CN104400129B - 一种钛合金蒙皮高压水三维切割方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种钛合金蒙皮高压水三维切割方法。在切割过程中，应用躲避型支撑工装支撑固定待加工的钛合金蒙皮零件，切割时应用高压水对零件进行切割，提供了一种利用高压水进行三维切割的方法，根本上消除了激光切割钛合金蒙皮所产生的边缘热影响区的问题，切割后钛合金零件边缘不需后续打磨，提高了零件边缘尺寸精度，减小了工人劳动强度并缩短了作业时间。

Description

一种钛合金蒙皮高压水三维切割方法
技术领域
本发明涉及一种切割方法，尤其是一种钛合金蒙皮高压水三维切割方法。
背景技术
目前，在生产实践中，常利用激光切割机对钛合金蒙皮零件进行外形切割，但是由于钛合金零件边缘激光切割后会产生热影响区，需要后续人工打磨去除，从而产生零件边缘尺寸精度低的技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种钛合金蒙皮高压水三维切割方法。在切割过程中，应用躲避型支撑工装支撑固定待加工的钛合金蒙皮零件，切割时应用高压水对零件进行切割，解决了现有技术中由于激光切割会产生热影响区，需要后续人工打磨去除，从而产生零件边缘尺寸精度低的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种钛合金蒙皮高压水三维切割方法，包括以下步骤：
1）、根据工程数据集生成制造数据集，在钛合金蒙皮零件工程数据集上设计三个耳片，每个耳片上设计一个定位孔；
2）、根据钛合金蒙皮的设计要求，制造钛合金热成形模，将钛合金热成形模置入热成形机中，分别将上下模胎固定在热成形机的上下平台上，升温至600-650℃后放入钛合金蒙皮零件板料毛坯，然后操作热成形机将板料毛坯压制成特定形状和弧度的钛合金蒙皮零件（1）；
3）、根据钛合金蒙皮的设计要求，制造躲避型支撑工装；
4）、将躲避型支撑工装置于五坐标高压水切割机工作区，利用躲避型支撑工装上的测量点将躲避型支撑工装与五坐标高压水切割机建立相对坐标系，用销钉穿过钛合金蒙皮零件上的定位孔和躲避型支撑工装上的固定孔，将钛合金蒙皮零件固定在躲避型支撑工装上；
5）、按照零件数模编制高压水切割程序，根据待加工的钛合金蒙皮的厚度设置高压水切割水压和切割给进速度，操作设备完成高压水切割加工。
所述的定位孔的直径为5.2mm。
一种用于钛合金蒙皮高压水三维切割方法的躲避型支撑工装，其特征在于：躲避型支撑工装的底部为矩形的框架底框，在框架底框的正上方设置有拱形支撑面，拱形支撑面的左右两边与框架底框相连接，支撑杆设置在框架底框的上下底框与拱形支撑面的上下两边之间，两个测量点设置在拱形支撑面一侧的两个顶点上，拱形支撑面上开有高压水通路，在躲避型支撑工装上设置有三个与定位孔的位置相对应的固定孔。
所述的躲避型支撑工装上的高压水通路的边缘大于钛合金蒙皮零件的内孔边缘2mm，所述的躲避型支撑工装的外边缘小于钛合金蒙皮零件的外边缘2mm。
本发明的有益效果在于：本发明采用上述方法，解决了现有技术中由于激光切割会产生热影响区需要后续人工打磨去除、从而产生零件边缘尺寸精度低的技术问题，提供了一种利用高压水进行三维切割的方法，根本上消除了激光切割钛合金蒙皮所产生的边缘热影响区的问题，切割后钛合金零件边缘不需后续打磨，提高了零件边缘尺寸精度，减小了工人劳动强度并缩短了作业时间。
附图说明
图1：为本发明钛合金蒙皮零件的结构示意图。
图2：为本发明钛合金热成形模的结构示意图。
图3：为本发明躲避型支撑工装的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明作详细描述。
一种钛合金蒙皮高压水三维切割方法，包括以下步骤：
1）、根据工程数据集生成制造数据集，在钛合金蒙皮零件工程数据集的左、右侧边缘上各设计一个耳片2，在上边缘或下边缘上设计另一个耳片2，上下不对称三个耳片的防错设计是为了避免零件在工装上的定位错误，每个耳片2上开有一个直径5.2mm的定位孔3。
2）、根据钛合金蒙皮的设计要求，制造如图2所示的钛合金热成形模，将钛合金热成形模置入热成形机中，分别将上下模胎固定在热成形机的上下平台上，升温至600-650℃后放入钛合金蒙皮零件板料毛坯，然后操作热成形机将板料毛坯压制成特定形状和弧度的如图1所示的钛合金蒙皮零件1；
3）、根据钛合金蒙皮的设计要求，制造如图3所示的躲避型支撑工装4。将钛合金蒙皮零件置放在躲避型支撑工装4上，利用躲避型支撑工装4上的可拆卸的钻模板，在钛合金蒙皮零件上钻制三个直径为5.2mm的定位孔。
躲避型支撑工装4的底部为矩形的框架底框6，在框架底框6的正上方设置有拱形支撑面5，拱形支撑面5的左右两边与框架底框6相连接，支撑杆7设置在框架底框6的上下底框与拱形支撑面5的上下两边之间，两个测量点10设置在拱形支撑面5一侧的两个顶点上，拱形支撑面5上开有高压水通路8，在躲避型支撑工装4上设置有三个与定位孔3的位置相对应的固定孔9。躲避型支撑工装4上的高压水通路8的边缘大于钛合金蒙皮零件1内孔11的边缘2mm，躲避型支撑工装4的外边缘均匀的小于钛合金蒙皮零件1外形边缘2mm。大于钛合金蒙皮零件1的内孔11边缘的高压水通路8和框架底框6相结合的设计，使高压水穿透钛合金蒙皮零件1后，无其他结构阻碍，高压水能动得以消除，从而避免切伤工装基体或产生反溅。躲避型支撑工装4的外边缘小于钛合金蒙皮零件1的外边缘2mm，也避免了高压水切伤工装基体或产生反溅。
4）、将躲避型支撑工装4置于五坐标高水切割机工作区，利用躲避型支撑工装4上的测量点10将躲避型支撑工装4与五坐标高压水切割机建立相对坐标系，用销钉穿过钛合金蒙皮零件1上的定位孔3和躲避型支撑工装4上的固定孔9，将钛合金蒙皮零件1固定在躲避型支撑工装4上。
5）、按照零件数模编制高压水切割程序，根据待加工的钛合金蒙皮的厚度设置高压水切割水压和切割给进速度，操作设备完成高压水切割加工。例如，当针对1.5mm厚钛板进行切割时，安装0.25mm孔径的压缩喷嘴，设置带磨粒水压400Mpa，切割进给速度20mm/s，编制高压水切割程序；当对于厚度为2mm的钛板进行切割时，压缩喷嘴仍采用0.25mm孔径，相应设置带磨粒水压450Mpa，切割进给速度15mm/s。
本发明在切割过程中，应用躲避型支撑工装支撑固定待加工的钛合金蒙皮零件，切割时应用高压水对零件进行切割，解决了现有技术中由于激光切割会产生热影响区，需要后续人工打磨去除，从而产生零件边缘尺寸精度低的技术问题。

Claims (3)

1.一种钛合金蒙皮高压水三维切割方法，包括以下步骤：
1）、根据工程数据集生成制造数据集，在待加工的钛合金蒙皮零件（1）上设置三个耳片（2），每个耳片（2）上开有一个定位孔（3）；
2）、根据钛合金蒙皮的设计要求，制造钛合金热成形模，将钛合金热成形模置入热成形机中，分别将上下模胎固定在热成形机的上下平台上，升温至600-650℃后放入板材的钛合金蒙皮零件（1），然后操作热成形机将板材的钛合金蒙皮零件（1）压制成特定的形状和弧度；
3）、根据钛合金蒙皮的设计要求，制造躲避型支撑工装（4）, 躲避型支撑工装（4）的底部为矩形的框架底框（6），在框架底框（6）的正上方设置有拱形支撑面（5），拱形支撑面（5）的左右两边与框架底框（6）相连接，支撑杆（7）设置在框架底框（6）的上下底框与拱形支撑面（5）的上下两边之间，两个测量点（10）设置在拱形支撑面（5）一侧的两个顶点上，拱形支撑面（5）上开有高压水通口（8），在躲避型支撑工装（4）上设置有三个与定位孔（3）的位置相对应的固定孔（9）；
4）、将躲避型支撑工装（4）置于五坐标高压水切割机工作区，利用躲避型支撑工装（4）上的测量点（10）将躲避型支撑工装（4）与五坐标高压水切割机建立相对坐标系，用销钉穿过钛合金蒙皮零件（1）上的定位孔（3）和躲避型支撑工装（4）上的固定孔（9），将钛合金蒙皮零件（1）固定在躲避型支撑工装（4）上；
5）、按照零件数模编制高压水切割程序，根据待加工的钛合金蒙皮的厚度设置高压水切割水压和切割给进速度，操作设备完成高压水切割加工。
2.根据权利要求1所述的一种钛合金蒙皮高压水三维切割方法，其特征在于：所述的定位孔（3）的直径为5.2mm。
3.根据权利要求1所述的一种钛合金蒙皮高压水三维切割方法，其特征在于：所述的躲避型支撑工装（4）上的高压水通路（8）的边缘大于钛合金蒙皮零件（1）的内孔（11）边缘2mm，所述的躲避型支撑工装（4）的外边缘小于钛合金蒙皮零件（1）的外边缘2mm。
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