CN102267132A - 复杂空间曲面法向柔性划线法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复杂空间曲面法向柔性划线法，包括以下步骤：1）根据产品结构特点及工艺要求编制出各类化铣数据，生成制造数据集；2）样板划线前，采用活动插销进行定位固定，使曲面压板覆盖贴于模胎表面；3）确定划针划线的力的大小，从而保证划线深度；4）调用步骤1中的生产制造数据集，以导柱孔为加工定位基准划线；5）利用仿真软件，仿真刀具轨迹，生成多轴加工程序；6）在成型后的样板上制出销钉孔，并固定在夹具上，以两个销钉孔为基准，对刀尖及转心距生成调整弹性划针的伸缩量的设定程序；7）多轴法向柔性划线。该方法减少尺寸传递环节，降低累计误差，提高制造精度和产品质量，同时摒弃钳工手工划线，提高加工效率。

Description

复杂空间曲面法向柔性划线法

技术领域

本发明涉及一种复杂空间曲面法向柔性划线法，用于机身蒙皮制造过程的划线工艺，同时适用于航空、汽车和船舶制造领域。

背景技术

机身蒙皮等钣金零件大多具有复杂的空间曲面，厚度也常有变化。通常采用钣金成型和化学铣切相结合的方式来加工。为了制造出曲面弧度较大的零件，先需制造出与零件型面协调一致的三维化铣成型样板，在样板上刻划出铣切线和化铣余量线，然后将这些线移形到零件上，按线对非化铣区覆盖保护膜。

传统的化铣样板上的化铣线主要采用模拟量传递方式。首先技术员根据零件结构先做出其内、外形曲面的展开模线，将模线绘制在明胶板或聚酯薄膜上，然后再将其铺在样板毛坯料上划线开视口；如果化铣区形状规则，也可在样板工艺图上给出化铣区余量线的尺寸或者直接测量样件上的尺寸，由钳工按尺寸划线开口。最近也有部分样板利用软件编制定轴加工程序，通过手动调整摆角A、B、C角和Z值来进行数控刚性划线。这些加工方式存在如下不足：

1、尺寸链传递环节多，累计误差大，制造精度难以提高。绘制模线-制造样件-测量模线-移形模线等各个环节都存在着传递误差，机身蒙皮样板成形件体积很大，薄壁易变形，手工描制，一经拆卸，复位困难；

2、各个环节手工参与的比例大，生产周期长，加工效率低下；

3、采用数控刚性划线法划线时，几乎加工全程都需要设备操作者手工干预，划线工具容易损坏，线条不均匀，机身样件和样板易产生刚性损伤，产品质量差。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种复杂空间曲面法向柔性划线法，该方法减少尺寸传递环节，降低累计误差，提高制造精度和产品质量，同时摒弃钳工手工划线，缩短生产周期，提高加工效率。

为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种复杂空间曲面法向柔性划线法，其特征在于包括以下步骤：

1）根据产品结构特点及工艺要求编制出各类化铣数据，生成制造数据集；

2）样板划线前，采用活动插销进行定位固定，使曲面压板覆盖贴于模胎表面；

3）针对样板不同材料调整弹性划针的弹性压紧力，确定划针划线的力的大小，从而保证划线深度；

4）调用步骤1中的生产制造数据集，以导柱孔为加工定位基准划线；

5）利用仿真软件，仿真刀具轨迹，调整加工参数，生成多轴加工程序；

6）在成型后的样板上制出销钉孔，并固定在夹具上，以两个销钉孔为基准，对刀尖及转心距生成调整弹性划针的伸缩量的设定程序；

7）调用步骤4生成的加工程序和步骤5的划线程序，进行多轴法向柔性划线。

该复杂空间曲面法向柔性划线法具有以下优点：1.减少了尺寸传递环节，工程数据集-制造数据集-制造样板，数据集间的移形误差很小，可以忽略不计，提高了制造精度；2.制造环节钳工的工作量大幅度减少，工作效率大大提高；3.法向柔性划线法还减少机加工人的工作量，提高划线的质量，并提高了刀具的耐用度。

附图说明

图1为有复杂空间曲面的钣金零件。

图2为数控划线过程状态图。

其中1、零件样板；2、曲面线；3、模胎；4、工艺销钉孔；5、导柱孔；6、数控机床；7、弹性划针。

具体实施方式

一种复杂空间曲面法向柔性划线法，其特征在于包括以下步骤：

1）根据产品结构特点及工艺要求编制出各类化铣数据，生成制造数据集；

2）样板划线前，采用活动插销进行定位固定，使曲面压板覆盖贴于模胎表面；

3）针对样板不同材料调整弹性划针的弹性压紧力，确定划针划线的力的大小，从而保证划线深度；

4）调用步骤1中的生产制造数据集，以导柱孔为加工定位基准划线；

5）利用仿真软件，仿真刀具轨迹，调整加工参数，生成多轴加工程序；

6）在成型后的样板上制出销钉孔，并固定在夹具上，以两个销钉孔为基准，对刀尖及转心距生成调整弹性划针的伸缩量的设定程序；

7）调用步骤4生成的加工程序和步骤5的划线程序，进行多轴法向柔性划线。

以图1所示，零件样板1空间曲面压板划线为例，采用三维空间曲线的划线方法。调取零件样板工程数据集，编制合理空间曲面线2划线策略，调整弹性划针7，弹性压紧力来决定划线深度。如图2所示，安装模胎3，装夹成型样板，采用工艺销钉孔4定位样板，对于外突形曲面可以使用弹性可调绷带约束固定样板与模胎型面贴合，同时把安装好的样板与支撑模胎装夹于数控机床6工作台上，以模胎上的导柱孔5为加工划线基准，调整数控机床主轴上夹持的弹性划针7，针对样板不同材料调整弹性划针弹性压紧力划线深度。通过机床控制虚拟轴W的线性长度来调整弹性划针的划线过程中力的大小，从而确定划针划线力的大小。图2所示，按三维空间曲线的划线工艺方法执行划线即可完成样板全部曲面线。

Claims (1)

1.一种复杂空间曲面法向柔性划线法，其特征在于包括以下步骤：

1）根据产品结构特点及工艺要求编制出各类化铣数据，生成制造数据集；

2）样板划线前，采用活动插销进行定位固定，使曲面压板覆盖贴于模胎表面；

3）针对样板不同材料调整弹性划针的弹性压紧力，确定划针划线的力的大小，从而保证划线深度；

4）调用步骤1中的生产制造数据集，以导柱孔为加工定位基准划线；

5）利用仿真软件，仿真刀具轨迹，调整加工参数，生成多轴加工程序；

6）在成型后的样板上制出销钉孔，并固定在夹具上，以两个销钉孔为基准，对刀尖及转心距生成调整弹性划针的伸缩量的设定程序；

7）调用步骤4生成的加工程序和步骤5的划线程序，进行多轴法向柔性划线。

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