CN103920915B - 一种薄蒙皮铣切装置及应用该装置进行铣切的方法 - Google Patents

Abstract

一种薄蒙皮铣切装置，包括真空平台、薄蒙皮、仿形压紧夹具,薄蒙皮置于真空平台上，仿形压紧夹具置于薄蒙皮上，真空平台的表面积大于仿形压紧夹具的表面积，仿形压紧夹具的表面积大于薄蒙皮的表面积，仿形压紧夹具为长方形的厚铝板，厚铝板的表平面靠近边缘处的周边具有与薄蒙皮外轮廓相匹配的切断槽，厚铝板的表面具有与薄蒙皮下陷区域相匹配的下陷铣切区，仿形压紧夹具上在切断槽以外的区域具有外廓压紧区域，在切断槽以内的区域具有内部压紧区域，采用该装置进行蒙皮铣切有效避免了铣切过程中蒙皮间歇性脱离真空平台吸附发生松动、颤动使蒙皮过切导致蒙皮报废的现象。

Description

一种薄蒙皮铣切装置及应用该装置进行铣切的方法

技术领域

本发明涉及航空数控加工薄蒙皮领域，具体涉及一种薄蒙皮铣切装置及应用该装置进行铣切的方法.

背景技术

目前，现有航空滚弯薄蒙皮的数控加工都是采用真空平台和压块的配合对薄蒙皮进行装夹，方法是将已滚弯的薄蒙皮放在真空平台上，在薄蒙皮的四周采用压块压紧，中间区域依靠真空平台的真空压力吸附薄蒙皮，然后进行机加铣切。但是在实际加工生产中应用此种方法加工薄蒙皮，薄蒙皮的合格率很低，经常出现薄蒙皮过切的现象。

如果薄蒙皮较大，则压块的数量也随之增加。此方法不仅大大增加了手工装夹的时间、浪费机床的使用时间，还存在由于手工压紧使每个压块的压紧力不同和匀性差的缺点，致使在实际生产应用中，采用此种方法使的多张薄蒙皮因为压紧力不均匀而导致报废的情况。尤其是薄蒙皮，即应用于飞机机门或机身上的薄薄蒙皮（厚度不足3mm），出现报废的情况尤为严重，经技术人员的深入研究分析发现导致报废的原因为：

一、由于薄蒙皮在机加铣切前已经完成滚弯成形，已形成弯曲弧度，薄蒙皮本身带有很大的反弹应力，当在相当于一个标准大气压的吸附及薄蒙皮自身重力作用下，薄蒙皮看似都贴在真空平台上，但是经检验薄蒙皮中间区域仍有0.023mm-0.26mm的间隙，并未完全贴合到真空平台上。

二、滚弯的薄蒙皮被展平，达到一种弹性变形的状态，但是本身带有很大的反弹应力，应力最大的区域是中间，逐渐向四周减少，在铣切薄蒙皮中间区域时，刀具在薄蒙皮表面接触中产生较大切削力，使真空平台无法再铣刀切削区域完全吸住薄蒙皮或者在铣切过程中薄蒙皮间歇性的瞬时脱离真空平台的吸附，发生松动、颤动，导致薄蒙皮过切的现象，由于航空零部件精度非常高，一点点切伤便可导致零件报废，因此存在极大的加工风险。

因此，技术人员重新对薄蒙皮的铣切加工技术做了深入的研究。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种薄蒙皮铣切装置，该装置通过真空平台和仿形压紧夹具的有效配合，解决了薄蒙皮无法完全贴合真空平台，在铣切过程发生松动、颤动，导致薄蒙皮过切影响蒙皮加工精度致使蒙皮报废的现象。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案为：

一种薄蒙皮铣切装置，其特征在于：包括真空平台、薄蒙皮、仿形压紧夹具,所述薄蒙皮置于所述真空平台上，所述仿形压紧夹具置于所述薄蒙皮上，所述真空平台的表面积大于仿形压紧夹具的表面积，所述仿形压紧夹具的表面积大于薄蒙皮的表面积，所述仿形压紧夹具为长方形的厚铝板，所述厚铝板的表平面靠近边缘处的周边具有与所述薄蒙皮外轮廓相匹配的切断槽，所述厚铝板的表面具有与所述薄蒙皮下陷区域相匹配的下陷铣切区，所述仿形压紧夹具上在所述切断槽以外的区域具有外廓压紧区域，在所述切断槽以内的区域具有内部压紧区域。

优选地，所述真空平台的表面上具有数条横、纵方向的密封槽，抽气孔，定位销孔，所述真空平台内部具有与真空泵连接的真空管路，所述真空管路与抽气孔连通。

优选地，所述切断槽之间具有连接筋。

优选地，所述下陷铣切区的周边远离与之相匹配的所述薄蒙皮下陷区域的周边5mm。

优选地，所述薄蒙皮具有耳片下陷区域，所述切断槽的外边缘具有用于铣切所述耳片下陷区域的耳片铣切区。

优选地，所述耳片铣切区的周边远离耳片下陷区域的周边5mm。

优选地，所述切断槽的外周边具有螺栓孔，所述真空平台的表面上还具有内螺纹连接孔，所述内螺纹连接孔与所述螺栓孔相匹配。

优选地，所述厚铝板为7050铝合金。

优选地，所述厚铝板上具有20处下陷铣切区。

本发明还提供一种应用薄蒙皮铣切装置进行铣切的方法，其特征在于：

（1）将已滚弯的薄蒙皮放置在真空平台上，通过真空平台的密封槽分布将薄蒙皮一端进行压紧，然后逐渐向另一方向进行碾压，使薄蒙皮贴附在真空平台上，开启真空泵进行抽真空将薄蒙皮紧密吸附于真空平台上；

（2）将仿形压紧夹具置于薄蒙皮上，通过定位销，找准仿形压紧夹具相对于薄蒙皮的位置，在通过螺栓固定仿形压紧夹具，在仿形压紧夹具的长度方向上的边缘附加辅助压板压紧该仿形压紧夹具；

（3）利用铣刀首先在仿形压紧夹具的下陷铣切区进行铣切，铣切出薄蒙皮下陷区域，其次在耳片铣切区进行铣切，铣切出薄蒙皮耳片下陷区，最后在对切断槽进行铣切，将薄蒙皮的外廓铣切出来；

（4）移开辅助压板，移开仿形压紧夹具，释放薄蒙皮，最后对连接筋进行处理。

有益效果：

1、本发明薄蒙皮铣切装置采用真空平台与仿形压紧夹具相互配合，将已滚弯完全展平并通过外廓压紧区域和内部压紧区域有效的压紧，再通过下陷铣切区进行铣切，使得具有反弹应力的薄蒙皮在铣切过程中不会因为蒙皮局部没有被真空平台吸附住而发生松动、颤动、导致蒙皮过切影响蒙皮加工精度致使蒙皮报废的情况。同时还有效减少了现有技术中手工进行装夹的时间，减少了机床的使用时间，避免了手工压紧使每个压块压紧力不同、均匀性差的缺点，该装置可以适合各种型号尺寸的蒙皮，尤其是大蒙皮，省去了手工装夹数量繁多压块的工序，不仅提高了蒙皮的加工精度，还提高了工作效率，该装置结构简单便于实施。

2、真空平台上配有定位销孔及密封槽，有助于确定仿形压紧夹具相对于薄蒙皮的位置。

3、切断槽设置成不连接形式，之间具有连接筋，有效避免了蒙皮在铣切过程中因为夹紧力不够而弹开。

4、仿形压紧夹具设有耳片铣切区，使得加工出的蒙皮具有耳片下陷，便于吊装、装配蒙皮时的定位基准。

5、在仿形压紧夹具的下陷铣切区盒耳片铣切区设置有5mm的远离蒙皮上实际的下陷区域和耳片下陷区域，其中5mm距离为避刀距离，使得铣刀可以有的放矢。

6、仿形压紧夹具上的下陷区可以根据蒙皮的实际需要进行加工。

7、应用该装置进行铣切的方法，简单易行，克服了蒙皮在铣切过程局部应力释放及真空平台吸附力不均匀的难点，提高蒙皮外形精度，加工效率，使得蒙皮合格率从50%到99.99%的转变，节约蒙皮加工成本，差生了可观的经济效益。

附图说明

图1为本发明薄蒙皮铣切装置的立体示意图。

图2为本发明薄蒙皮铣切装置中仿形压紧夹具的立体示例图。

图3为图2所示示例图中仿形压紧夹具的正视图。

其中，

1-螺栓孔，2-连接筋，3-切断槽，4-下陷铣切区，5-耳片铣切区，6-外廓压紧区域，7-内部压紧区域，8-真空平台，9-薄蒙皮。

具体实施方式

如图1-3所示一种薄蒙皮铣切装置，包括真空平台8，图2-3所示的仿形压紧夹具，薄蒙皮9。薄蒙皮9置于真空平台8上，仿形压紧夹具置于薄蒙皮9上，真空平台8的表面积大于仿形压紧夹具的表面积，仿形压紧夹具的表面积大于薄蒙皮9的表面积，仿形压紧夹具为长方形的厚铝板，厚铝板的表平面靠近边缘处的周边具有与薄蒙皮9外轮廓相匹配的切断槽3，厚铝板的表面具有与薄蒙皮9下陷区域相匹配的下陷铣切区4，仿形压紧夹具上在切断3以外的区域具有外廓压紧区域6，在切断槽3以内的区域具有内部压紧区域7。

真空平台8的表面上具有数条横纵方向的密封槽，抽气孔，定位销孔，内螺纹连接孔，真空平台8内部具有与真空泵连接的真空管路，仿形压紧夹具上靠近边缘处具有一周彼此不连接的切断槽3，切断槽3之间（即不连接处）为连接筋2，切断槽的外周边具有螺栓孔1，螺栓孔1的大小与真空平台8上的内螺纹连接孔相匹配，切断槽3的外边缘具有与薄蒙皮耳片下陷区域相匹配的耳片铣切区5。下陷铣切区4、耳片铣切区5的周边均远离与之相匹配的薄蒙皮下陷区域、耳片下陷区域周边5mm。仿形压紧夹具上具有20处下陷铣切区4。

优选地，仿形压紧夹具采用7050铝合金。

优选地，在实际应用中对于铣切型号为长乘宽1000mm*500mm到3000mm*1100mm的薄蒙皮，采用仿形压紧夹具的结构及尺寸为，仿形压紧夹具的外廓尺寸长*宽*高为2120mm*980mm*22mm；螺栓孔1位于仿形压紧夹具的两宽度方向上，设置有3个螺栓孔1，间距为410mm；耳片铣切区5位于仿形压紧夹具的长度方向上，间距为974mm；仿形压紧夹具上具有20处下陷铣切区4，切断槽3的槽宽为13mm，设置有8处连接筋2，连接筋2的长度为25mm。

采用本发明薄蒙皮铣切装置进行铣切的方法为：

（1）将已滚弯的薄蒙皮9放置在真空平台8上，通过真空平台8的密封槽分布将薄蒙皮9一端进行压紧，然后逐渐向另一方向进行碾压，使薄蒙皮9贴附在真空平台上，开启真空泵进行抽真空将薄蒙皮9紧密吸附于真空平台8上；

（2）将仿形压紧夹具置于薄蒙皮9上，通过定位销，找准仿形压紧夹具相对于薄蒙皮9的位置，在通过螺栓固定仿形压紧夹具，在仿形压紧夹具的长度方向上的边缘附加辅助压板压紧该仿形压紧夹具；

（3）利用铣刀首先在仿形压紧夹具的下陷铣切区4进行铣切，铣切出薄蒙皮9下陷区域，其次在耳片铣切区5进行铣切，铣切出薄蒙皮9耳片下陷区，最后在对切断槽3进行铣切，将薄蒙皮9的外廓铣切出来；

（4）移开辅助压板，移开仿形压紧夹具，释放薄蒙皮，最后对连接筋2进行处理。

本发明的薄蒙皮铣切装置及应用该装置进行铣切的方法，彻底解决了数控铣切滚弯薄蒙皮下陷时出现的间歇性瞬时颤动、松动，导致蒙皮过切致使蒙皮报废的现象，使蒙皮的铣切合格率从50％提升至99.99％，不仅节约了加工成本，还提高了蒙皮外形精度及铣切加工效率，类似蒙皮的铣切都可采用本发明的铣切装置及方法。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例及方法，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对该实施例及方法进行多种变化、修改、替换和变型，因此本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种薄蒙皮铣切装置，其特征在于：包括真空平台、薄蒙皮、仿形压紧夹具,所述薄蒙皮置于所述真空平台上，所述仿形压紧夹具置于所述薄蒙皮上，所述真空平台的表面积大于仿形压紧夹具的表面积，所述仿形压紧夹具的表面积大于薄蒙皮的表面积，所述仿形压紧夹具为长方形的厚铝板，所述厚铝板的表平面靠近边缘处的周边具有与所述薄蒙皮外轮廓相匹配的切断槽，所述厚铝板的表面具有与所述薄蒙皮下陷区域相匹配的下陷铣切区，所述仿形压紧夹具上在所述切断槽以外的区域具有外廓压紧区域，在所述切断槽以内的区域具有内部压紧区域。

2.根据权利要求1所述的薄蒙皮铣切装置，其特征在于：所述真空平台的表面上具有数条横、纵方向的密封槽，抽气孔，定位销孔，所述真空平台内部具有与真空泵连接的真空管路，所述真空管路与抽气孔连通。

3.根据权利要求1所述的薄蒙皮铣切装置，其特征在于：所述切断槽之间具有连接筋。

4.根据权利要求1所述的薄蒙皮铣切装置，其特征在于：所述下陷铣切区的周边远离与之相匹配的所述薄蒙皮下陷区域的周边5mm。

5.根据权利要求1所述的薄蒙皮铣切装置，其特征在于：所述薄蒙皮具有耳片下陷区域，所述切断槽的外边缘具有用于铣切所述耳片下陷区域的耳片铣切区。

6.根据权利要求5所述的薄蒙皮铣切装置，其特征在于：所述耳片铣切区的周边远离耳片下陷区域的周边5mm。

7.根据权利要求1所述的薄蒙皮铣切装置，其特征在于：所述切断槽的外周边具有螺栓孔，所述真空平台的表面上还具有内螺纹连接孔，所述内螺纹连接孔与所述螺栓孔相匹配。

8.根据权利要求1-7任一所述的薄蒙皮铣切装置，其特征在于：所述厚铝板为7050铝合金。

9.根据权利要求1-7任一所述的薄蒙皮铣切装置，其特征在于：所述厚铝板上具有20处下陷铣切区。

10.一种应用薄蒙皮铣切装置进行铣切的方法，其特征在于：

（1）将已滚弯的薄蒙皮放置在真空平台上，通过真空平台的密封槽分布将薄蒙皮一端进行压紧，然后逐渐向另一方向进行碾压，使薄蒙皮贴附在真空平台上，开启真空泵进行抽真空将薄蒙皮紧密吸附于真空平台上；

（2）将仿形压紧夹具置于薄蒙皮上，通过定位销，找准仿形压紧夹具相对于薄蒙皮的位置，在通过螺栓固定仿形压紧夹具，在仿形压紧夹具的长度方向上的边缘附加辅助压板压紧该仿形压紧夹具；

（3）利用铣刀首先在仿形压紧夹具的下陷铣切区进行铣切，铣切出薄蒙皮下陷区域，其次在耳片铣切区进行铣切，铣切出薄蒙皮耳片下陷区，最后在对切断槽进行铣切，将薄蒙皮的外廓铣切出来；

（4）移开辅助压板，移开仿形压紧夹具，释放薄蒙皮，最后对连接筋进行处理。