CN110883550B - 一种飞机平尾连接机构的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种飞机平尾连接机构的加工方法，步骤为：1）选择刀具；2）在精加工台上铣切前、后梁耳片的端面和加工安装衬套前的底孔；3）精加工前、后梁底孔的加工顺序为粗镗—半精镗—精镗；4）安装衬套；5）将平尾连接机构组件再定位夹紧到精加工台上，进行衬套孔的精加工；加工中使用精加工台对飞机平尾连接机构进行固定，通过定位机构和支撑压紧机构，对连接机构进行定位夹紧，定位机构利用飞机平尾连接机构的铰链和工程基准实现了准确定位，定位完成后依靠支撑压紧机构对工件进行支撑和压紧两项操作，提高工作效率，保证加工精度。

Description

一种飞机平尾连接机构的加工方法
技术领域
本发明涉及一种加工方法，特别是一种飞机平尾连接机构的加工方法，属于飞机零部件加工技术领域。
背景技术
新一代波音737MAX尾段中部有一个平尾连接机构被称为德克萨斯星的关键部件，用于连接水平尾翼，接头部位是与水平尾翼对接的关键部位，接头材料一般为钛合金和铝合金锻件两种，底孔衬套材料为不锈钢，在飞机部件铆接装配过程中，为了确保部、段件间具有良好的协调性与互换性，消除由于零件制造、铆接装配的积累误差以及铆接变形等因素对部、锻件外形和对合接头精确度的影响，部件对合接头一般均留有工艺余量，待部件铆接装配完工后再进行精加工，在接头端面铣切加工的过程中，不但面临钛合金的加工难题而且要保证整个产品的定位准确,以及加工后的尺寸精度和位置精度，接头孔同轴度要求φ0.012mm，孔最大加工直径为φ52.4mm，孔径公差为±0.038mm，产品重复定位精度不高于0.01mm，为满足产品加工要求，消除产品定位压紧过程中的应力变形以及满足重复定位要求是问题的关键。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种飞机平尾连接机构的加工方法，通过定位机构和支撑压紧机构，对连接机构进行定位夹紧，定位机构利用飞机平尾连接机构的铰链和工程基准实现了准确定位，定位完成后依靠支撑压紧机构对工件进行支撑和压紧两项操作，提高工作效率，保证加工精度。
为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种飞机平尾连接机构的精加工台，平台上固定连接有方向定位器、工程基准定位器和支撑压紧机构，方向定位器和支撑压紧机构均关于工程基准定位器纵向中心线对称分布。
所述的方向定位器由基座、压紧器、定位销、摇臂和导向销组成，基座侧壁设有压紧器，基座另一侧壁连接有摇臂和导向销，摇臂和导向销均贯穿基座侧壁后与压紧器连接，基座和压紧器上半部通过该定位销连接。基座固定在平台上，定位销与基座压紧器配合，可以沿轴向自由滑动，压紧器由摇臂驱动，沿导向销轴向左右移动，实现零件的松开与压紧。
所述的支撑压紧机构由支撑缸和压紧缸组成，二者分别固定在平台上，支撑缸由气压和液压混合驱动，液压缸由液压驱动压紧零件。
加工方法步骤如下：1）选择刀具；2）在精加工台上铣切前、后梁耳片的端面和加工安装衬套前的底孔；3）精加工前、后梁耳片底孔的加工顺序为粗镗—半精镗—精镗；4）安装衬套；5）将平尾连接机构组件再定位夹紧到精加工台上，进行衬套孔的精加工。
所述的步骤1）中的选择刀具中加工底孔的刀具的选择：采用镗刀，压套前的底孔材料为钛合金和铝合金，衬套的材料为不锈钢。选用镗刀加工有利于排屑和散热，能获得较高的加工精度，而且容易刃磨和调整。镗刀的选择要考虑以下因素：加工材料的加工工艺性、转速、刀具参数、进给量、自动进给钻的功率、导向。每一组耳片的前后两个孔用同一把带前导和后导的镗刀，镗刀的前导套和后导套定位在精加工台的支座孔内，自动进给钻参数确定：自动进给钻选用74PAV-2002-M11 转速每分85/240，加工材料为钛合金故选择125转/分，进给量0.002英寸。
所述的步骤1）中的选择刀具中前梁铣刀的选择：端面铣刀加工面上均匀分布4片铣切刀片，由气动马达带动端面铣刀作旋转切削运动，手动进给，进给量的大小由手柄上的刻度读出，进给量为0.02mm，后梁铣刀选择：采用组合盘铣刀，铣刀由粗铣刀和精铣刀，每一组铣刀有一个刀轴和四个刀盘组成，每个刀盘上有20个刀片，刀盘之间交错排列，刀盘之间的刀片成一斜线，刀片的材料采用钴合金，4片圆盘铣刀通过刀轴组合在一起，形成一组铣刀，每片圆盘铣刀上面。由于刀轴刚性好和刀片位置排列合理，4片圆盘铣刀同时工作时，工件和刀具的受力均匀无震动。每片圆盘铣刀上的每个刀片的轴向尺寸和径向尺寸一致，分别组装出左右粗铣、精铣四组铣刀。每个刀盘上均匀排列20个刀片,由于刀片在圆周方向上间距较小，加工时切削力恒定，消除了刀具的振动和啃刀现象。
所述的刀具的转速为：粗加工转速：V=[30+5SIN(wt)]转/分；精加工转速：V=[30+5SIN(wt)]转/分。
本发明带来的有益效果为：为了消除产品定位压紧过程中的应力以及满足重复定位要求，本发明提供了一种飞机平尾连接机构的精加工台，在既满足接头加工要求的同时又提高了接头孔的加工质量，该装置采用了支撑压紧机构，减少夹紧过程中工件应力变形的基础上实现了较高精度的零件二次定位要求，彻底解决了平尾连接机构在精加工过程中产生的强迫压紧问题，简化了精加工台的设计与制造过程、缩短了精加工台的制造周期、降低了操作者的劳动强度。
附图说明
图1为精加工台结构简图。
图2为支撑缸结构示意图。
图3为压紧缸结构示意图。
图4为方向定位器结构简图。
图5为产品定位示意图。
图6为组合铣刀结构简图。
图7为刀盘刀片排列示意图。
其中，1-平台，2-方向定位器，3-工程基准定位器，4-支撑压紧机构，5-支撑缸，6-压紧缸，7-基座，8-压紧器，9-定位销，10-摇臂，11-导向销，12-机床，13-刀片，14-刀盘，15-刀轴。
具体实施方式
如图1至图7所示，首先将定位销9插入产品铰链右接头，然后插入铰链左接头，手动旋转摇臂10驱动压紧器8压紧零件，此时产品只能沿定位销9轴线转动，产品依靠自身重力沿定位销9轴线转动到工程基准定位器3上，产品定位完成。
平尾连接机构在精加工台内定位完成后，必须采用压紧器8压牢，以防止其在精加工过程中产生振动和移动。压紧器8应配置在被加工部位的近处并采用游动式结构，以免产生强迫压紧现象。综合以上因素，我们在平尾连接机构的前、后梁处设置了4组支撑压紧机构4对平尾连接机构进行压紧。每组支撑压紧机构4主要由支撑缸5和压紧缸6组成，其中支撑缸5为关键元件，支撑缸5通过一定的气压推动活塞以一定的接触力接触工件，可以根据工件的刚性等实际情况确定，应不使工件产生变形，并且能接触良好，接触力的范围为0-20磅，然后以每平方英寸4000磅的油压将活塞锁紧，支撑缸5便在其工作承重载荷范围内保证活塞不产生轴向位移，其最大工作承重载荷为7500磅。以每平方英寸1500磅的油压推动压紧器8，使其在前梁处以440 磅、在后梁处以930磅将平尾连接机构压紧，所有压力、调整系统工作程序由计算机指令完成，因为支撑缸5的活塞是浮动的，仅以很小的接触力接触工件，在锁紧后又能承受很大的压力而不产生轴向位移，这样就解决了由于零件制造、铆接装配的积累误差以及铆接变形等因素造成的强迫压紧问题，从而实现了无应力压紧。
刀片13、刀盘14固定在刀轴15上，组成一组整体的组合式盘铣刀。刀片通过螺钉固定在刀盘上，每组铣刀上有20个刀片，每片刀盘14上设有5个刀片，刀片13在相邻刀盘14之间交错排列，刀盘14之间的刀片成一斜线，刀片13的材料采用钴合金，4片圆盘铣刀通过刀轴15组合在一起，形成一组铣刀，每片圆盘铣刀上面。由于刀轴15刚性好和刀片13位置排列合理，4片圆盘铣刀同时工作时，工件和刀具的受力均匀无震动。每片圆盘铣刀上的每个刀片13的轴向尺寸和径向尺寸一致，分别组装出左右粗铣、精铣四组铣刀。每个刀盘14上均匀排列20个刀片13，由于刀片13在圆周方向上间距较小，加工时切削力恒定，消除了刀具的振动和啃刀现象。组合式盘铣刀通过刀轴15的莫士锥与机床12配合，实现组合式盘铣刀整体的拆卸与安装。通过主轴电机驱动盘铣刀转动和进给，实现产品的切削。
以上所述的仅是本发明的优选实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种飞机平尾连接机构的加工方法，其特征在于如下步骤：1）选择刀具；2）在精加工台上铣切前、后梁耳片的端面；加工前梁耳片端面的铣刀为端面铣刀，其加工面上均匀分布4片铣切刀片，由气动马达带动端面铣刀作旋转切削运动，手动进给，进给量的大小由手柄上的刻度读出，进给量为0.02mm；加工后梁耳片端面的铣刀为组合盘铣刀，其由粗铣刀和精铣刀组成，每一组铣刀有1个刀轴和4个刀盘组成，每个刀盘上有20个刀片，刀盘之间交错排列，刀盘之间的刀片成一斜线，刀片的材料为钴合金，每个刀片的轴向尺寸和径向尺寸一致，组装出左右粗铣、精铣四组铣刀；
3）加工安装衬套前的前、后梁耳片的底孔，精加工前、后梁耳片的底孔的加工顺序为粗镗、半精镗、精镗，刀具采用镗刀，每一组耳片的底孔用同一把带前导套和后导套的镗刀，镗刀的前导套和后导套定位在精加工台的支座孔内；
4）安装衬套；5）将飞机平尾连接机构再定位夹紧到精加工台上，进行衬套孔的精加工；
所述精加工台包括平台、方向定位器、工程基准定位器和支撑压紧机构，方向定位器、工程基准定位器和支撑压紧机构固定连接在平台上，方向定位器和支撑压紧机构对称分布在工程基准定位器的纵向中心线两侧；所述方向定位器由基座、压紧器、定位销、摇臂和导向销组成，基座侧壁设有压紧器，基座另一侧壁连接有摇臂和导向销，摇臂和导向销均贯穿基座侧壁后与压紧器连接，基座和压紧器上半部通过定位销连接；所述支撑压紧机构由支撑缸和压紧缸组成，二者分别固定在平台上，支撑缸由气压和液压混合驱动，液压缸由液压驱动压紧零件；其中定位过程为：先将定位销插入产品铰链右接头，后插入铰链左接头，手动旋转摇臂驱动压紧器压紧零件，此时产品只能沿定位销轴线转动，产品依靠自身重力沿定位销轴线转动到工程基准定位器上，定位完成。
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