具有深孔薄壁结构的发动机筒等筒类零件广泛应用于航空航天、运载、国防等关键领域。此类零件采用超高强度钢等难加工材料,通过真空电子束或氩弧焊分段进行对接焊接。焊接后的焊缝往往不够平整,焊缝余高不一致。为保证内部结构的装配精度和去除焊缝表面的焊接缺陷,需要对焊缝余高进行修磨。焊缝修磨加工精度要求高,其加工难度大,已成为制约航空关键零件制造的瓶颈,对制造技术提出挑战。本文将面向发动机筒等关键零件深孔焊缝高质高效修磨并保证修磨后不损伤内壁的需求,分析了发动机筒实际为类圆轮廓和焊接后焊缝左右两侧不等高的特点,针对目前采用普通手动式磨床进行大深径比复杂内孔焊缝修磨加工时,存在深处焊缝无法直接观测、修磨量过分依赖操作者经验、生产效率低、加工精度一致性差和成品率低等问题,提出了焊缝测量修磨一体化的数控修磨技术。通过理论研究和技术攻关,在充分了解对接焊缝的加工现状和国内外内孔磨床结构和发展趋势的基础上,进行工艺流程制订、焊缝轮廓测量及构建、磨削轨迹规划和数控加工等研究,研制出测量修磨一体化的焊缝修磨机床,为我国航空工业的制造水平和产业化能力的提升提供技术支持。具体研究内容如下:(1)焊缝轮廓构建及目标轨迹生成方法从测量出发,针对薄壁筒对接处内焊缝原始轮廓未知和形貌复杂的特点,提出了采用非接触式激光位移传感器寻找并测量焊缝轮廓的测量方案,研究了焊缝轮廓测量及形貌构建、目标轮廓重构和加工轨迹规划的技术。(2)焊缝修磨机床结构设计从机床结构出发,结合薄壁筒零件对接处焊缝修磨的加工工艺和国内外内孔磨削的设备特点设计了测量修磨一体化的焊缝修磨机床。(3)焊缝修磨机床控制系统设计从机床控制系统出发,针对焊缝测量修磨一体化的实际需求,论述了测量单元与控制单元集成(通讯)、机床坐标系及系统参数确定、焊缝修磨加工工艺方案以及机床控制系统硬件及软件设计。(4)焊缝修磨机床性能验证试验从焊缝修磨试验出发,针对大深径比薄壁筒工件内焊缝加工难、加工后尺寸不可控的难题,在所研制的焊缝修磨机床上对多个直径的工件进行了试验验证。