在机测量的阵列特征信息快速提取薄壁壳体零件由薄壁壳体和薄壁壳体外表面阵列安装座组成；薄壁壳体外表面轴向分布有两列安装座，径向相邻两个安装座为一组，每个安装座均需加工螺纹孔；使用非接触式线激光在机测量方法获取薄壁壳体零件表面轮廓的测量点云数据，对测点数据进行噪声剔除、数据精简和修补预处理后，对其作更进一步的特征边界提取与间隙求解；采用三点法计算薄壁壳体表面轮廓测量点云数据的每一个位置数据点的近似曲率，计算其中曲率最大的点，即为待测安装座边缘特征点；在获得安装座边缘特征点后，使用二次B样条曲线对安装座边缘特征点进行插值拟合，获得拟合曲线；所述拟合曲线由半圆弧A、直线L1、半圆弧B和直线L2组成，四条线依次首尾相连，其中半圆弧A和直线L1交于端点a1xa1,ya1，与直线L2交于端点a3xa3,ya3，半圆弧B与直线L1交于端点a2xa2,ya2，与直线L2交于端点a4xa4,ya4；拟合曲线即为安装座孔相对于安装座的定位基准；求解直线L1的垂直平分线为： 同理求解直线L3的垂直平分线，联立求两个垂直平分线的交点，即安装座的中心点O2；重复上述步骤，求得直线L2的垂直平分线与直线L4的垂直平分线的另一交点O1，O1与O2两点连线的中点即为安装座的实际中心点2a；由于孔加工过程中不能损伤薄壁壳体，就需要精确计算安装座实际高度和实际间隙值，为机床切削进给量提供依据；以安装座的某一条径向截面为例，经过二次插值拟合后，拟合的间隙代表实际间隙；拟合以后，安装座不同位置处的实际高度Dj使用二次曲线表示：Dj＝k1·x2+k2·x+b2式中，横坐标x为截面横坐标值；Dj为安装座位置j处的实际高度值；k1，k2，b为拟合常数；则实际间隙表示为：η＝Dj-d＝k1·x2+k2·x+b-d3式中，η为实际间隙值；d为安装座的实际厚度；使用曲率计算和二次B样条曲线拟合的方法获取薄壁壳体端面边界表达式，取顶点，即为阵列安装座孔相对于薄壁壳体的轴向定位基准；取同组径向相邻安装座实际中心点连线上的位置数据点，使用二次B样条曲线进行拟合，获取表达式，取顶点，即为同组径向相邻安装座孔相对于薄壁壳体的径向定位基准；第二步基于测量点云的薄壁壳体表面安装座制孔位置解算阵列安装座在制孔时，需要协调考虑多个约束：LZ±DWZ和Ld±DWd约束孔在薄壁基体上的位置，保证位置要求；Lbd±Dbd和Lbz±Dbz约束孔在安装座上的位置，保证壁厚要求；LdL±DWdL约束同组径向相邻安装座孔之间的相对位置要求；其中，LZ±DWZ为安装座孔相对于薄壁壳体的轴向位置要求，Ld±DWd为安装座孔相对于薄壁壳体的径向相对位置要求，Lbd±Dbd为安装座孔相对于安装座的径向位置要求，Lbz±Dbz为安装座孔相对于安装座的轴向位置要求；安装座基体的实际端面中心2a与安装座基体的理论端面中心1a并不重合，二者存在轴向偏差量dz和径向偏差量dd；满足壁厚加工要求的所有点是一个矩形区域，即壁厚容差范围Qb，其中心是安装座基体的实际端面中心2a；满足位置要求的所有点也是一个矩形区域，即位置容差范围Qw，其中心是安装座基体的理论端面中心1a；壁厚容差范围Qb和位置容差范围Qw的交集即为单个孔的合格加工范围Qh，即在这个范围内加工孔时，能够同时满足壁厚要求与位置要求；根据壁厚容差范围中心点和位置容差范围中心点的轴向偏差量dz和径向偏差量dd、轴向壁厚公差值Dbz和径向壁厚公差值Dbd、轴向位置公差值Dwz和径向位置公差值Dwd的关系，将合格加工范围分为两种情况：当dz＜Dwz+Dbz且dd＜Dwd+Dbd时，孔的合格加工范围存在，能够在同时满足壁厚要求与位置要求的前提下，基于相邻安装座孔的相对位置要求对孔的加工位置进行协调补偿；为了便于处理，对合格加工范围进行简化，取壁厚容差范围中心点2a和位置容差范围中心点1a的连线L，将直线L与合格加工范围的交线作为可修调范围LT，取可修调范围LT的中点O作为孔的初步加工位置；当dz≥Dwz+Dbz或dd≥Dwd+Dbd时，孔的合格加工范围不存在，不能同时满足壁厚要求与位置要求，零件报废；考虑到径向相邻安装座孔之间的相对位置要求，需要对径向相邻安装座孔的初步加工位置进行进一步的协调修调补偿；根据合格加工范围径向最小距离dLmin和径向最大距离dLmax、径向相邻安装座孔初步加工位置径向距离dLmid、径向相邻安装座孔的相对位置要求LdL±DWdL之间的关系，进一步分为三种情况：当径向相邻安装座孔的初步加工位置径向距离满足LdL±DWdL的要求时，不需要修调；径向相邻安装座孔的初步加工位置即为孔的最终加工位置；当径向相邻安装座孔的初步加工位置径向距离不满足LdL±DWdL的要求，dLmax≥LdL+DwdL或dLmin≤LdL-DwdL时，修调范围内所有点均不满足径向相邻安装座孔的相对位置要求，无法协调补偿，零件报废；当径向相邻安装座孔的初步加工位置径向距离不满足LdL±DWdL的要求，dLmax∈LdL±DwdL或dLmin∈LdL±DwdL时，可修调范围内存在部分点满足径向相对位置要求，在此基础上对径向相邻安装座孔的初步加工位置进行修调；取径向相邻安装座孔可修调范围与相对位置要求公差带的交集LTZ，该交集中的点均能满足壁厚要求、位置要求和相对位置要求，此时分别取交集的中点OZ，作为径向相邻安装座孔的最终加工位置；最后，输出阵列安装座孔的最终加工位置坐标，并生成加工G代码，准备进行加工；第三步深度可控的螺纹孔高效自动加工首先，为保证阵列安装座孔的加工质量，需要分两道工序分别进行钻孔-螺纹加工，在不同的工序之间进行换刀后，刀具存在尺寸偏差和位置跳动偏差，只有经过对刀，将刀具的半径、长度和位置偏差补偿进自适应加工程序中，刀具才能在修调补偿后的位置进行精准加工，同时避免损伤壳体；其次，考虑到安装座间隙，加工时不能损伤固体火箭壳体，通过线激光测量数据求解的实际安装座高度与间隙值，控制安装座加工G代码钻深，避免损伤壳体；同时，刀具在切入切出工件时，切削力会产生周期性突变，使用机床主轴切削力监测功能，捕捉刀具贯穿安装座瞬间的轴向切削力突变点，当完成贯穿后刀具继续进给时，系统报警并控制机床停转，实现加工过程中加工状态的安全监测，避免异常情况，保证安全加工；最后，启动机床，在监测机床主轴受力的前提下，执行阵列安装座孔加工程序，完成薄壁壳体安装座阵列孔的加工。

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