CN104384635B - 一种多维度曲面上格栅孔的加工方法 - Google Patents

一种多维度曲面上格栅孔的加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种多维度曲面上格栅孔的加工方法。采用的技术方案是：设计制造与零件下型面完全贴合的固定胎具；设计制造电极装置；钳工将待加工零件装配在固定胎具上，利用销钉定位并压板夹紧；装配时，要保证零件与胎具完全贴合，无缝隙；将装配好的零件与胎具转数控加工工段划线，数控加工基准为胎具制造基准，按工艺给零件划菱形孔边缘线，边缘线按实际菱形线内缩0.1mm；电腐蚀加工菱形孔：将零件及固定胎具转电腐蚀加工，电极与电火花机头相连，在油中电腐蚀加工格栅孔。采用本发明的方法不仅有效解决了多维度曲面上格栅孔的加工尺寸超差问题，而且保证了每个菱形格栅孔角度的一致，位置均布。在整个加工过程中，零件不易产生变形。

Description

一种多维度曲面上格栅孔的加工方法
技术领域
本发明涉及一种在多维度曲面上加工格栅孔的方法，具体涉及用于加工具有相同角度菱形孔的曲面钣金零件。
背景技术
如图1所示为一种具有多维度曲面的钣金零件，该零件料厚均匀、较薄。零件正反两面均为多维曲面，零件内部均布有数十个相同角度菱形格栅孔。该角度孔加工精度要求高，直接决定零件性能。该结构在以往的加工中，采用人为线切割的方法，分别加工各个格栅孔，因此，易造成菱形格栅孔的尺寸超差、每个菱形格栅孔的角度不相同、位置不均布，而且加工过程中整个零件会发生变形。
发明内容
为了解决以上问题，本发明的目的是提供一种多维度曲面上格栅孔的加工方法。采用本发明的方法不仅有效解决了多维度曲面上格栅孔的加工尺寸超差问题，而且保证了每个菱形格栅孔角度的一致，位置均布。在整个加工过程中，零件不易产生变形。
本发明采用的技术方案是：一种多维度曲面上格栅孔的加工方法，方法如下：
1)设计制造与零件下型面完全贴合的固定胎具，具有压板、定位销及躲避孔；
所述的固定胎具的结构是：胎体上设有与待加工零件内侧型面相对应的三维曲面，压板安装在三维曲面上，压板通过定位销与胎体固定，胎体的中部设有电极行走躲避孔。
2)设计制造加工电极装置；
所述电极装置是：支撑架下均布若干电极棒，电极棒的尺寸、数量及密度与待加工零件上格栅孔的大小和数量及密度相对应，若干电极棒的下端面形成的型面与零件上型面相同。
3)钳工按工艺要求，将待加工零件装配在固定胎具上，利用定位销和压板定位夹紧；
装配时，要保证零件与胎具完全贴合，无缝隙；将装配好的零件与胎具转数控加工工段划线，数控加工基准为胎具制造基准，按工艺给零件划菱形孔边缘线，边缘线按实际菱形线内缩0.1mm；
4)电腐蚀加工菱形孔：将零件及固定胎具转电腐蚀加工，电极与电火花机头相连，在油中电腐蚀加工格栅孔；所述的电腐蚀加工的条件是：电极材料为紫铜，工作液为煤油，采用电极接正极，工件接负极，脉冲宽度为50μs，脉冲间隔为30μs，峰值电流为2A，峰值电压80V，切削速度约0.5mm3-1mm3/min。
本发明的有益效果是：
1)本发明通过设计固定胎具，将零件固定在胎具上进行加工，防止了零件在加工过程中的窜动。
2)由于先制备一种与格栅孔相对应的电极装置，电极棒的尺寸，数量级密度固定，然后通过电腐蚀进行加工格栅孔，有效的解决了零件超差的问题，而且确保每个格栅孔的位置精度，保证了格栅孔的角度一致。
3)加工过程中，电极装置在下落过程中电极棒相对于固定胎体垂直状态降落，保证了每个格栅孔的角度准确性。
4)由于各个格栅孔在加工过程中是同时进行电腐蚀，有效解决和避免了零件在加工过程中易变形的因素，加工后的零件不变形。
5)提高了工作效率，适用于批量生产，批量越大成本越低。
附图说明
图1为一种多维度曲面零件结构示意图。
图2为本发明的固定胎具的结构示意图。
图3为本发明的电极装置的结构示意图。
图4为装配后电加工示意图。
具体实施方式
如图1所示为一种具有多维度曲面的钣金零件，该零件主体(8)的内外两面均为多维曲面，零件主体(8)的两端设有连接部(9)，零件主体(8)的中部均布数十个相同角度的菱形格栅孔(10)。
图1所示的钣金零件的格栅孔的加工方法
1)设计制造专用固定胎具。
如图2我们根据格栅零件的曲面，设计出专用的固定胎具，通过胎具的加工反出零件的加工基准，并制出工具销孔。在设计胎具过程中：一要保证胎具型面与零件内侧型面完全贴合；二要保证将零件上菱形孔的角度摆至垂直位置；三要在零件有孔的部位下方设计出躲避，用于后期电腐蚀加工时躲避电极；最后数控按设计数据集加工出固定胎具。
固定胎具的结构是：胎体(1)上设有与待加工零件内侧型面相对应的三维曲面(2)，压板(3)安装在三维曲面(2)上，压板(3)通过定位销(4)与胎体(1)固定，胎体(1)的中部设有电极行走躲避孔(5)。
2)设计制造专用加工电极。
如图3，根据菱形孔的排列角度以及格栅零件的多维曲面，电极按与基准平面垂直的方式拉伸设计，以零件曲面分割电极底面，达到电极棒密度与格栅孔密度完全相同，角度与菱形截面完全相同。考虑电加工腐蚀量，截面尺寸进行0.02mm补偿。根据该方法制出的电极能保证零件孔的加工精度。
电极为垂直挂式结构，利用螺栓与电火花机床机头相连，加工时要考虑位置精度问题，利用数控划线标正位置。电极材料为T4，在加工过程中采用线切割的方式加工电极。
电极装置是：支撑架(6)下均布若干电极棒(7)，电极棒(7)的尺寸、数量及密度与待加工钣金零件上格栅孔的大小和数量及密度相对应，若干电极棒(7)的下端面形成的型面与钣金零件外型面相同。
3)将零件与固定胎具装配，定位夹紧，数控按数模划菱形孔线。
钳工按工艺要求，将格栅类零件按正确角度装配在固定胎具上，利用定位销和压板定位夹紧。装配时，要保证零件与胎具完全贴合，无缝隙。
将装配好的零件与胎具转数控加工工段划线。数控加工基准为胎具制造基准，按工艺给程序划菱形孔边缘线，边缘线按实际菱形线内缩0.1mm，该位置用于后续电火花加工找正。
4)电腐蚀加工菱形孔。
如图4，将零件及固定胎具转电腐蚀加工，电极与电火花机头相连，利用数控划出的孔线标正位置，在油中电腐蚀加工格栅孔。
所述的电腐蚀加工的条件是：电极材料为紫铜，工作液为煤油，采用正极性加工，即电极接正极，工件接负极。脉冲宽度为50μs,脉冲间隔为30μs,峰值电流为2A,峰值电压80V,实践切削速度约0.5mm3-1mm3/min。
电极击穿所有格栅孔后，关闭电极电源，向上提出电极，并保证零件与胎具贴合，完全冷却后取出零件。

Claims (1)

1.一种多维度曲面上格栅孔的加工方法，其特征在于方法如下：
1)设计制造专用固定胎具：
根据钣金零件的曲面，设计专用固定胎具，在设计固定胎具过程中：保证固定胎具型面与钣金零件内侧型面完全贴合；保证将钣金零件上菱形孔的角度摆至垂直位置；在钣金零件有孔的部位下方设计出躲避，用于后期电腐蚀加工时躲避电极；最后数控按设计数据集加工出固定胎具；
所述的固定胎具的结构是：胎体(1)上设有与钣金零件内侧型面相对应的三维曲面(2)，压板(3)安装在三维曲面(2)上，压板(3)通过定位销(4)与胎体(1)固定，胎体(1)的中部设有电极行走躲避孔(5)；
2)设计制造专用加工电极：
根据菱形孔的排列角度以及钣金零件的多维曲面，电极按与基准平面垂直的方式拉伸设计，以钣金零件曲面分割电极底面，达到电极棒密度与菱形孔密度完全相同，角度与菱形截面完全相同；截面尺寸进行0.02mm补偿；
电极为垂直挂式结构，利用螺栓与电火花机床机头相连，利用数控划线标正位置，电极材料为T4，在加工过程中采用线切割的方式加工电极，
电极装置是：支撑架(6)下均布若干电极棒(7)，电极棒(7)的尺寸、数量及密度与钣金零件上菱形孔的大小和数量及密度相对应，若干电极棒(7)的下端面形成的型面与钣金零件外型面相同；
3)将钣金零件与固定胎具装配，定位夹紧，数控按数模划菱形孔线：
钳工按工艺要求，将钣金零件按正确角度装配在固定胎具上，利用定位销和压板定位夹紧；装配时，要保证钣金零件与固定胎具完全贴合，无缝隙；将装配好的钣金零件与固定胎具转到数控加工工段划线，数控加工基准为固定胎具制造基准，按工艺给出程序，划菱形孔边缘线，边缘线按实际菱形线内缩0.1mm；
4)电腐蚀加工菱形孔
将钣金零件及固定胎具转到电腐蚀加工，电极与电火花机头相连，利用数控划出的孔线标正位置，在工作液中电腐蚀加工菱形孔；所述的电腐蚀加工的条件是：电极材料为紫铜，工作液为煤油，采用电极接正极，工件接负极；脉冲宽度为50μs,脉冲间隔为30μs,峰值电流为2A,峰值电压80V,切削速度0.5mm3/min-1mm3/min；电极击穿所有菱形孔后，关闭电极电源，向上提出电极，并保证钣金零件与固定胎具贴合，完全冷却后取出钣金零件。
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