CN105904108B - 一种大型薄板激光切割夹具及其加工方法 - Google Patents

一种大型薄板激光切割夹具及其加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种大型薄板激光切割夹具及其加工方法，夹具结构简单具有底板，底板上设有支撑架，所述支撑架垂直于底板，所述支撑架的长度与蒙皮零件的长度相匹配，所述支撑架的顶面为曲面Ⅰ，所述曲面Ⅰ的曲率与蒙皮零件的曲率相匹配；底板上位于支撑架的一侧设有若干个高低不同的托架Ⅰ，通过若干个高低不同的托架Ⅰ支撑蒙皮零件的表面，每个托架Ⅰ的安装分别垂直于底板和支撑架，且每个托架Ⅰ的高度均与安装位置对应的支撑架的高度相匹配；底板上位于支撑架的另一侧设有若干个托架II，每个托架II分别垂直于底板和支撑架；托架II用于支撑并固定蒙皮零件上的耳片。该方法可有效解决薄板类激光切割夹具易变型、加工难度大等问题。

Description

一种大型薄板激光切割夹具及其加工方法
技术领域
本发明涉及飞机零件夹具加工制造领域，具体涉及一种大型薄板激光切割夹具及其加工方法。
背景技术
在飞机制造领域，对零件的精度要求越来越高，因此对用于加工零件的夹具的精度要求也就更高，而目前用于加工飞机零件的夹具大都结构复杂，尤其是大型薄板易变形的激光切割夹具，其本身具有体积大的特点，而且为了工装的经济性与实用操作性，该激光切割夹具大都设计成多个薄板托架组合式焊接结构，这样的结构非常容易变形，在加工生产过程中很难保证工装精度要求。
发明内容
本发明针对现有技术不足，提供一种大型薄板激光切割夹具及其加工方法，通过对大型薄板类夹具结构的改进，可有效对飞机上形状复杂的蒙皮零件进行装夹，且结构简单，重量轻，便于转运，适用性广。该夹具加工方法可有效解决薄板类激光切割夹具易变型、加工难度大等问题，保证激光切割夹具的制造精度，从而达到零件的精度要求，并提高激光切割夹具和飞机零件的加工生产效率。
本发明采用的技术方案为：
一种大型薄板激光切割夹具，用于装夹飞机蒙皮零件，具有底板(12)，底板(12)上设有支撑架(1)，所述支撑架(1)垂直于底板(12)，所述支撑架(1)的长度与蒙皮零件的长度相匹配，所述支撑架(1)的顶面为曲面I，所述曲面I的曲率与蒙皮零件的曲率相匹配；底板(12)上位于支撑架(1)的一侧设有若干个高低不同的托架Ⅰ，通过若干个高低不同的托架I支撑蒙皮零件的表面，每个托架Ⅰ的安装分别垂直于底板(12)和支撑架(1)，且每个托架Ⅰ的高度均与安装位置对应的支撑架(1)的高度相匹配；底板(12)上位于支撑架(1)的另一侧设有若干个托架II，每个托架II分别垂直于底板(12)和支撑架(1)；托架II用于支撑并固定蒙皮零件上的耳片。
所述的一种大型薄板激光切割夹具，所述支撑架(1)的厚度为20-25mm，底板(12)的厚度为25-30mm，托架I的厚度为20-25mm，托架II的厚度为20-25mm。
所述的一种大型薄板激光切割夹具，所述支撑架(1)上还具有卡板(13)，所述卡板(13)的底面为曲面II，所述曲面II的曲率与蒙皮零件的曲率相匹配；所述蒙皮零件位于支撑架(1)和卡板(13)之间。
所述的一种大型薄板激光切割夹具，所述支撑架(1)的两端分别设有托架III(8)和托架IV(10)，所述卡板(13)的两端分别固定在托架III(8)和托架IV(10)的顶端。
所述的一种大型薄板激光切割夹具，托架III(8)和托架IV(10)的厚度均为20-25mm。
一种大型薄板激光切割夹具的加工方法，包括以下步骤：
1)支撑架(1)的加工：钳工下料，支撑架(1)的各型面留有15mm-20mm余量，划出最大外形；刨支撑架(1)厚度上的前后两面，再精刨支撑架(1)的底平面；数控按程序铣支撑架(1)的全型，各型面处留余量5mm；
2)各托架Ⅰ、托架II、托架III(8)和托架IV(10)的加工；钳工下料：各托架厚度不放量，长宽按纸膜线自放量下料，各型面留余量15mm-20mm，划出最大外形；按图纸要求及线铣切各托架的全型，各型面处均留余量10mm；
3)底板(12)的加工：钳工下料：底板(12)的各型面留有15mm-20mm的余量，划出最大外形；刨底板(12)的厚二面，底板(12)的底面精刨，保证精刨底面的平面度为0.1；数控按程序精铣底板(12)的全型；
4)卡板(13)的加工：钳工下料，卡板(13)的各型面处留余量5mm，校平；精刨卡板(13)的厚二面；数控按图纸要求及线铣最大外形；钳工校平及校型；再次刨卡板(13)的厚二面至厚度要求尺寸，精刨卡板(13)的底平面；数控按数据集加工卡板(13)各型面；
5)将托架Ⅰ、托架II、托架III(8)、托架IV(10)、和底板(12)整体焊接：钳工收齐各件，按纸膜线及尺寸将各件焊接在底座上，铣多余量，震动去应力，精刨底板(12)的底平面，保证平面度为0.1；数控按数据集加工整个型面；按数据集用数控测量机测量各型面；
6)总装：校平校型。
本发明具有以下有益效果：本发明主要采用先分体粗加工在焊接成一体的加工方法，有效解决了此类大型薄板激光切割夹具易变型的问题。不仅保证夹具的制造精度，还降低生产制造成本，提高加工效率。
附图说明
图1为本发明实施例一种大型薄板激光切割夹具的在飞机蒙皮零件上应用的示意图。
图2为本发明实施例一种大型薄板激光切割夹具的结构示意图。
图3为实施例飞机蒙皮零件示意图。
其中1-支撑架，2-第一托架II，3-第一托架Ⅰ，4-第二托架Ⅰ，5-第三托架Ⅰ，6-第四托架Ⅰ，7-第五托架Ⅰ，8-托架III，9-第二托架II，10-托架IV，11-吊环，12-底板，13-卡板，14-标记块，15-螺钉，16-蒙皮零件，17-耳片，18-大凸点。
具体实施方式
如图1-2所示一种大型薄板激光切割夹具，用于装夹如图3所示的飞机蒙皮零件16，具有底板12(厚度为25mm)，底板12上设有支撑架1(厚度为20mm)，该支撑架1垂直于底板12，且该支撑架1的长度与蒙皮零件16的长度相匹配。所述支撑架1的顶面为曲面I，所述曲面I的曲率与蒙皮零件16的曲率相匹配。
底板12上位于支撑架1的一侧设有5个高低不同的托架Ⅰ(厚度为20mm)，分别为第一托架Ⅰ3，第二托架Ⅰ4，第三托架I5，第四托架I6，和第五托架I7。并通过这5个高低不同的托架I支撑蒙皮零件16的表面，托架Ⅰ的数量依蒙皮零件16的长度而定，并作适应性调整，一般在蒙皮零件16上具有大凸点18的位置设置托架Ⅰ。每个托架Ⅰ的安装分别垂直于底板12和支撑架1，且每个托架I的高度均与安装位置对应的支撑架1的高度相匹配。
底板12上位于支撑架1的另一侧设有两个托架II(厚度为20mm)，分别为第一托架II2和第二托架II9，每个托架II分别垂直于底板12和支撑架1；托架II用于支撑并固定蒙皮零件16上的耳片17，托架II的数量与蒙皮零件16上耳片17的数量相对应。
为了更好的固定蒙皮零件16，支撑架1上还具有卡板13，所述卡板13的底面为曲面II，所述曲面II的曲率与蒙皮零件16的曲率相匹配；所述蒙皮零件16位于支撑架1和卡板13之间。所述支撑架1的两端分别设有托架III8(厚度为20mm)和托架IV10(厚度为20mm)，所述卡板13的两端分别通过螺钉15固定在托架III8和托架IV10的顶端。
一种上述大型薄板激光切割夹具的加工方法，包括以下步骤：
1)支撑架1的加工：
1.1)钳工下料：厚度不放量，其余按纸膜线自放量(每个型面至少有15mm余量)，划出最大外形，减轻制出进刀孔，纸膜线保留。
1.2)刨厚二面(刨支撑架1的前后两面)，再精刨支撑架1的底平面。
1.3)数控按程序铣切支撑架1的全型，各型面处留余量5mm。
2)第一托架II2、第一托架Ⅰ3、第二托架Ⅰ4、第三托架Ⅰ5、第四托架Ⅰ6、第五托架Ⅰ7、托架III8、第二托架II9、以及托架IV10的加工。其中第二托架Ⅰ4与第三托架Ⅰ5的形状相同，第一托架Ⅰ3与第四托架Ⅰ6的形状相同，托架III8与托架IV10的形状相同。
2.1)钳工下料：第一托架II2、第一托架Ⅰ3、第二托架I4、托架III8、第二托架II9各件厚度不放量，长宽按纸膜线自放量下料，型面至少留量15mm，划出最大外形，保留纸膜线；第三托架Ⅰ5、第四托架I6、第五托架Ⅰ7、托架IV10各件厚度不放量，长宽自放量，型面至少留量15mm，划出最大外形。
2.2)按图纸要求及线铣切各件全型，型面处留量10mm。
2.3)钳工去毛刺，打光。
3)底板12的加工：
3.1)钳工下料：底板12的厚度不放量，其余按纸膜线自放量(型面至少有15mm余量)，划出最大外形，减轻制出，纸膜线保留。
3.2)刨底板12的厚二面，底板12的底面精刨成，保证精刨面平面度为0.1。
3.3)数控按程序精铣底板12的全型及基准孔。
3.4)钳工去毛刺，配制各孔，制吊环11。
4)卡板13的加工：
4.1)钳工下料：卡板13厚度不放量，长宽按纸膜线自放量，型面处留量5mm，校平。
4.2)精刨卡板13的厚二面。
4.3)数控按图及线铣最大外形。
4.4)钳工校平及校型。
4.5)刨卡板13的厚二面至厚度要求尺寸，精刨卡板13的底平面。
4.6)数控按数据集加工型面及制孔。
4.7)钳工去毛刺，打光型面，锐边导钝，校平校型。
5)将支撑架l、第一托架II2、第一托架Ⅰ3、第二托架Ⅰ4、第三托架Ⅰ5、第四托架Ⅰ6、第五托架Ⅰ7、托架III8、第二托架II9、托架IV10、底板12整体焊接：
5.1)钳工收齐各件，按纸膜线及尺寸将各件焊接在底板12上，配铣多余量焊接。
5.2)铣多余量。
5.3)震动去应力。
5.4)精刨底板12的底平面，保证平面度为0.1。
5.5)在底板12上焊接标记块14。
5.6)数控按数据集加工整个型面及制孔，划线。
5.7)按数据集用数控测量机测量切割夹具上的各个型面。
5.8)钳工打光型面，去毛刺，锐边倒钝。
6)总装：收起各件，配制各孔。去毛刺，锐边倒R2；校平校型总装成。

Claims (5)

1.一种大型薄板激光切割夹具，用于装夹飞机蒙皮零件，其特征在于，具有底板(12)，底板(12)上设有支撑架(1)，所述支撑架(1)垂直于底板(12)，所述支撑架(1)的长度与蒙皮零件的长度相匹配，所述支撑架(1)的顶面为曲面Ⅰ，所述曲面Ⅰ的曲率与蒙皮零件的曲率相匹配；底板(12)上位于支撑架(1)的一侧设有若干个高低不同的托架Ⅰ，通过若干个高低不同的托架Ⅰ支撑蒙皮零件的表面，每个托架Ⅰ的安装分别垂直于底板(12)和支撑架(1)，且每个托架Ⅰ的高度均与安装位置对应的支撑架(1)的高度相匹配；底板(12)上位于支撑架(1)的另一侧设有若干个托架Ⅱ，每个托架Ⅱ分别垂直于底板(12)和支撑架(1)；托架Ⅱ用于支撑并固定蒙皮零件上的耳片；所述支撑架(1)上还具有卡板(13)，所述卡板(13)的底面为曲面Ⅱ，所述曲面Ⅱ的曲率与蒙皮零件的曲率相匹配；所述蒙皮零件位于支撑架(1)和卡板(13)之间。
2.如权利要求1所述的一种大型薄板激光切割夹具，其特征在于，所述支撑架(1)的厚度为20-25mm，底板(12)的厚度为25-30mm，托架Ⅰ的厚度为20-25mm，托架Ⅱ的厚度为20-25mm。
3.如权利要求1所述的一种大型薄板激光切割夹具，其特征在于，所述支撑架(1)的两端分别设有托架Ⅲ(8)和托架Ⅳ(10)，所述卡板(13)的两端分别固定在托架Ⅲ(8)和托架Ⅳ(10)的顶端。
4.如权利要求3所述的一种大型薄板激光切割夹具，其特征在于，托架Ⅲ(8)和托架Ⅳ(10)的厚度均为20-25mm。
5.一种如权利要求1-4任一所述的大型薄板激光切割夹具的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)支撑架(1)的加工：钳工下料，支撑架(1)的各型面留有15mm-20mm余量，划出最大外形；刨支撑架(1)厚度上的前后两面，再精刨支撑架(1)的底平面；数控按程序铣支撑架(1)的全型，各型面处留余量5mm；
2)各托架Ⅰ、托架Ⅱ、托架Ⅲ(8)和托架Ⅳ(10)的加工；钳工下料：各托架厚度不放量，长宽按纸膜线自放量下料，各型面留余量15mm-20mm，划出最大外形；按图纸要求及线铣切各托架的全型，各型面处均留余量10mm；
3)底板(12)的加工：钳工下料：底板(12)的各型面留有15mm-20mm的余量，划出最大外形；刨底板(12)的厚二面，底板(12)的底面精刨，保证精刨底面的平面度为0.1；数控按程序精铣底板(12)的全型；
4)卡板(13)的加工：钳工下料，卡板(13)的各型面处留余量5mm，校平；精刨卡板(13)的厚二面；数控按图纸要求及线铣最大外形；钳工校平及校型；再次刨卡板(13)的厚二面至厚度要求尺寸，精刨卡板(13)的底平面；数控按数据集加工卡板(13)各型面；
5)将托架Ⅰ、托架Ⅱ、托架Ⅲ(8)、托架Ⅳ(10)、和底板(12)整体焊接：钳工收齐各件，按纸膜线及尺寸将各件焊接在底座上，铣多余量，震动去应力，精刨底板(12)的底平面，保证平面度为0.1；数控按数据集加工整个型面；按数据集用数控测量机测量各型面；
6)总装：校平校型。
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