CN101704183A - 飞机梁类零件的卧式数控加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对飞机梁类零件进行卧式数控加工的方法，以及实现这种方法所必需的装夹夹具，本方法采用在一次装夹的情况下，有效地实现卧式数控加工下飞机梁类零件的梁类零件的粗加工和精加工，保证加工尺寸的协调，并保证在卧式封闭式数控加工加工中不需中断加工、切换装夹。

Description

飞机梁类零件的卧式数控加工方法

技术领域

本发明涉及数控加工技术领域，特别是关于飞机梁类零件数控加工方法。

背景技术

飞机梁类零件是飞机结构中的一种典型的零件结构，是构成飞机结构的主要结构件之一。梁类零件一般为单面多槽腔细长结构，两侧为具有曲面外形的缘板，槽腔内为加强立筋。梁类零件一般通过对铝合金预拉伸板材经过数控加工而成，目前的加工方法一般都采用立式五坐标数控铣床或加工中心进行加工，这是由其结构特点和工艺复杂性决定的。但是目前存在这样的问题，立式机床加工的排屑往往没有卧式加工方便，不但清理困难，还容易造成铝屑二次切削，影响加工表面质量；同时，如果梁类零件只限定在立式机床加工，也大大制约了该类零件的加工范围，卧式数控机床的优势也难以发挥出来，造成资源的浪费。

但是采用卧式数控机床加工飞机梁类零件这种大型复杂结构件存在一些需要解决的难题。首先，卧式加工中机床工作台是垂直于地面，工件要悬挂在工作台上，因此要克服零件自身重力对加工中零件装夹稳定性的影响，保证尺寸的协调；其次是尽可能的减少装夹系统的重量，要求装夹系统尽可能轻巧简洁；同时，卧式数控机床往往是封闭式自动化加工，需要装夹系统具有更高的安全性，不能在加工过程中中断加工、切换装夹。

本发明的目的旨在克服以上困难，实现飞机梁类零件在卧式数控机床上的安全加工。

发明内容

本发明公开了一种对飞机梁类零件进行卧式数控加工的方法，以及实现这种方法所必需的装夹夹具。本发明由以下内容共同构成：

1)在待加工毛料上制备一个基准平面，一个侧向基准边，一个端面基准边，若干台阶装配孔。

2)真空夹具应当满足以下要求：一个定位基准平面；在基准平面上有一个端面定位块，沿夹具长度方向均匀分布的若干个刚性侧面定位块；在基准平面上具有位于零件轮廓线内的真空密封槽和密封橡胶圈；在基准平面上真空密封槽外具有与零件轮廓线一致的让刀槽以避免加工干涉；

3)将待加工毛料的基准平面、侧向基准边和端面基准边在真空夹具上压紧定位，真空吸附装夹。

3)零件粗加工应当均匀的去除所有的多余材料，零件表面只保留一层均匀的余量用于精加工

4)粗加工完成后应当将所有的压紧定位松开，关闭真空吸附，从而释放粗加工应力，然后重新装夹吸附零件。

5)零件精加工时，避让所有的工艺台和零件本体之间连接部分，当所有部位加工完成后，将工艺台和零件本体之间连接部分的厚度铣至最小厚度，最后由钳工分离工艺台.

通过以上方法，能够有效地实现卧式数控加工下飞机梁类零件的安全稳定装夹，保证加工尺寸的协调，并保证在卧式封闭式数控加工加工中不需中断加工、切换装夹。

以下结合实施例附图对该发明作进一步详细描述。

附图说明：

图1是卧式加工前毛料的准备示意图；

图2是卧式加工前毛料的准备及台阶孔剖面示意图；

图3是待加工毛料在真空夹具上定位及真空夹具在机床平台上的固定示意图；

图4是粗加工完成后待工件在真空夹具上的状态示意图；

图5是待工件在真空夹具上的剖面示意图。

图中编号说明：1工件毛料的端面基准边、2加工前的毛料、3工件毛料的台阶孔、4工件毛料的侧向基准边、5工件毛料的基准平面、6机床平台、7真空夹具、8固定真空夹具的螺栓、9真空夹具的端面定位块、10固定工件毛料的内六方螺栓、11真空夹具的让刀槽、12真空密封槽和密封橡胶圈、13抽气槽、14抽气孔、15真空夹具的定位销、16真空夹具的侧面定位块、17真空管路、18真空发生装置、19工件两端工艺台、20零件、21工件侧面工艺台、22工艺台和零件本体之间的连接、23真空夹具基准平面

具体实施例

本实施例描述了采用卧式加工中心，对某一飞机梁类零件进行卧式连续数控加工的方法，以及实现这种方法所必需的装夹夹具。该方法按以下步骤进行：

第一，卧式加工前毛料2的准备。毛料应事先制备一个基准平面5，一个侧向基准边4，一个端面基准边1，若干台阶孔3。台阶孔满足正好能够将固定工件的内六方螺栓10放进去并有适当的间隙，而且台阶孔的小孔部分的长度尽量小。参见图1、图2。

第二，用于卧式加工的真空夹具7的准备。真空夹具应当满足以下要求：一个定位基准平面23；在基准平面上有一个端面定位块9，若干个沿夹具长度方向均匀分布的侧面定位块16，定位块的强度应当足以工件的重量并在装夹、加工过程中保持足够的刚性，同时不会在零件加工过程中产生干涉；有沿零件轮廓分布的真空密封槽和密封橡胶圈12；若干个螺栓孔及相应的内六方螺栓10，螺栓孔位置和毛料上台阶孔对应；有相应的让刀槽11，其深度、宽度以五坐标加工零件外形时不产生干涉为原则；真空夹具还应具有若干抽气槽13和抽气孔14，真空发生装置18及真空管路17；具有在机床上定位的定位销15，以及用于固定真空夹具的螺栓8。

真空夹具7的自身重量应当尽量小，其尺寸比零件毛料2略大即可。侧向定位块16的强度应当足以工件的重量并在装夹、加工过程中保持足够的刚性，但也不能太大，否则会在零件20加工过程中产生干涉。侧向定位块16的宽度和高度略小于侧面工艺台22。在本实施例中，为使制造简单，侧向定位块16和端面定位块9均与真空夹具7做成一体结构。

第三，待加工毛料2及真空夹具7在机床平台6上的固定。真空夹具7应当在机床平台6上可靠地固定。待加工毛料2以一个基准平面5、一个侧向基准边4、一个端面基准边1在真空夹具上7定位，用内六方螺栓10压紧，启动真空系统。参见图3。

第四，零件粗加工方法。除保留两端工艺台19、若干个侧面工艺台22用于零件20的压紧外，粗加工应当均匀的去除所有的多余材料，零件表面只保留一层均匀的余量用于精加工。粗加工零件内部结构时应当从内向外逐层均匀去除余量，粗加工零件外部结构时应当从外向内逐层均匀去除余量。工艺台和零件本体之间应当有足够的连接厚度，保证在加工过程中能够可靠的固定零件，不产生松动或颤动。侧面工艺台21的位置应当与真空夹具侧面定位块16位置吻合，保证零件始终被可靠的定位和支撑，侧面工艺台21的高度略高于内六方螺栓10上表面。参见图4、图5。

粗加工完成后应当将所有的内六方螺栓10松开，关闭真空，从而释放粗加工应力，然后重新装夹吸附零件。

第五，零件精加工方法。在精加工过程中，所有的工艺台和零件本体之间连接部分22应当避让，当所有部位加工完成后，将工艺台和零件本体之间连接部分22的厚度铣至最小厚度，约0.5mm，使得钳工能够容易分离工艺台。

Claims (2)

1.飞机梁类零件的卧式数控加工方法，其特征在于包括：

1)在待加工毛料上制备一个基准平面，一个侧向基准边，一个端面基准边，若干台阶装配孔。

2)真空夹具应当满足以下要求：一个定位基准平面；在基准平面上有一个端面定位块，沿夹具长度方向均匀分布的若干个刚性侧面定位块；在基准平面上具有位于零件轮廓线内的真空密封槽和密封橡胶圈；在基准平面上真空密封槽外具有与零件轮廓线一致的让刀槽以避免加工干涉；

3)将待加工毛料的基准平面、侧向基准边和端面基准边在真空夹具上压紧定位，真空吸附装夹；

3)零件粗加工应当均匀的去除所有的多余材料，零件表面只保留一层均匀的余量用于精加工；

4)粗加工完成后应当将所有的压紧定位松开，关闭真空吸附，从而释放粗加工应力，然后重新装夹吸附零件；

5)零件精加工时，避让所有的工艺台和零件本体之间连接部分，当所有部位加工完成后，将工艺台和零件本体之间连接部分的厚度铣至最小厚度，最后由钳工分离工艺台；

2.如权利要求1所述的飞机梁类零件的卧式数控加工方法，其特征在于粗加工零件内部结构时应当从内向外逐层均匀去除余量，粗加工零件外部结构时应当从外向内逐层均匀去除余量。

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