CN116140939A - 端面设有环形凹槽的薄壁零件的加工方法 - Google Patents

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CN116140939A CN202310229956.8A CN202310229956A CN116140939A CN 116140939 A CN116140939 A CN 116140939A CN 202310229956 A CN202310229956 A CN 202310229956A CN 116140939 A CN116140939 A CN 116140939A
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安文洁
宋毅
苏一
石凡
李光
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Abstract

本发明涉及轻质合金制造技术领域，尤其涉及一种端面设有环形凹槽的薄壁零件的加工方法：连接一组相对轴心中心对称的定位块的中心作为中空环形端面的基准定位线并进行校正；立车加工；铣床加工，设置两个基准孔；薄壁零件毛坯稳定化处理；第二次立车加工；第二次铣床加工；第三次立车加工；第三次铣床加工。本发明采用特制的立车加工模具和铣加工模具加工端面设有环形凹槽的薄壁零件，采用“粗加工‑半精加工‑精加工”的加工方式，减少了薄壁材料累积应力导致的变形和机械损害，提高了加工精度，减少了轴向与径向两个方向的震颤和变形。

Description

端面设有环形凹槽的薄壁零件的加工方法
技术领域
本发明涉及轻质合金制造技术领域，尤其涉及一种端面设有环形凹槽的薄壁零件的加工方法。
背景技术
大型镁合金薄壁类零件在航空领域有着广泛需求，由于无法焊接加工且铸造工艺的尺寸难以满足精度要求，因而目前轻质合金中空零件的生产以机床加工为主(车、铣等)。
针对高精密度大型镁合金薄壁类零件，一种常见的加工方式是：将铸造成型的大型镁合金毛坯进行机床精加工获得更为精确的内部结构和尺寸；由于薄壁零件从外侧壁夹合容易导致零件变形，针对薄壁零件机床加工固定模具常采用在零件空腔内部支撑固定方式，一方面：此类模具固定挤占零件内腔空间，尤其影响针对零件内壁的精细加工，例如铣加工；另一方面，薄壁类零件在零件径向加工时易产生震颤，现有模具缺陷决定只能在待加工零件轴向一端固定，在另一端留有用于车床主轴进出开口端，导致开口端缺少模具固定导致震颤尤为严重，严重影响设备的加工精度；同时，针对大型镁合金薄壁类零件，由于径向截面曲率减小，零件侧壁的震颤现象更为严重。
目前市场上急需一种大型镁合金薄壁类零件的加工设备和加工方法，解决大型镁合金薄壁类零件加工时固定和因震颤导致加工精度降低问题。除此之外，镁合金材料精加工时，由于走刀速度慢，镁合金容易氧化甚至燃烧，镁合金加工始终存在严重的安全隐患；走刀速度过快，由于刀具和镁合金接触不稳定性增加，进一步加剧震颤；因而亟需对现有技术中镁合金机床加工工艺进行改进。
发明内容
鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种端面设有环形凹槽的薄壁零件的加工方法，用以解决现有技术问题中模具固定稳定性差、容易震颤和镁合金加工安全性差等问题中的至少一个。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种端面设有环形凹槽的薄壁零件的加工方法，包括：
连接相对轴心中心对称的定位块的中心作为中空环形端面的基准定位线，基于激光扫描拟合成像获取薄壁零件毛坯的拟合图像，基于薄壁零件毛坯的拟合图像对基准定位线进行校正；所述薄壁零件毛坯具有一个侧面、一个无遮挡的自由端面和一个中空环形端面；所述侧面内表面设有至少两个相对轴心中心对称的定位块；
对完成基准定位线校正的薄壁零件毛坯的两端面及侧面外圆，进行立车加工，获取壁厚均匀的薄壁零件毛坯；所述立车加工留有余量；
基于校正后的基准定位线，将完成立车加工的薄壁零件毛坯的侧面进行铣床加工，所述铣床加工留有余量，并在薄壁零件毛坯的自由端面的外边缘非加工区域相对轴心线分散设置两个基准孔；所述基准孔的中心点与校正后的基准定位线共线；
对完成铣床加工的薄壁零件毛坯稳定化处理；
对完成稳定化处理的薄壁零件毛坯两端面及侧面外圆，进行第二次立车加工，所述第二次立车加工留有余量；
基于所述基准孔，对完成第二次立车加工的薄壁零件毛坯，进行第二次铣床加工；所述第二次铣床加工留有余量；
基于所述基准点和所述用于设有环形凹槽的薄壁端面加工的车加工模具，对完成第二次铣床加工的薄壁零件毛坯，进行第三次立车加工，将薄壁零件毛坯的外圆加工至目标尺寸并获取中心环形端面的环形凹槽；
基于所述基准孔，对完成第三次立车加工的薄壁零件毛坯，进行第三次铣床加工；所述第三次铣床加工将薄壁零件毛坯侧面的窗口加工至目标尺寸。
优选的，所述基于激光扫描拟合成像获取薄壁零件毛坯的拟合图像，具体方法为：利用薄壁零件毛坯内外表面密布的传感器作为数据采样点，利用激光扫描获取传感器在空间坐标系坐标，根据传感器空间坐标信息拟合出薄壁零件毛坯的三维图像。
优选的，所述所述基于薄壁零件毛坯的拟合图像对基准定位线进行校正，包括：
S101：利用激光扫描拟合成像软件，将零件毛坯的拟合图像和薄壁零件毛坯理论图像的轴心线重合，对零件毛坯径向截面各区域厚度进行对比，自动获取偏差并根据偏差大小进行颜色标识；
S102：若各径向截面偏差小于等于阈值δ1，不做任何调整，基准定位线完成校正；
若各径向截面偏差大于阈值δ1，调整薄壁零件毛坯的理论图像的轴心线的位置，直至各径向截面偏差小于等于阈值δ1，记录空间坐标系中轴心线的位置变化数值△(x，y，z)；
S103：构建和零件毛坯的拟合图像和薄壁零件毛坯理论图像相同空间坐标系，在该坐标系内将零件毛坯的轴心线，按照△(x，y，z)变化获取校正后零件毛坯的轴心线坐标；
S104：在零件毛坯的定位块中心所在径向平面内，连接任一定位块中心和校正后零件毛坯的轴心线，将二者连线作为校正后基准定位线，完成基准定位线校正。
优选的，所述立车加工，包括以下步骤：
S201：将固定后的薄壁零件毛坯，选取立车加工加工量的1/4～1/2，进行试加工，获取试加工毛坯样品；
S202：检测试加工毛坯样品绕校正后零件毛坯的轴心线旋转的偏心度；
S203：对偏心度进行判断；
若偏心度小于阈值δ2，则进行车加工；
若偏心度大于阈值δ2，则重复S101-S104再次校正零件毛坯的轴心线，直至偏心度小于阈值。
优选的，所述进行铣床加工，包括：通过获取零件毛坯侧面窗口中心、轴心线连线与校正后的基准定位线的夹角，并以该夹角计算加工相邻窗口时，零件毛坯及其连接的旋转平台的旋转角度。
优选的，所述进行铣床加工，包括：
S301：将窗口的中心在其所在径向平面内与零件毛坯轴心连线，通过角度测量设备获取该连线与加工基准线夹角α，将窗口案基于窗口的相邻顺序编号为顺序，依次编号为第一窗口，…,第n窗口,对应的夹角α编号为α1，…,αn；
S302：计算任意相邻窗口与加工基准线夹角的差值△α，作为相邻窗口加工时，零件毛坯及其连接的旋转平台的旋转角度；其中，△α满足：△α＝αk-αk-1，k≤n。
优选的，所述基准孔利用机床开孔设备获得，***定位销钉对基准孔位置校正，包括：
S311：在垂直水平面方向设置第一坐标轴，以机床旋转平台的旋转轴线为第二坐标轴，在水平面内垂直于第一坐标轴、第二坐标轴的方向设立第三坐标轴，构建空间坐标系；
S312：选取其中一个基准孔的定位销钉作为第一定位销钉，在机床主轴设置百分表与第一定位销钉侧面最高处接触，记录百分表读数；
S313：选取其中另一个基准孔的定位销钉作为第二定位销钉，利用机床旋转平台的自身刻度旋转180°，保持机床主轴在第一坐标轴、第二坐标轴的坐标不变在第二定位销钉侧面最高处接触，记录百分表读数；
S314：基于两次百分表读数对基准孔进行校正；
若两次百分表读数小于阈值δ3，则判断基准孔设置满足要求；
若两次百分表读数大于阈值δ3，则基于校正后的基准定位线在原有基准孔进行扩孔，选用匹配的定位销钉重复S312-S313，直至两次百分表读数小于阈值。
优选的，所述第三次铣加工中在铣加工过程，还包含利用测量设备对侧面各处壁厚进行检测步骤。
优选的，所述薄壁零件毛坯的立车加工过程包含使用风冷气流对薄壁零件毛坯降温冷却。
优选的，所述零件毛坯的立车加工进给量满足：第一次立车加工：0.4mm/r～0.6mm/r；第二次立车加工：0.4mm/r～0.6mm/r；第三次立车加工：0.2mm/r～0.4mm/r。
与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：
(1)本发明采用特制的立车加工模具和铣加工模具加工端面设有环形凹槽的薄壁零件，采用“粗加工-半精加工-精加工”的加工方式，减少了薄壁材料累积应力导致的变形和机械损害，提高了加工精度；其中，每次加工均包含一次铣加工和一次车加工，本发明采用立车加工模具对薄壁零件的侧壁外圆逐渐车薄处理，侧壁刚性逐渐减弱，在后续铣加工中通过在铣加工模具设置护板，提高了薄壁零件毛坯侧面的刚度，护板在薄壁零件毛坯铣加工时，可以为径向两个方向提供支撑力，从而减少径向两个方向的震颤和变形；同时为了应对薄壁零件的侧壁刚性下降，避免侧壁在立车加工时变形，本发明在车加工模具中设置内部支撑结构、外部支撑结构将第二端面固定，保证了侧面铣加工窗口等结构的尺寸精度。
(2)本发明通过在铸造出的薄壁零件毛坯的内侧面设有定位块，以定位块中心在径向平面连线作为第一次立车工艺中基准，可以在满足精度要求基础上大大减少了后续工序机床找正调零的工作量；并进一步利用定位块和旋转轴心线校正位置确定加工基准定位线；进一步在利用加工基准定位线端面上设置基准孔作为原始基准的传递媒介，保证了基准的延续，提高了加工精度。
(3)本发明采用激光扫描成像技术，初步判定各段铸件壁厚情况，确定旋转轴心线校正位置，基于校正后轴心线对加工基准线调整协调各加工部位壁厚尺寸，尽可能使零件在加工前壁厚均匀，以保证各面加工余量均匀，壁厚均匀满足要求，在保证基准划线精度同时大大减少了后续工序机床找正调零的工作量。
(4)本发明根据加工部位的不同，采用分区域进行加工，将圆弧面进行分割，然后在各个分割区域中规划加工轨迹逐个窗口进行加工，而不是固定薄壁零件毛坯，控制刀具运动，减少了刀具运动位移，避免因另刀具悬伸过长引起的加工震颤，从而保证加工精度，提升加工效率。
(5)本发明在对定位基准线和轴心校正后的毛坯，通过立车加工去除铸造过程变形和精度误差，使得毛坯的转动轴心与其端面几何中心重合，结合定位基准线为下一步加工提供了基准。
(6)本发明通过在车加工模具中设置内部支撑结构、外部支撑结构，通过第二压板为薄壁零件提供在第二压板、第二底部固定件之间收紧压合的力，内部支撑结构、第二底部固定件为第二端面提供由薄壁零件内部向外部的支撑力，这两个相反方向的力使得第二压片受力平衡，实现第二端面固定，并减少车加工刀具加工时第二端面的变形和震颤，提高了加工精度。
(7)本发明通过在车加工模具外部支撑结构设置连接压板、外部支撑杆、第二拉杆可以实现对薄壁零件边角稳定的压合固定，而不必像现有技术采用经过第二端面中心区域的长型连接压板，因而也改善了现有技术中薄壁件固定模具对车床刀具加工干扰的缺陷。
(8)本发明通过在铣加工模具中设置第一压板、第一底部固定件、第一拉杆和护板，在实现对薄壁零件压合固定的同时，大大减少了侧面加工时震颤对加工精度的不良影响；改善了现有技术中对薄壁零件侧面由内至外加工易震颤、加工精度差的缺陷。
(9)本发明将护板通过第一拉杆径向固定，并与侧面周向环绕压合，提高了薄壁零件毛坯侧面的刚度，使得铣加工刀具对第一凹槽加工时，护板为侧面提供周向支撑力，该支撑力与铣加工刀具施力方向相反，因而使得薄壁零件毛坯稳定，不容易发生由外至内的震颤或变形；一方面，护板侧面及护板的圆拱形结构可以有效分散铣加工刀具的施力；另一方面，护板为侧面提供周向支撑力，是护板在其与侧面接触各点均匀施力，因而可以防止局部应力集中导致的薄壁零件毛坯侧面变形；因而，护板在薄壁零件毛坯铣加工时，可以为径向两个方向提供支撑力，从而减少径向两个方向的震颤和变形。
(10)本发明通过设置护板的底部与第一底部固定件固定连接，护板的侧面与薄壁零件毛坯侧面贴合连接，可以将铣加工时加工区域的噪音通过第一底部固定件传递至机床，减少噪音向空气中传播，降低环境噪声。
(11)本发明通过在护板设置通孔，便于铣加工对各区域壁厚进行监测；同时，通孔提高了侧面加工时通风散热，有利于防止毛坯加工面过热，造成的变形甚至毛坯件损坏和燃烧。
本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书实施例以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本发明一种实施方式中薄壁端面设有凹槽的大型镁合金薄壁零件45°俯视示意图；
图2为本发明一种实施方式中薄壁端面设有凹槽的大型镁合金薄壁零件45°仰视示意图；
图3为本发明一种实施方式中薄壁零件铣加工模具45°俯视视图；
图4为本发明一种实施方式中薄壁零件铣加工模具安装方式视图；
图5为本发明一种实施方式中薄壁零件铣加工模具安装方式视图的A-A面剖视图；
图6为本发明一种实施方式中薄壁零件车加工模具安装方式视图；
图7为本发明一种实施方式中薄壁零件车加工模具安装方式视图的B-B面剖视图；
图8为本发明一种实施方式中薄壁零件车加工方式示意图；
图9为本发明一种实施方式中薄壁零件铣加工方式示意图；
图10为本发明一种实施方式中一种薄壁端面设有环形凹槽的大型镁合金薄壁零件的加工方法流程图。
附图标记：
薄壁零件毛坯1；侧面101；第一端面102；第二端面103；窗口1011；定位块1012；第一凹槽1013；环形凹槽1031；铣加工模具2；第一压板201；护板202；第一底部固定件203；第一拉杆204；第二通孔2021；第一通孔2022；外部支撑结构301；第二底部固定件303；内部支撑结构305；第二压板307；连接压板3011；外部支撑杆3012；第二拉杆3013；内侧支撑板3051；内侧支撑杆3052；旋转工作台4上；三爪夹具5；机床工作平台6；加工刀具7。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明的一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
需要说明的是，本发明中轴向均为垂直薄壁零件两端面方向，径向为平行薄壁零件两端面方向。
本发明公开一种端面设有凹槽的大型镁合金薄壁零件，如图1与图2所示，包括：第一端面102、第二端面103和连接第一端面102与第二端面103的侧面101；第一端面102为无遮挡的自由端面，第二端面103为中空环形端面；第二端面103中空环形内侧设有环形凹槽1031。
如图1所示，侧面101设有多个窗口1011，至少一组窗口1011相对薄壁零件轴心中心对称设置；将薄壁零件毛坯经铣加工模具固定后，由铣加工刀具经第一端面102深入薄壁零件毛坯，对侧面101加工中窗口1011加工获得符合目标尺寸的窗口1011。
需要说明的是，薄壁零件毛坯经铸造获得，铸造获得毛坯中窗口1011等尺寸精度无法满足要求，因而需要铣加工刀具进一步加工获得规定的形状和精度。
需要说明的是，图2中环形凹槽1031需要将薄壁零件毛坯经车加工模具固定后，由车加工刀具对第二端面103加工获得。
薄壁零件的侧面101设置有多个定位块1012，至少一组定位块1012相对薄壁零件轴心中心对称设置。
需要说明的是，薄壁零件毛坯1的侧面101具有多个窗口1011，并需要利用铣加工对零件毛坯旋转对窗口1011逐个加工，因而需要确定完成加工相邻窗口1011后，为匹配下一个窗口1011加工，零件毛坯及其连接的旋转平台的旋转角度。
具体的，利用相对薄壁零件轴心中心对称设置的两个定位块构建薄壁零件的基准线：将中心对称设置的一组定位块1012的中心连线作为加工基准线，以加工基准线竖直放置时为初始位置；通过确定窗口1011的中心与零件轴心连线与加工基准线夹角，进而明确窗口1011旋转至加工基准线位置，零件毛坯及其连接的旋转平台需要旋转的角度α；基于相邻窗口1011的α，确定加工相邻窗口1011时，零件毛坯及其连接的旋转平台相对初始位置的旋转角度。
如图1所示，侧面101近第一端面102一侧设有多个间隔的第一凹槽1013。
实施时，第一凹槽1013由铣加工刀具在侧面101由外至内加工获得。
所述薄壁零件具有薄壁特性，具体的，第一端面102、第二端面103、侧面101的壁厚与薄壁零件外径比值为1:200～1000。
需要说明的是，震颤和变形主要受到壁厚和零件直径的相对值影响，壁厚和零件直径的相对比值越小，零件呈现出明显的薄壁特性，由于加工震颤和变形导致加工精度明显下降。
具体的，薄壁零件可选碳钢、不锈钢、钛合金、铝合金、镁合金中任一种。
另一方面，本发明提供了一种端面设有环形凹槽的大型镁合金薄壁零件的加工方法，如图10所示，包括以下步骤：
步骤1：连接相对轴心中心对称的定位块的中心作为中空环形端面的基准定位线，基于激光扫描拟合成像获取薄壁零件毛坯的拟合图像，基于薄壁零件毛坯的拟合图像对基准定位线进行校正；所述薄壁零件毛坯具有一个侧面、一个无遮挡的自由端面和一个中空环形端面；所述侧面内表面设有至少两个相对轴心中心对称的定位块。
具体的，利用激光扫描拟合成像分析软件将激光扫描获取的铸造出的零件毛坯信息，合成薄壁零件毛坯的拟合图像；基于零件毛坯的拟合图像和薄壁零件毛坯的理论图像获取薄壁零件毛坯的拟合图像与其理论图像在各径向截面偏差；对各径向截面偏差进行判断：
若各径向截面偏差小于等于第一阈值δ1，不做任何调整，基准定位线完成校正；
若各径向截面偏差大于第一阈值δ1，调整薄壁零件毛坯的理论图像的轴心线的位置，直至各径向截面偏差小于等于第一阈值δ1，记录空间坐标系中轴心线的位置变化数值△(x，y，z)；在相同空间坐标系内将零件毛坯的轴心线，按照△(x，y，z)变化获取校正后零件毛坯的轴心线坐标；在径向平面内连接定位块中心和校正后零件毛坯的轴心线，将二者连线作为校正后基准定位线。
实施时，薄壁零件毛坯为铸造获得的具有两端面的中空薄壁零件毛坯，加工时端面固定于旋转平台，可以绕轴心自由旋转；两端面平行径向平面设置。
实施时，定位块同薄壁零件毛坯在模具内铸造成型，可以是形状规则便于寻找中心的结构，例如长方体；定位块可以设置多组，两两相对轴心中心对称。
需要说明的是，定位块在薄壁零件毛坯的设置精度满足初步找正要求，可以使得加工人员粗略判断基准线位置，便于调节薄壁零件毛坯旋转角度，使得薄壁零件毛坯起始加工位置接近加工区域的。
需要说明的是，铸造获得的薄壁零件毛坯存在侧面壁厚不均现象，并不是理想的壁厚均匀状态；如果以原始设计轴心线进行加工，必然获得壁厚不均的产品；因而需要对其轴心线位置进行校正，使得该位置作为轴心线旋转加工薄壁零件毛坯可以获取壁厚均匀的产品。
实施时，空间坐标系往往采用薄壁零件轴向为一坐标轴，径向为另外两坐标轴所在平面；激光扫描拟合成像分析软件可以同时显示零件毛坯的拟合图像和薄壁零件毛坯的理论图像，并计算出二者非重合区域，并给与不同的颜色标识，通过颜色标识，可以直观获取薄壁零件各径向平面偏差；通过调节零件毛坯的拟合图像轴心线位置，各径向平面偏差的颜色标识变化，进而可以筛选出各径向平面偏差均相对最小的位置，该位置作为零件毛坯的轴心线校正后位置，计算位置变化数值△(x，y，z)；在零件毛坯的加工固定的空间坐标系中，将其轴心线按照△(x，y，z)变化后获取零件毛坯的轴心线校正后位置，任选相对轴心线中心对称的一组定位块中任一定位块，在径向平面内连接定位块中心和校正后零件毛坯的轴心线，将二者连线作为校正后基准定位线，完成基准定位线的校正。
步骤2：对完成基准定位线校正的薄壁零件毛坯的两端面及侧面外圆，进行立车加工，获取壁厚均匀的薄壁零件毛坯；所述立车加工留有余量。
具体的，采用三爪夹具由薄壁零件毛坯内部将其固定，将薄壁零件毛坯的自由端面固定于旋转工作台，中空环形端面近车加工刀具端设置；车加工刀具由中空环形端面至自由端面对薄壁零件毛坯两端面及侧面外圆进行车加工。
实施时，如图8所示，利用三爪夹具5将零件毛坯固定于旋转工作台4上，实现径向绕机床工作平台6旋转，加工刀具7完成薄壁零件的侧面101、第二端面103和第一端面102的外圆加工；此时机床工作平台6为立车工作平台，加工刀具7为立车加工刀具。
需要说明的是，三爪夹具是车床常用的内固定夹具，设有三个爪头，可以调节三个爪头间距，从中空零件内部实现对不同内径中空零件夹持固定。
需要说明的是，本文所述立车加工留有余量是指，立车加工未加工至成型组件尺寸，存有进一步立车加工的余量。
需要说明的是，完成基准定位线校正的薄壁零件毛坯进行车加工旋转的轴心线为校正后的位置，以此轴心线旋转车加工获得薄壁零件毛坯的侧面具有更均匀的壁厚；立车加工后零件毛坯截面形状较原薄壁零件毛坯改变，壁厚均匀，零件毛坯截面中心位于校正后的轴心线。
步骤3：基于校正后的基准定位线，将完成立车加工的薄壁零件毛坯的侧面进行铣床加工，铣加工模具设有与薄壁零件毛坯侧面的外侧周向贴合固定的护板；所述铣床加工留有余量，并在薄壁零件毛坯的自由端面的外边缘非加工区域相对轴心线分散设置两个基准孔；所述基准孔的中心点与校正后的基准定位线共线。
具体的，采用上述用于薄壁零件侧面内壁加工的铣加工模具由薄壁零件毛坯外部将其固定，以薄壁零件毛坯的中空环形端面固定于旋转工作台，以自由端面近铣加工刀具端设置；铣加工刀具对薄壁零件毛坯侧面由内侧面至外侧面进行铣加工。
实施时，如图9所示，利用铣加工模具将零件毛坯固定于旋转工作台4上，实现径向绕机床工作平台6旋转，铣加工模具一端设有与第一端面102压合连接的第一压板201，另一端设有与第二端面103压合连接的第一底部固定件203；加工刀具7深入薄壁零件内部完成侧面101由内向外的加工，对窗口1011加工去除余量；此时机床工作平台6为铣床工作平台，加工刀具7为铣加工刀具。
需要说明的是，零件毛坯的侧面具有多个窗口，需要对零件毛坯旋转对窗口逐个加工，因而需要确定加工相邻窗口时，零件毛坯及其连接的旋转平台的旋转角度。
具体的，获取零件毛坯侧面窗口中心和轴心线连线，进一步获取窗口中心和轴心线连线与校正后的基准定位线的夹角；以该夹角计算加工相邻窗口时，零件毛坯及其连接的旋转平台的旋转角度。
实施时，以加工基准线竖直放置时为初始位置；通过确定窗口的中心与零件毛坯轴心连线与加工基准线夹角，进而明确窗口旋转至加工基准线位置，零件毛坯及其连接的旋转平台需要旋转的角度α；基于相邻窗口的α，确定加工相邻窗口时，零件毛坯及其连接的旋转平台相对初始位置的旋转角度。
具体的，在校正后的基准定位线上，薄壁零件毛坯的中空环形端面的外边缘非加工区域相对轴心线分散设置两个基准孔(图中未示出)。
需要说明的是，本文所述铣床加工留有余量是指：铣床加工未加工至成型组件尺寸，存有进一步铣床加工的余量。
需要说明的是，定位块在铣床加工后被去除，需要将校正后的基准定位线继续传递，因而设置基准孔作为基准定位线的传递媒介。
优选的，基准孔为成型薄壁零件目标加工孔。
步骤4：对完成铣床加工的薄壁零件毛坯稳定化处理。
具体的，对完成铣床加工的薄壁零件毛坯进行加热-空冷-再加热-随炉冷却处理，去除车加工和铣加工过程残留应力。
步骤5：对完成稳定化处理的薄壁零件毛坯两端面及侧面外圆，进行第二次立车加工，所述第二次立车加工留有余量。
具体的，采用三爪夹具由薄壁零件毛坯内部将其固定，以薄壁零件毛坯的自由端面固定于旋转工作台，以中空环形端面近车加工刀具端设置；车加工刀具由中空环形端面至自由端面对薄壁零件毛坯两端面及侧面外圆进行车加工。
如图8所示，利用三爪夹具5将零件毛坯固定于旋转工作台4上，实现径向绕机床工作平台6旋转，加工刀具7完成薄壁零件的侧面101、第二端面103和第一端面102的外圆加工；此时机床工作平台6为立车工作平台，加工刀具7为立车加工刀具。
步骤6：基于所述基准孔，对完成第二次立车加工的薄壁零件毛坯，进行第二次铣床加工，第二次铣床加工铣加工模具设有与薄壁零件毛坯侧面的外侧周向贴合固定的护板；所述第二次铣床加工留有余量。
具体的，采用上述用于薄壁零件侧面内壁加工的铣加工模具由薄壁零件毛坯外部将其固定，以薄壁零件毛坯的中空环形端面固定于旋转工作台，以自由端面近铣加工刀具端设置；铣加工刀具对薄壁零件毛坯侧面由内侧面至外侧面进行铣加工。
实施时，如图9所示，利用铣加工模具将零件毛坯固定于旋转工作台4上，实现径向绕机床工作平台6旋转，铣加工模具一端设有与第一端面102压合连接的第一压板201，另一端设有与第二端面103压合连接的第一底部固定件203；加工刀具7深入薄壁零件内部完成侧面101由内向外的加工，对窗口1011加工去除余量；此时机床工作平台6为铣床工作平台，加工刀具7为铣加工刀具。
具体的，以所述基准孔中心点连线所在直线作为第二次铣床加工的基准定位线。
实施时，将基准孔中心点连线用划线设备标识后，作为第二次铣床加工的基准定位线；获取零件毛坯侧面窗口中心和轴心线连线，进一步获取窗口中心和轴心线连线与第二次铣床加工的基准定位线的夹角；以基准定位线竖直放置时为初始位置；通过确定窗口的中心与零件轴心连线与加工基准线夹角，进而明确窗口旋转至加工基准线位置，零件毛坯及其连接的旋转平台需要旋转的角度α；基于相邻窗口的α，确定加工相邻窗口时，零件毛坯及其连接的旋转平台相对初始位置的旋转角度。
步骤7：基于所述基准点和所述用于设有环形凹槽的薄壁端面加工的车加工模具，对完成第二次铣床加工的薄壁零件毛坯，进行第三次立车加工，将薄壁零件毛坯的外圆加工至目标尺寸并获取中心环形端面的环形凹槽。
具体的，采用用于设有环形凹槽的薄壁端面加工的车加工模具由薄壁零件毛坯内部及外部将其固定，以薄壁零件毛坯的自由端面固定于旋转工作台，以中空环形端面近车加工刀具端设置；车加工刀具由中空环形端面至自由端面对薄壁零件毛坯两端面及侧面外圆进行车加工。
实施时，如图6、图7所示，车加工模具包含：第二压板307、外部支撑结构301、内部支撑结构305、第二底部固定件303；外部支撑结构301一端与第二底部固定件303固定连接，另一端与第二压板307的外侧面压合连接；第二压板307的内侧面与第二端面103的外侧压合连接，外部支撑结构301、第二压板307为第二端面103及薄壁零件提供在第二压板307、第二底部固定件303之间收紧压合的力；内部支撑结构305的一侧与第二端面103的内侧压合连接，另一侧与第二底部固定件303固定连接，内部支撑结构305、第二底部固定件303为第二端面103提供由薄壁零件内部向外部的支撑力。
实施时，车加工刀具对中空环形端面的中心内边缘由浅至深加工，获取中心环形端面的环形凹槽。
步骤8：基于所述基准孔，对完成第三次立车加工的薄壁零件毛坯，进行第三次铣床加工，第三次铣床加工用铣加工模具设有与薄壁零件毛坯侧面的外侧周向贴合固定的护板；所述第三次铣床加工将薄壁零件毛坯侧面的窗口加工至目标尺寸。
具体的，采用上述用于薄壁零件侧面内壁加工的铣加工模具由薄壁零件毛坯外部将其固定，以薄壁零件毛坯的中空环形端面固定于旋转工作台，以自由端面近铣加工刀具端设置；铣加工刀具对薄壁零件毛坯侧面由内侧面至外侧面进行铣加工。
实施时，如图9所示，利用铣加工模具将零件毛坯固定于旋转工作台4上，实现径向绕机床工作平台6旋转，铣加工模具一端设有与第一端面102压合连接的第一压板201，另一端设有与第二端面103压合连接的第一底部固定件203；加工刀具7深入薄壁零件内部完成侧面101由内向外的加工，对窗口1011加工去除余量；此时机床工作平台6为铣床工作平台，加工刀具7为铣加工刀具。
具体的，以所述基准孔中心点连线所在直线作为第三次铣床加工的基准定位线。
实施时，将基准孔中心点连线用划线设备标识后，作为第三次铣床加工的基准定位线；获取零件毛坯侧面窗口中心和轴心线连线，进一步获取窗口中心和轴心线连线与第三次铣床加工的基准定位线的夹角；以基准定位线竖直放置时为初始位置；通过确定窗口的中心与零件轴心连线与加工基准线夹角，进而明确窗口旋转至加工基准线位置，零件毛坯及其连接的旋转平台需要旋转的角度α；基于相邻窗口的α，确定加工相邻窗口时，零件毛坯及其连接的旋转平台相对初始位置的旋转角度。
具体的，如图3、图4和图5所示：铣加工模具与薄壁零件的第一端面102、第二端面103固定连接；铣加工模具一端设有与第一端面102压合连接的第一压板201，另一端设有与第二端面103压合连接的第一底部固定件203；同时，第一压板201的周向外侧边缘与第一底部固定件203的周向外侧边缘对应位置通过第一拉杆204固定连接，第一底部固定件203与机床平台固定连接；由第一拉杆204提供沿第一拉杆204方向紧合力，实现薄壁零件在机床平台的压合固定。
铣加工模具在薄壁零件的侧面101设有限制薄壁零件径向震颤的护板202；护板202周向环绕侧面101，并设有第一通孔2022；第一通孔2022穿设有第一拉杆204，沿侧面101周向设置的第一拉杆204实现护板202周向环绕贴合侧面101，在铣床刀具加工侧面101内壁时，限制薄壁零件径向向外侧的变形或震颤。
需要说明的是，铣床刀具对薄壁零件的侧面101加工为由内到外加工，对侧面101施加径向向外的力，容易导致侧面101变形或震颤；当加工毛坯的壁厚变薄时，变形或震颤对加工精度带来的不良影响会进一步增大。
与现有技术相比，一方面，本发明采用特制的立车加工模具和铣加工模具加工端面设有环形凹槽的薄壁零件，采用“粗加工-半精加工-精加工”的加工方式，减少了薄壁材料累积应力导致的变形和机械损害，提高了加工精度；其中，每次加工均包含一次铣加工和一次车加工，本发明采用立车加工模具对薄壁零件的侧壁外圆逐渐车薄处理，侧壁刚性逐渐减弱，在后续铣加工中通过在铣加工模具设置护板，提高了薄壁零件毛坯侧面的刚度，护板在薄壁零件毛坯铣加工时，可以为径向两个方向提供支撑力，从而减少径向两个方向的震颤和变形；同时为了应对薄壁零件的侧壁刚性下降，避免侧壁在立车加工时变形，本发明在车加工模具中设置内部支撑结构、外部支撑结构将第二端面固定，保证了侧面铣加工窗口等结构的尺寸精度。
另一方面，本发明通过在铣加工模具中设置第一压板、第一底部固定件、第一拉杆、护板，在实现对薄壁零件压合固定的同时，大大减少了侧面加工时震颤对加工精度的不良影响；改善了现有技术中对薄壁零件侧面由内至外铣加工时易震颤、加工精度差的缺陷。
除此之外，本发明采用激光扫描成像技术，初步判定各段铸件壁厚情况，确定旋转轴心线校正位置，基于校正后轴心线对加工基准线调整协调各加工部位壁厚尺寸，尽可能使零件在加工前壁厚借量均匀，以保证各面加工余量均匀，壁厚均匀满足要求，在保证基准划线精度同时大大减少了后续工序机床找正调零的工作量。
除此之外，本发明通过在铸造出的薄壁零件毛坯的内侧面设有定位块，以定位块中心在径向平面连线作为第一次立车工艺中基准，可以在满足精度要求基础上大大减少了后续工序机床找正调零的工作量；并进一步利用定位块和旋转轴心线校正位置确定加工基准定位线；进一步在加工基准定位线上设置基准孔作为原始基准的传递媒介，保证了基准的延续，提高了加工精度。
除此之外，本发明在对定位基准线和轴心校正后的毛坯，通过立车加工去除铸造过程变形和精度误差，使得毛坯的转动轴心与其端面几何中心重合，结合定位基准线为下一步加工提供了基准。
具体的，步骤1所述基于激光扫描拟合成像获取薄壁零件毛坯的拟合图像，具体方法为：利用薄壁零件毛坯内外表面密布的传感器作为数据采样点，利用激光扫描获取传感器在空间坐标系坐标，根据传感器空间坐标信息拟合出薄壁零件毛坯的三维图像。
具体的，步骤1所述基于薄壁零件毛坯的拟合图像对基准定位线进行校正，包括：
S101：利用激光扫描拟合成像软件，将零件毛坯的拟合图像和薄壁零件毛坯理论图像的轴心线重合，对零件毛坯径向截面各区域厚度进行对比，自动获取偏差并根据偏差大小进行颜色标识；
S102：若各径向截面偏差小于等于第一阈值δ1，不做任何调整，基准定位线完成校正；
若各径向截面偏差大于第一阈值δ1，调整薄壁零件毛坯的理论图像的轴心线的位置，直至各径向截面偏差小于等于第一阈值δ1，记录空间坐标系中轴心线的位置变化数值△(x，y，z)；
S103：构建和零件毛坯的拟合图像和薄壁零件毛坯理论图像相同空间坐标系，在该坐标系内将零件毛坯的轴心线，按照△(x，y，z)变化获取校正后零件毛坯的轴心线坐标；
S104：在零件毛坯的定位块中心所在径向平面内，连接任一定位块中心和校正后零件毛坯的轴心线，将二者连线作为校正后基准定位线，完成基准定位线校正。
优选的，第一阈值δ1取0.02mm。
需要说明的是，第一阈值δ1的确定和百分表自身精度相关，第一阈值δ1＜0.02mm，超出了百分表精度范围。
具体的，步骤2所述立车加工，包括以下步骤：
S201：将固定后的薄壁零件毛坯，选取立车加工加工量的1/4～1/2，进行试加工，获取试加工毛坯样品；
S202：检测试加工毛坯样品绕校正后零件毛坯的轴心线旋转的偏心度；
S203：对偏心度进行判断；
若偏心度小于第二阈值δ2，则进行车加工；
若偏心度大于第二阈值δ2，则重复S101-S104再次校正零件毛坯的轴心线，直至偏心度小于第二阈值δ2。
具体的，S202所述偏心度通过百分表检验，包括以下步骤：将百分表固定端固定于机床平台，测试端与零件毛坯的侧面接触至有示数；记录零件毛坯旋转一周过程中，百分表示数变化。
具体的，以百分表指针示数变化η评价偏心度，η满足：η＝Smax-Smin，其中，Smax为百分表指针示数最大值，Smin为百分表指针示数最小值。
可选的，第二阈值δ2设置为0.02mm。
需要说明的是，第二阈值δ2的确定和百分表自身精度相关，第二阈值δ2＜0.02mm，超出了百分表精度范围。
为了满足镁合金加工，第一次车加工时，零件毛坯进给量为0.4mm/r～0.6mm/r；低于0.4mm/r，容易出现局部过热导致镁合金变形甚至自燃；高于0.6mm/r，难以满足精度要求。
为了提高局部散热性，在零件毛坯加工时给予0.6MPa～0.8MPa的风冷气流。
需要说明的是，水或油质切削冷却液，会与高温镁合金反应；与现有技术相比，本发明选用0.6MPa～0.8MPa的风冷气流给予冷却，解决了局部散热难题，有利于进一步降低进给量，提高加工精度和加工安全性。
为了减少加工时变形量，零件毛坯切削深度取0.5～2；零件毛坯切削深度大于2，普通三爪夹具固定下容易出现变形。
具体的，步骤2所述立车加工的加工量为2～4mm。
优选的，步骤2所述立车加工的加工量为3mm。
具体的，步骤3所述进行铣床加工，通过获取零件毛坯侧面窗口中心、轴心线连线与校正后的基准定位线的夹角，并以该夹角计算加工相邻窗口时，零件毛坯及其连接的旋转平台的旋转角度，具体包括：
S301：将窗口的中心在其所在径向平面内与零件毛坯轴心连线，通过角度测量设备获取该连线与加工基准线夹角α，基于窗口的相邻顺序，依次编号为第一窗口，…,第n窗口,对应的夹角α编号为α1，…,αn；
S302：计算任意相邻窗口与加工基准线夹角的差值△α，作为相邻窗口加工时，零件毛坯及其连接的旋转平台的旋转角度；其中，△α满足：△α＝αk-αk-1，k≤n；k表示窗口序号，αk为第k个窗口的中心在其所在径向平面内与零件毛坯轴心连线与加工基准线夹角。
具体的，相邻窗口加工时，零件毛坯及其连接的旋转平台的旋转角度调节，通过旋转平台自带角度刻度实现调节。
具体的，步骤3所述基准孔利用机床开孔设备获得，***定位销钉对基准孔位置校正，包括：
S311：在垂直水平面方向设置第一坐标轴，以机床旋转平台的旋转轴线为第二坐标轴，在水平面内垂直于第一坐标轴、第二坐标轴的方向设立第三坐标轴，构建空间坐标系；
S312：选取其中一个基准孔的定位销钉作为第一定位销钉，在机床主轴设置百分表与第一定位销钉侧面最高处接触，记录百分表读数；
S313：选取其中另一个基准孔的定位销钉作为第二定位销钉，利用机床旋转平台的自身刻度旋转180°，保持机床主轴在第一坐标轴、第二坐标轴的坐标不变在第二定位销钉侧面最高处接触，记录百分表读数；
S314：基于两次百分表读数对基准孔进行校正；
若两次百分表读数的差值小于第三阈值δ3，则判断基准孔设置满足要求；
若两次百分表读数的差值大于第三阈值δ3，则基于校正后的基准定位线在原有基准孔进行扩孔，选用匹配的定位销钉重复S312-S313，直至两次百分表读数的差值小于第三阈值δ3。
具体的，以百分表指针示数变化η评价基准孔设置的准确度，η满足：η＝Smax-Smin，其中，Smax为两次百分表读数的百分表指针示数最大值，Smin为两次百分表读数的百分表指针示数最小值。
可选的，第三阈值δ3设置为0.02mm。
需要说明的是，第三阈值δ3的确定和百分表自身精度相关，第三阈值δ3＜0.02mm，超出了百分表精度范围。
具体的，基于校正后的基准定位线在原有基准孔进行扩孔包括：在校正后的基准定位线上重新定位扩孔后基准孔的圆心后进行扩孔；基准孔扩孔直径应大于原有基准孔，且扩孔后基准孔完全覆盖原有基准孔区域，进而消除原有基准孔位置设置偏差造成的误差。
需要说明的是，基准孔的圆心在校正后的基准定位线上距离可以根据实际需要调节，因而在步骤S312-S313中百分表读数时，不需要对平行校正后的基准定位线方向的第三坐标轴的坐标读数。
具体的，步骤3所述铣床加工的加工量1mm～5mm。
优选的，步骤3所述铣床加工的加工量2mm～3mm。
具体的，S312与S313中销钉侧面最高处的确定，包括：
S321：在垂直水平面方向设置第一坐标轴，以机床旋转平台的旋转轴线为第二坐标轴，在水平面内垂直于第一坐标轴、第二坐标轴的方向设立第三坐标轴，以机床旋转平台中心为原点构建空间坐标系；
S322：选取其中一个基准孔的定位销钉***匹配的定位销钉，在机床主轴设置百分表与定位销钉侧面一端的顶部区域接触并有示数，保持机床主轴第一坐标轴坐标、第二坐标轴坐标不变，将机床主轴平行第三坐标轴移动，并保持百分表示数不为零；记录百分表示数最小时空间坐标作为定位销钉侧面一端最高点坐标；
S323：同样方法获取定位销钉侧面另一端最高点坐标，比较两端的最高点坐标，取二者中第一坐标轴坐标数值大者作为销钉侧面最高处坐标。
需要说明的是，销钉一般性选取侧面光滑平整的圆柱体，受限于基准孔打孔的精度，开孔平整度较差，定位销钉可能出现安装后不水平状况，无法进一步用于校正基准孔。
进一步的，为了对基准孔开孔纵向平整度校正，S311与S312之间还包括对基准孔开孔平整度校正：
S324：比较S322与S323两步获取的两端的最高点坐标(x1，y1，z1)和(x2，y2，z2)，获取各坐标轴坐标差值△x，△y，△z；其中，△x＝|x1-x2|，△y＝|y1-y2|，△z＝|z1-z2|；
若△x，△y，△z均小于第四阈值δ4，则判断基准孔的开孔平整度满足要求；
若△x，△y，△z中任一数值大于第四阈值δ4，则基于校正后的基准定位线在原有基准孔进行扩孔，选用匹配的定位销钉重复S322-S323，直至△x，△y，△z均小于第四阈值δ4。
可选的，第四阈值δ4和机床加工精度相关。
与现有技术相比，根据加工部位的不同，采用分区域进行加工，将圆弧面进行分割，然后在各个分割区域中规划加工轨迹逐个窗口进行加工，而不是固定薄壁零件毛坯，控制刀具运动，减少了刀具运动位移，避免因另刀具悬伸过长引起的加工震颤，从而保证加工精度，提升加工效率。
具体的，步骤4所述稳定化处理过程，进一步降低预加工过程残留应力，包括以下步骤：
S401：在120±10℃下，热处理2h～6h，后空冷降温至室温；
S402：在120±10℃下，热处理2h～6h，后随炉冷却至室温。
在正温-空冷-正温-随炉冷却过程中不断产生的热应力与原始残余应力相叠加，超过材料的屈服强度而发生塑性变形，从而使原始残余应力降低，进一步提升筒状件材料塑性和可加工性。
具体的，步骤S401通过空冷，较为迅速的实现外表面热应力与原始残余应力相叠加，发生塑性变形；步骤S402通过随炉冷却，较为缓慢进行降温，可以减少零件毛坯外表面和内表面因空冷产生的热应力；整体上实现降低因粗加工产生的应力的效果。
需要说明的是，首次立车加工和铣床加工属于粗加工过程，由于去除余量大，加工过程累计应力较大，因而需要进行稳定化处理，去除累积应力；第二次立车加工、第二次铣床加工及第三次立车加工、第三次铣床加工的去除余量较小，且加工毛坯件更薄，因而不容易累积应力。
具体的，步骤5所述第二次车加工，为了满足镁合金加工，零件毛坯进给量为0.4mm/r～0.6mm/r；低于0.4mm/r，容易出现局部过热导致镁合金变形甚至自燃；高于0.6mm/r，难以满足精度要求。
为了提高局部散热性，在零件毛坯加工时给予0.6MPa～0.8MPa的风冷气流。
需要说明的是，水或油质切削冷却液，会与高温镁合金反应；与现有技术相比，本发明选用0.6MPa～0.8MPa的风冷气流给予冷却，解决了局部散热难题，有利于进一步降低进给量，提高加工精度和加工安全性。
为了减少加工时变形量，零件毛坯切削深度取0.5～2；零件毛坯切削深度大于2，普通三爪夹具固定下容易出现变形。
具体的，步骤5所述第二次立车加工留有余量，并未将外圆加工至成型尺寸，第二次立车加工的加工量为1mm～3mm。
优选的，步骤5所述第二次立车加工的加工量为2mm。
具体的，步骤6所述进行第二次铣床加工，通过获取零件毛坯侧面窗口中心、轴心线连线与校正后的基准定位线的夹角，并以该夹角计算加工相邻窗口时，零件毛坯及其连接的旋转平台的旋转角度，具体包括：
S601：将窗口的中心在其所在径向平面内与零件毛坯轴心连线，通过角度测量设备获取该连线与加工基准线夹角α，基于窗口的相邻顺序，依次编号为第一窗口，…,第n窗口,对应的夹角α编号为α1，…,αn；
S602：计算任意相邻窗口与加工基准线夹角的差值△α，作为相邻窗口加工时，零件毛坯及其连接的旋转平台的旋转角度；其中，△α满足：△α＝αk-αk-1，k≤n；k表示窗口序号，αk为第k个窗口的中心在其所在径向平面内与零件毛坯轴心连线与加工基准线夹角。
具体的，相邻窗口加工时，零件毛坯及其连接的旋转平台的旋转角度调节，通过旋转平台自带角度刻度实现调节。
实施时，记录上一窗口加工时旋转平台的角度刻度，将旋转平台的角度刻度旋转△α，使得该待加工窗口处于上一窗口加工位置。
步骤7所述进行第三次立车加工，将薄壁零件毛坯的外圆加工至目标尺寸并获取中心环形端面的环形凹槽，包括：
S701：使用上述用于设有环形凹槽的薄壁端面加工的车加工模具，将薄壁零件毛坯的自由端面固定于旋转工作台，中空环形端面近车加工刀具端设置；
S702：利用车加工刀具对薄壁零件毛坯的侧面外圆加工至目标尺寸；
S703：利用车加工刀具对薄壁零件毛坯的中心环形端面内边缘加工，获取环形凹槽。
具体的，S701所述将薄壁零件毛坯的自由端面固定于旋转工作台，包括：
S7011：外部支撑结构一端与第二底部固定件固定连接，另一端与第二压板的外侧面压合连接；第二压板的内侧面与第二端面的外侧压合连接；
S7012：内部支撑结构的一侧与第二端面的内侧压合连接，另一侧与第二底部固定件固定连接。
与现有技术相比，本发明通过在车加工模具中设置内部支撑结构、外部支撑结构，通过第二压板为薄壁零件提供在第二压板、第二底部固定件之间收紧压合的力，内部支撑结构、第二底部固定件为第二端面提供由薄壁零件内部向外部的支撑力，这两个相反方向的力使得第二压片受力平衡，实现第二端面固定，并减少车加工刀具加工时第二端面的变形和震颤，提高了加工精度。
为了满足镁合金加工，第三次车加工时，零件毛坯进给量为0.2mm/r～0.4mm/r；低于0.2mm/r，容易出现局部过热导致镁合金变形甚至自燃；高于0.4mm/r，难以满足精度要求。
为了提高局部散热性，在零件毛坯加工时给予0.8MPa～1.0MPa的风冷气流。
需要说明的是，水或油质切削冷却液，会与高温镁合金反应；与现有技术相比，本发明选用0.8MPa～1.0MPa的风冷气流给予冷却，增大风压，有助于解决局部散热难题，并可以降低进给量，提高加工精度和加工安全性。
为了减少加工时变形量，零件毛坯切削深度取0.2～0.5；由于第三次车加工零件厚度减小，零件毛坯切削深度小于等于0.5，同时采用用于设有环形凹槽的薄壁端面加工的车加工模具固定，避免出现变形。
步骤8所述进行第三次铣床加工，所述第三次铣床加工将薄壁零件毛坯侧面的窗口加工至目标尺寸，包括：
S801：使用所述用于薄壁零件侧面内壁加工的铣加工模具，将薄壁零件毛坯的中空环形端面固定于旋转工作台，以自由端面近车加工刀具端设置；
S802：将窗口的中心在其所在径向平面内与零件毛坯轴心连线，通过角度测量设备获取该连线与加工基准线夹角α，基于窗口的相邻顺序，依次编号为第一窗口，…,第n窗口,对应的夹角α编号为α1，…,αn；
S803：计算任意相邻窗口与加工基准线夹角的差值△α，作为相邻窗口加工时，零件毛坯及其连接的旋转平台的旋转角度；其中，△α满足：△α＝αk-αk-1，k≤n；k表示窗口序号，αk为第k个窗口的中心在其所在径向平面内与零件毛坯轴心连线与加工基准线夹角。
S804：以加工基准线竖直状态为初始位置，设置铣加工刀具的加工区域为轴心下方水平面内，将旋转平台旋转α1度数，使得第一窗口与轴心线连线处于初始位置，第一窗口的加工平面处于铣加工刀具的加工区域，将第一窗口铣加工至目标尺寸；
S805：将旋转平台旋转α2-α1度，使得第二窗口的加工平面处于铣加工刀具的加工区域，将第二窗口铣加工至目标尺寸；
S806：将旋转平台旋转α3-α2，…，αn-αn-1度，使得第三窗口，…，第n窗口的加工平面处于铣加工刀具的加工区域，对第三窗口，…，第n窗口铣加工至目标尺寸；完成对薄壁零件毛坯的第三次铣床加工。
具体的，S801所述将薄壁零件毛坯的自由端面固定于旋转工作台，包括：
S8011：铣加工模具的第一压板与第一端面压合连接，第一底部固定件与第二端面压合连接；
S8012：将第一压板的周向外侧边缘与第一底部固定件的周向外侧边缘对应位置通过第一拉杆固定连接，将第一底部固定件与机床平台固定连接；
S8013：将第一拉杆穿设周向环绕侧面设置的第一通孔，沿侧面周向设置的第一拉杆实现护板周向环绕贴合侧面。
与现有技术相比，本发明通过在铣加工模具中设置第一压板、第一底部固定件、第一拉杆、护板，在实现对薄壁零件压合固定的同时，大大减少了侧面加工时震颤对加工精度的不良影响；改善了现有技术中对薄壁零件侧面加工易震颤、加工精度差的缺陷。
第三次铣加工中在铣加工过程，还包含利用测量设备对侧面各处壁厚进行检测步骤。
护板上径向设置第二通孔使得铣加工同时依然可以测量侧壁厚度，并通过通孔实现通风和散热，解决了现有技术中对薄壁件侧壁加工存在厚度控制困难和散热不畅的问题。
具体的，如图3、图4所示，护板202的侧面设有多个第二通孔2021，通过第二通孔2021，外接设备对侧面101各点的壁厚进行检测。
实施时，采用超声、激光或X射线设备对侧面101各点的壁厚进行检测。
所述镁合金薄壁零件的加工方法，在步骤8后还包括检查薄壁零件裂纹损伤步骤，具体的，使用GJ/B 1187A-2001《射线检测》方法进行检测，验收标准使用QJ20708《稀土耐热铸造镁合金及铸造规范》中Ι类铸件要求验收；选取方法为X光荧光探伤。
所述镁合金薄壁零件的加工方法，在检查薄壁零件裂纹损伤步骤后，包含镁合金薄壁零件表面微弧氧化处理步骤，具体的，利用高压电弧将镁合金表面生成耐热性良好且坚硬的氧化镁层，提高镁合金耐氧化能力、表面硬度和耐磨性。
另一方面，本发明公开一种端面设有环形凹槽的镁合金薄壁零件的加工模具，如图3和图6所示，包括铣加工模具和车加工模具。
关于铣加工模具，铣加工模2具用于薄壁零件侧面内壁加工，同时与薄壁零件的第一端面102、第二端面103固定连接，使得薄壁零件固定于铣加工模具。
具体的，如图3、图4和图5所示：铣加工模具一端设有与第一端面102压合连接的第一压板201，另一端设有与第二端面103压合连接的第一底部固定件203。
具体的，第一压板201为中空环形结构，铣加工刀具由第一端面102进入薄壁零件内部铣加工或者对薄壁零件外部铣加工。
同时，所述铣加工模具还设有第一拉杆204；第一压板201的周向外侧边缘与第一底部固定件203的周向外侧边缘通过第一拉杆204固定连接，第一底部固定件203与机床平台固定连接；由第一拉杆204提供沿第一拉杆204方向紧合力，实现薄壁零件在机床平台的压合固定。
第一拉杆204沿侧面101周向设置有多个，铣加工模具在薄壁零件的侧面101设有限制薄壁零件径向震颤的护板202；护板202周向环绕侧面101，并设有轴向设置的第一通孔2022；第一通孔2022与第一拉杆204一一对应；第一拉杆204穿过第一通孔2022；沿侧面101周向设置的第一拉杆204使得护板202径向固定；同时护板202与侧面101周向环绕贴合后产生足够大静摩擦力，实现护板202轴向固定，进而实现了护板202的固定。护板202在铣床刀具加工侧面101内壁时，护板202可以限制薄壁零件径向向外侧的变形或震颤。
需要说明的是，铣床刀具对薄壁零件的侧面101加工为由薄壁零件内部到外部逐步加工，因而对侧面101施加径向向外的力，容易导致侧面101变形或震颤；当加工毛坯的壁厚变薄时，变形或震颤对加工精度带来的不良影响会进一步增大。
与现有技术相比，本发明通过在铣加工模具中设置第一压板201、第一底部固定件203、第一拉杆204、护板202，在实现对薄壁零件压合固定的同时，大大减少了侧面加工时震颤对加工精度的不良影响；改善了现有技术中对薄壁零件侧面加工易震颤、加工精度差的缺陷。
具体的，如图4、图5所示，薄壁零件的第一端面102与第一压板201压合连接；第二端面103与第一底部固定件203压合连接；第一拉杆204的两端分别与第一压板201、第一底部固定件203的周向边缘固定连接；第一拉杆204沿第一压板201、第一底部固定件203的周向边缘设置，并穿过第一通孔2022，使得护板202径向固定，并与侧面101周向环绕压合；压合的护板202与侧面101产生足够的静摩擦力，实现护板202与侧面101的轴向固定。
具体的，护板202的侧面还设有多个径向设置的第二通孔2021，用于外接设备对侧面101的壁厚进行检测和加工时毛坯件侧面的通风和散热。
与现有技术相比，本发明通过设置第二通孔使得铣加工同时依然可以测量侧壁厚度，并通过通孔实现通风和散热，解决了现有技术中对薄壁件侧壁加工存在厚度控制困难和散热不畅的问题。
需要说明的是，薄壁件加工尤其是镁合金件加工散热一直是关键问题，热量累计过大会引起镁合金软化变形，甚至燃烧。镁合金是少数可以和空气中氮气、氧气同时反应的金属，加工时温度控制尤为重要。
优选的，护板202由两个护板单元轴向拼接而成，护板202在两个护板单元连接处设有连接间隙可调的连接结构205，使得护板202可以匹配外径不同的薄壁零件毛坯，并对护板202与侧面101的压合程度进行调节；当压合力足够大时，护板202与侧面101产生足够大静摩擦力，实现护板202轴向固定。
为了实现对侧面101上第一凹槽1013的加工，护板202的高度低于薄壁零件毛坯的高度。
具体的，铣加工刀具通过护板202与第一压板201之间空隙对第一凹槽1013由外至内加工。
优选的，护板202的壁厚大于薄壁零件毛坯的壁厚。
需要说明的是，护板202通过第一拉杆204径向固定，并与侧面101周向环绕压合，同时护板202的壁厚远大于薄壁零件毛坯，提高了薄壁零件毛坯侧面的刚度，使得铣加工刀具对第一凹槽1013加工时，护板202为侧面101提供周向支撑力，该支撑力与铣加工刀具施力方向相反，因而使得薄壁零件毛坯稳定，不容易发生由外至内的震颤或变形。
一方面，护板202侧面及护板202的圆拱形结构可以有效分散铣加工刀具的施力；另一方面，护板202为侧面101提供周向支撑力，是护板202在其与侧面101接触各点均匀施力，因而可以防止局部应力集中导致的薄壁零件毛坯侧面变形。
与现有技术相比，护板202环绕贴合薄壁零件毛坯侧面的设置，可以在薄壁零件毛坯侧面铣加工时，为径向两个方向提供支撑力，从而减少径向两个方向的震颤和变形。
具体的，第一拉杆可拆卸的与第一压板、第一底部固定件固定连接。
优选的，第一拉杆与第一压板、第一底部固定件连接区域设有螺纹，借助与螺纹匹配的螺母实现第一拉杆与第一压板、第一底部固定件得固定连接。
优选的，第一拉杆相对薄壁零件的轴心中心对称设置，在径向为薄壁零件提供均匀的压力。
具体的，关于车加工模具，车加工模具用于设有环形凹槽的端面加工，同时与薄壁零件的第一端面、第二端面固定连接，使得薄壁零件固定于车加工模具。
具体的，如图6、图7所示，车加工模具还包括：第二压板307、第二底部固定件303；外部支撑结构301的一端与第二底部固定件303固定连接，另一端与第二压板307的外侧面压合连接；第二压板307的内侧面与第二端面103的外侧压合连接，外部支撑结构301通过第二压板307为薄壁零件提供在第二压板307、第二底部固定件303之间收紧压合的力。
同时，内部支撑结构305的一侧与第二端面103的内侧压合连接，另一侧与第二底部固定件303固定连接，内部支撑结构305、第二底部固定件303为第二端面103提供由薄壁零件内部向外部的支撑力。
具体的，第二端面103与第二压板307的压合区域局部重合，第二端面103的环形中心边缘设有未被第二压板307遮挡并用于加工环形凹槽1031的区域。
可选的，内部支撑结构305与第二压板307中用于加工环形凹槽1031的区域完全重合，内部支撑结构305由第二压板307内侧为环形凹槽1031的加工区域提供支撑。
需要说明的是，车加工刀具对环形凹槽1031的加工在第二端面103外侧由浅至深进行，此时车加工刀具给予第二端面103由外向内的压合力，在该力作用下，第二端面103同样会产生变形或震颤，进而影响加工精度；当薄壁零件的壁厚越小，变形或震颤对精度的影响越大，零件的加工难度相应增大。
与现有技术相比，本发明通过设置内部支撑结构、外部支撑结构，通过第二压板为薄壁零件提供在第二压板、第二底部固定件之间收紧压合的力，内部支撑结构、第二底部固定件为第二端面提供由薄壁零件内部向外部的支撑力，这两个相反方向的力使得第二压片受力平衡，实现第二端面固定，并减少车加工刀具加工时第二端面的变形和震颤，提高了加工精度。
具体的，为了实现薄壁零件在车加工时压合固定，如图7所示，外部支撑结构301设有连接压板3011、第二拉杆3013及外部支撑杆3012；连接压板3011设有贯穿孔；第二拉杆3013与贯穿孔一一对应，第二拉杆3013的一端穿过贯穿孔并与连接压板3011固定连接，另一端与第二底部固定件303固定连接；贯穿孔贯穿的一组侧面与第二压板307平行设置，该组侧面中一侧面与第二压板307的外边缘压合抵接。
实施时，如图6所示，第二压板307采用环形平板，连接压板3011采用长方体连接块，压合于环形平板外边缘。
可选的，第二拉杆3013末端设有螺纹结构，第二拉杆3013贯穿连接压板3011后通过螺母与连接压板3011固定连接。
需要说明的是，连接压板3011压合于第二压板307环形平板外边缘的方式，并通过第二拉杆3013与第二底部固定件303固定的方式，因而第二拉杆3013与第二压板307连接点和连接压板、第二压板307的受力点不重合，连接压板在压合第二压板307同时受到反向应力，进而导致连接压板3011与第二压板307压合固定方式容易松动。
进一步的，为了解决连接压板3011与第二压板307压合固定的容易松动脱落问题，外部支撑结构301设有外部支撑杆3012；外部支撑杆3012的一端与连接压板3011固定连接，另一端与第二底部固定件303固定连接，相对第二拉杆3013远离薄壁零件设置。
与现有技术相比，本发明通过在外部支撑结构301设置连接压板3011、外部支撑杆3012、第二拉杆3013可以实现对薄壁零件边角稳定的压合固定，而不必像现有技术采用经过第二端面中心区域的长型连接压板，因而改善了现有技术中薄壁件固定模具对车床刀具加工干扰的缺陷。
具体的，为实现对第二端面103的内侧支撑，内部支撑结构305设有内侧支撑板3051和内侧支撑杆3052；内侧支撑板3051呈圆环状，和第二端面103同轴匹配设置，由内侧为第二端面103提供与连接压板3011的压合力反向的支撑力；内侧支撑杆3052一端与内侧支撑板3051固定连接，另一端与第二底部固定件303固定连接，为内侧支撑板3051提供由内向外的与连接压板3011的压合力反向的支撑力。
可选的，内侧支撑板3051与环形凹槽1031的加工区域完全重合，为环形凹槽1031的加工提供与连接压板3011的压合力反向的支撑力；这样可以极大地改善薄壁件加工凹槽产生的变形和震颤。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.端面设有环形凹槽的薄壁零件的加工方法，其特征在于，包括：
连接相对轴心中心对称的定位块的中心作为中空环形端面的基准定位线，基于激光扫描拟合成像获取薄壁零件毛坯的拟合图像，基于薄壁零件毛坯的拟合图像对基准定位线进行校正；所述薄壁零件毛坯具有一个侧面、一个无遮挡的自由端面和一个中空环形端面；所述侧面内表面设有至少两个相对轴心中心对称的定位块；
对完成基准定位线校正的薄壁零件毛坯的两端面及侧面外圆，进行立车加工，获取壁厚均匀的薄壁零件毛坯；所述立车加工留有余量；
基于校正后的基准定位线，将完成立车加工的薄壁零件毛坯的侧面进行铣床加工，所述铣床加工留有余量，所述铣床加工用铣加工模具设有与薄壁零件毛坯侧面的外侧周向贴合固定的护板；并在薄壁零件毛坯的自由端面的外边缘非加工区域相对轴心线分散设置两个基准孔；所述基准孔的中心点与校正后的基准定位线共线；
对完成铣床加工的薄壁零件毛坯稳定化处理；
对完成稳定化处理的薄壁零件毛坯两端面及侧面外圆，进行第二次立车加工，所述第二次立车加工留有余量；
基于所述基准孔，对完成第二次立车加工的薄壁零件毛坯，进行第二次铣床加工；第二次铣床加工用铣加工模具设有与薄壁零件毛坯侧面的外侧周向贴合固定的护板；所述第二次铣床加工留有余量；
基于所述基准点和所述用于设有环形凹槽的薄壁端面加工的车加工模具，对完成第二次铣床加工的薄壁零件毛坯，进行第三次立车加工，将薄壁零件毛坯的外圆加工至目标尺寸并获取中心环形端面的环形凹槽；
基于所述基准孔，对完成第三次立车加工的薄壁零件毛坯，进行第三次铣床加工；第三次铣床加工用铣加工模具设有与薄壁零件毛坯侧面的外侧周向贴合固定的护板，所述第三次铣床加工将薄壁零件毛坯侧面的窗口加工至目标尺寸。
2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述基于激光扫描拟合成像获取薄壁零件毛坯的拟合图像，具体方法为：利用薄壁零件毛坯内外表面密布的传感器作为数据采样点，利用激光扫描获取传感器在空间坐标系坐标，根据传感器空间坐标信息拟合出薄壁零件毛坯的三维图像。
3.根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于，所述基于薄壁零件毛坯的拟合图像对基准定位线进行校正，包括：
S101：利用激光扫描拟合成像软件，将零件毛坯的拟合图像和薄壁零件毛坯理论图像的轴心线重合，对零件毛坯径向截面各区域厚度进行对比，自动获取偏差并根据偏差大小进行颜色标识；
S102：若各径向截面偏差小于等于第一阈值δ1，不做任何调整，基准定位线完成校正；
若各径向截面偏差大于第一阈值δ1，调整薄壁零件毛坯的理论图像的轴心线的位置，直至各径向截面偏差小于等于第一阈值δ1，记录空间坐标系中轴心线的位置变化数值△(x，y，z)；
S103：构建和零件毛坯的拟合图像和薄壁零件毛坯理论图像相同空间坐标系，在该坐标系内将零件毛坯的轴心线按照△(x，y，z)变化获取校正后零件毛坯的轴心线坐标；
S104：在零件毛坯的定位块中心所在径向平面内，连接任一定位块中心和校正后零件毛坯的轴心线，将二者连线作为校正后基准定位线，完成基准定位线校正。
4.根据权利要求3所述的加工方法，其特征在于，所述立车加工，包括以下步骤：
S201：将固定后的薄壁零件毛坯，选取立车加工加工量的1/4～1/2，进行试加工，获取试加工毛坯样品；
S202：检测试加工毛坯样品绕校正后零件毛坯的轴心线旋转的偏心度；
S203：对偏心度进行判断；
若偏心度小于第二阈值δ2，则进行车加工；
若偏心度大于第二阈值δ2，则重复S101-S104再次校正零件毛坯的轴心线，直至偏心度小于第二阈值δ2。
5.根据权利要求4所述的加工方法，其特征在于，所述进行铣床加工，包括：通过获取零件毛坯侧面窗口中心、轴心线连线与校正后的基准定位线的夹角，并以该夹角计算加工相邻窗口时，零件毛坯及其连接的旋转平台的旋转角度。
6.根据权利要求5所述的加工方法，其特征在于，所述进行铣床加工，包括：
S301：将窗口的中心在其所在径向平面内与零件毛坯轴心连线，通过角度测量设备获取该连线与加工基准线夹角α，基于窗口的相邻顺序，依次编号为第一窗口，…,第n窗口,对应的夹角α编号为α1，…,αn；
S302：计算任意相邻窗口与加工基准线夹角的差值△α，作为相邻窗口加工时，零件毛坯及其连接的旋转平台的旋转角度；其中，△α满足：△α＝αk-αk-1，k≤n；k表示窗口序号，αk为第k个窗口的中心在其所在径向平面内与零件毛坯轴心连线与加工基准线夹角。
7.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述基准孔利用机床开孔设备获得，***定位销钉对基准孔位置校正，包括：
S311：在垂直水平面方向设置第一坐标轴，以机床旋转平台的旋转轴线为第二坐标轴，在水平面内垂直于第一坐标轴、第二坐标轴的方向设立第三坐标轴，构建空间坐标系；
S312：选取其中一个基准孔的定位销钉作为第一定位销钉，在机床主轴设置百分表与第一定位销钉侧面最高处接触，记录百分表读数；
S313：选取其中另一个基准孔的定位销钉作为第二定位销钉，利用机床旋转平台的自身刻度旋转180°，保持机床主轴在第一坐标轴、第二坐标轴的坐标不变在第二定位销钉侧面最高处接触，记录百分表读数；
S314：基于两次百分表读数对基准孔进行校正；
若两次百分表读数的差值小于第三阈值δ3，则判断基准孔设置满足要求；
若两次百分表读数的差值大于第三阈值δ3，则基于校正后的基准定位线在原有基准孔进行扩孔，选用匹配的定位销钉重复S312-S313，直至两次百分表读数的差值小于第三阈值δ3。
8.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述第三次铣加工中在铣加工过程，还包含利用测量设备对侧面各处壁厚进行检测步骤。
9.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述薄壁零件毛坯的立车加工过程包含使用风冷气流对薄壁零件毛坯降温冷却。
10.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述零件毛坯的立车加工进给量满足：第一次立车加工：0.4mm/r～0.6mm/r；第二次立车加工：0.4mm/r～0.6mm/r；第三次立车加工：0.2mm/r～0.4mm/r。
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