CN102229056A - 一种数控加工零件压紧和加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种数控加工零件压紧和加工方法，是对双面数控加工的大型薄壁件，借助零件的毛坯，在缺口处设计必要的工艺台，然后在相应位置制出沉孔和通孔，采用螺钉将零件压紧在夹具的对应沉孔上，将零件在铣切和支撑平面以下对零件进行紧固，压紧夹具不会影响数控切削加工的连续性和安全性；适用于槽腔较小、开敞性较差、立筋较多的零件结构。压紧工艺台的设置不会对刀具的选择和加工过程造成影响，其更为显著的优点是不需要制造衬套，更为经济快捷。

Description

一种数控加工零件压紧和加工方法

技术领域

本发明涉及数控加工技术领域，特别是一种数控加工零件压紧和加工方法，适用于双面加工大型薄壁件，特别是飞机的肋类结构件。

背景技术

在飞机零件的数控加工过程中，零件的装夹非常重要。特别是飞机的主要结构件，其装夹紧固的可靠性直接影响加工尺寸的精度和加工过程的安全性。在飞机结构件数控加工过程中，常用的装夹紧固方式有：压板紧固方式、螺钉压紧方式、真空吸附紧固方式、液压夹紧方式等。

对于一些结构尺寸比较大(尤其是宽度尺寸较大)、壁厚较薄的飞机结构件，由于加工过程中零件不可避免的会产生变形，因此，除了真空吸附以外，还需要利用零件的一些结构特征在零件的中间部位及周边进行辅助压紧，保证压紧的可靠性。对于此类零件，传统的一些紧固方式存在局限性。与本发明最为相关的现有技术是本申请人所有的申请号为200810146895.4的中国专利，该专利公开的“一种数控加工嵌入式零件压紧方法”，该方法采用在台阶孔内放置压紧衬套压紧，是一种下嵌式压紧，实现了在零件支撑平面以下对零件进行辅助压紧，压紧夹具不会影响数控切削加工的连续性和安全性；该方法的不足在于需要提前制造衬套，而且其压紧结构中的衬套只能使用一次，是消耗品，在生产过程中必须不断补充。

发明内容

本发明的目的在于公开一种数控加工零件压紧和加工方法，该方法不需要制造专用衬套，更为经济快捷。

一种数控加工零件压紧和加工方法，待加工的零件具有上下两个加工面，在待加工的零件上选择多个压紧点，其特征在于含有以下工序：零件经过前期的数控加工，达到了如下状态：零件的下侧加工面除压紧点加工成工艺台外其余部分通过粗加工、精加工去除了所有余量，达到最终状态；从零件的上侧加工面方向对每个压紧点工艺台制出第一沉孔和中心通孔；在装夹零件的夹具平台上按照零件压紧点的位置制出相应的第二沉孔和螺栓孔；将零件工艺台的第一沉孔嵌入夹具对应的第二沉孔，用螺栓在第一沉孔内通过中心通孔将零件压紧在夹具平台上；加工零件的上侧面到最终状态；最后由钳工分离工艺台。

本发明公开压紧方法的有益效果是对双面数控加工的大型薄壁件，借助零件的毛坯，在缺口处设计必要的工艺台，然后在相应位置制出沉孔和通孔，在零件铣切和支撑平面以下对零件进行紧固，采用螺钉压紧，压紧夹具不会影响数控切削加工的连续性和安全性；对于槽腔较小、开敞性较差、立筋较多的结构，压紧工艺台的设置不会对刀具的选择和加工过程造成影响，其更为显著的优点是不需要制造衬套，更为经济快捷。

以下结合实施例及附图对该申请作进一步详细描述：

附图说明

图1是零件在压紧之前的加工状态示意图；

图2是零件在夹具体上沉入式压紧示意图；

图3是压紧工艺台部位最终铣切示意图；

图4是一个典型飞机翼肋零件压紧点设置示意图。

图中编号说明：1加工余量、2零件、3第一沉孔、4通孔、5压紧工艺台、6螺栓、7夹具平台、8螺栓孔、9第二沉孔、10零件结构孔、11压紧点。

具体实施例

参见附图，

图4是一个典型飞机翼肋零件压紧点设置示意图，零件2是飞机机翼肋类零件，该类零件通常为薄壁双面结构，其中一面为肋基准平面，结构简单；另一面结构较为复杂，空间较小，通常有槽、减轻孔、立筋、T型筋、下陷、台阶等结构；沿宽度方向两侧为曲面外形。实施本发明下沉式的压紧方法首先是要结合待加工的零件选择适当的结构间隙设置压紧点11。压紧点一般是选择在零件的结构孔、缺口等部位(过小的孔不能采用)，选择的压紧点的位置和数量分布在零件坯料上，能满足均匀地压紧零件坯料即可。

图1展示的是零件在压紧之前的加工状态示意图，零件2在压紧之前应该具备如图所示的加工状态，零件2经过前期的数控铣切加工，其下侧加工面通过粗加工、精加工去除了所有余量，达到最终状态，上侧加工面通过粗加工去除了大部分余量，剩余部分的加工余量1需要通过本发明公开的方法进行压紧和进一步精加工。强调的是在零件粗加工阶段，按照选定的压紧点位置预制压紧工艺台5，并在压紧工艺台上制第一沉孔3和通孔4。

图2是零件在夹具体上沉入式压紧示意图。将零件2的结构孔10设为装夹压紧点，在压紧点预留压紧工艺台5，压紧工艺台5设置在零件的结构孔10的范围内，在压紧工艺台上制第一沉孔3，在第一沉孔底部设有通孔4，压紧工艺台5的高度和外径尺寸必须满足与夹具7的装配关系，使内六方螺栓6必须能够轻松放入第一沉孔3和通孔4内并有适当的间隙。夹具体7是一个大于零件2轮廓的金属平台，夹具平台可固定在数控机床的工作台面上，在夹具平台上设置有与零件压紧工艺台5位置对应的第二沉孔9，在第二沉孔9的中心设有螺栓孔8；需要注意的是第二沉孔9的内径大于第一沉孔3的外径(工艺台直径)，第一沉孔3的外径深度等于或小于第二沉孔9的内径深度，应满足零件在夹具平台上定位后压紧工艺台5下端面和第二沉孔底部有0.05～0.1mm的间隙。

零件加工前，先对零件坯料进行装夹压紧，将待加工的零件坯料放置在夹具平台7上，让零件压紧工艺台5的第一沉孔3下沉嵌入夹具的第二沉孔9内，在第一沉孔3内用内六方螺栓6通过通孔4和对应的螺栓孔8将待加工零件2压紧在夹具平台7上。要求螺栓6的上表面低于铣切夹具平台表面。

加工时，将零件2的加工余量1部位加工到最终状态后，再铣切压紧工艺台5的部位，只留出约0.5mm的厚度用于连接压紧工艺台和零件本体(如图3所示)，最后由钳工将压紧工艺台与零件本体分离。

本发明的沉入式零件压紧方法和压紧装置在整个数控加工过程中，内六方螺钉6始终处于铣切平面(夹具平台面)以下，所以不存在碰撞风险；在加工的最后阶段(即绝大多数部位加工完成后)，刀具可以直接加工这些压紧工艺台部位(结构孔、缺口等)，不需要中断数控加工过程来切换压紧部位；压紧工艺台由前期的粗加工形成，在加工过程中始终和零件保持为一体，因此结构较为简单，压紧可靠。

这种沉入式的压紧方法通常可以用作结构尺寸比较大、壁厚相对较薄的双面加工零件装夹时的紧固方式，也可和其它紧固手段(如真空吸附紧固方式)一起发挥作用。沉入式的压紧方法有效地解决了数控加工中刀具和压紧工具碰撞的问题，避免了加工过程中的装夹切换，保证了数控加工的连续性。同时，该方法实现简单易行。

Claims (2)

1.一种数控加工零件压紧和加工方法，待加工的零件具有上下两个加工面，在待加工的零件上选择多个压紧点，其特征在于含有以下工序：零件经过前期的数控铣切加工，达到了如下状态：零件的下侧加工面除压紧点加工成工艺台外其余部分通过粗加工、精加工去除了所有余量，达到最终状态；从零件的上侧加工面方向对每个压紧点工艺台制出第一沉孔和中心通孔；在装夹零件的夹具平台上按照零件压紧点的位置制出相应的第二沉孔和螺栓孔；将零件工艺台的第一沉孔嵌入夹具对应的第二沉孔，用螺栓在第一沉孔内通过中心通孔将零件压紧在夹具平台上；加工零件的上侧面到最终状态；最后由钳工分离工艺台。

2.如权利要求1所述的数控加工零件压紧和加工方法，其特征在于所述的第二沉孔的内径大于第一沉孔的外径，第一沉孔的外径深度等于或小于第二沉孔的内径深度。

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