CN110948722A - 一种大型复合材料薄壁罩类零件内腔加工工装及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及薄壁罩类零件加工工装技术领域,具体为一种大型复合材料薄壁罩类零件内腔加工工装,包括第一装夹工装和第二装夹工装,第一装夹工装和第二装夹工装均为圆柱形工装,第一装夹工装和第二装夹工装同轴相对设置,第一装夹工装和第二装夹工装相对的两个端面上分别周向等间距加工有四个盲孔,每两个位置的对应的盲孔内均设置有一根支撑杆,支撑杆内部加工有通孔,每组支撑杆内部设置有一组螺纹拉杆,螺纹拉杆将第一装夹工装、第二装夹工装和支撑杆可拆卸固定连接;本发明通过合理设计工装提供大型复合材料回转曲面类零件厚度精密控制工艺方法,从而实现大型复合材料薄壁罩类零件加工尺寸精度及形状精度提升,足以满足工作要求。

Description

一种大型复合材料薄壁罩类零件内腔加工工装及其加工方法
技术领域
本发明涉及薄壁罩类零件加工工装技术领域,尤其涉及一种大型复合材料薄壁罩类零件内腔加工工装及其加工方法。
背景技术
陶瓷基复合材料由陶瓷粉末与纤维混合高温烧结而成,是一种广泛应用于航空航天领域的特种陶瓷材料,具有良好的综合力学性能和介电损耗,主要制造成导流罩,应用于导弹、高超声速飞行器等,是一种集防热、透波、承载、抗冲击等高性能要求为一体的多功能部件。导流罩尺寸一般较大,长度大于1000mm,最大直径大于450mm,回转曲线形状非常复杂,且壁厚较小,一般小于20mm。由于复合材料强度较低,装夹和加工中都容易产生变形,造成加工壁厚不均匀,直接影响其使用性能;由于复合材料断裂韧性小,装夹力过大又容易卡碎零件;同时为保证内外型同轴度,定位和基准找正需要耗费大量时间。如何合理设计工装,实现大型复合材料薄壁罩类零件内腔精密加工,并提高加工效率和尺寸精度目前还未有效解决。
经过现有技术的文献检索发现,目前对于薄壁类复合材料精密加工工艺控制还未有相关文献介绍,多集中于复合材料加工表面质量控制的研究。文献《Cf/SiC陶瓷基复合材料车削加工工艺研究》中提出通过选择合理的机械加工方法、人造金刚石聚晶车刀及冷却润滑方法,采用合适的切削用量和刀具几何参数,能够实现陶瓷基复合材料喷管连接部位的车削加工,保证Cf/SiC陶瓷基复合材料喷管连接部位的表面质量和尺寸精度及形状精度。但是并未介绍装夹方式对尺寸精度及形状精度影响。文献《C/SiC复合材料钻、铣加工技术的试验研究》针对制孔和铣削刀具选择、典型缺陷成因及评价及加工工艺参数合理选择行了探索性的研究,但是其研究对象结构简单,如何实现复杂复合材料零件高精度加工并未提出相关的方法。文献《碳化硅陶瓷基复合材料加工技术研究进展》中介绍,采用传统机械工艺可实现复合材料零部件加工,但是材料表面受到机械应力作用,造成加工精度差。
发明内容
本发明克服了上述现有技术的不足,提供了一种大型复合材料薄壁罩类零件内腔加工工装及其加工方法。本发明通过合理设计工装提供大型复合材料回转曲面类零件厚度精密控制工艺方法,从而实现大型复合材料薄壁罩类零件加工尺寸精度及形状精度提升,足以满足工作要求。
本发明的技术方案:
一种大型复合材料薄壁罩类零件内腔加工工装,包括第一装夹工装和第二装夹工装,所述第一装夹工装和第二装夹工装均为圆柱形工装,所述第一装夹工装和第二装夹工装同轴相对设置,所述第一装夹工装和第二装夹工装相对的两个端面上分别周向等间距加工有四个盲孔,且设置在所述第一装夹工装和第二装夹工装上的盲孔两两位置对应;每两个位置的对应的盲孔内均设置有一根支撑杆,所述支撑杆内部加工有通孔,每组所述支撑杆内部设置有一组螺纹拉杆,所述螺纹拉杆将第一装夹工装、第二装夹工装和支撑杆可拆卸固定连接;所述第一装夹工装和第二装夹工装上还分别加工有零件放置孔。
进一步的,所述第一装夹工装上还设置有压板。
进一步的,所述第一装夹工装和第二装夹工装均为尼龙材料一体加工而成;其强度好,且硬度低,并与柔性装夹。
进一步的,所述连接杆为尼龙材料一体加工而成;其强度好,且硬度低,并与柔性装夹。
进一步的,所述螺纹拉杆为金属螺纹拉杆。
一种大型复合材料薄壁罩类零件内腔加工工装的加工方法,该方法包括如下步骤:
步骤a:加工支撑杆:加工四个支撑杆,杆内加工成通孔;
步骤b:加工装夹工装:加工两个圆柱类零件,其中一个厚度较大的为第一装夹工装,厚度较小的为第二装夹工装,并在第一装夹工装和第二装夹工装相对的两个端面上加工均匀分布的四个盲孔,孔直径与支撑杆直径相同;
步骤c:装夹工装的固定:采用螺纹拉杆将支撑杆、第一装夹工装和第二装夹工装连接成一体;采用四爪卡盘将工装固定在数控车床上,并将中心架固定在厚度较大圆柱零件的中间位置;
步骤d:零件放置孔的加工:在第一装夹工装和第二装夹工装上加工零件放置孔,使其内腔尺寸与零件外形尺寸一致;
步骤e:放置零件:将罩类零件配合到第一装夹工装和第二装夹工装组成的工装内,并采用压板将零件与工装固定一起,实现精密装配。
本发明相对于现有技术具有以下有益效果:
本发明针对大型复合材料薄壁罩类零件内腔加工尺寸精度和形状精度差,加工壁厚不均匀,提出了一种工装设计方法,对装夹固定、定位找正、工装与罩类零件精密配合等实现了控制,提高了加工精度和产品质量可靠性。本发明实现大型复合材料薄壁罩类零件内腔加工工艺控制,为航空航天精密制造领域典型大型复合材料零部件加工质量提升提供技术支撑;
本发明压板平面将与罩类零件端面平齐,其内孔直径小于罩类零件外圆直径,并采用螺栓固定在尼龙圆柱零件上。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明的工装装配图;
图3是本发明的典型复合材料薄壁罩类零件的结构图;
图4是本发明的各零件配合示意图;
图中1-薄壁罩类零件;2-螺纹拉杆;3-第二装夹工装;4-支撑杆;5-第一装夹工装;6-压板;7-连接螺栓。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明进行详细说明。
结合图1-图4示,本实施例公开的一种大型复合材料薄壁罩类零件内腔加工工装,包括第一装夹工装5和第二装夹工装3,所述第一装夹工装5和第二装夹工装3均为圆柱形工装,所述第一装夹工装5和第二装夹工装3同轴相对设置,所述第一装夹工装5和第二装夹工装3相对的两个端面上分别周向等间距加工有四个盲孔,且设置在所述第一装夹工装5和第二装夹工装3上的盲孔两两位置对应;每两个位置的对应的盲孔内均设置有一根支撑杆4,所述支撑杆4内部加工有通孔,每组所述支撑杆4内部设置有一组螺纹拉杆2,所述螺纹拉杆2将第一装夹工装5、第二装夹工装3和支撑杆4可拆卸固定连接;所述第一装夹工装5和第二装夹工装3上还分别加工有零件放置孔,所述零件放置孔内设置有薄壁罩类零件1。
具体的,所述第一装夹工装5上还设置有压板6,所述压板通过连接螺栓7固定在所述第一装夹工装5上。
具体的,所述第一装夹工装5和第二装夹工装3均为尼龙材料一体加工而成。
具体的,所述连接杆为尼龙材料一体加工而成。
具体的,所述螺纹拉杆2为金属螺纹拉杆2。
一种大型复合材料薄壁罩类零件内腔加工工装的加工方法,该方法包括如下步骤:
步骤a:加工支撑杆4:加工四个支撑杆4,杆内加工成通孔;
步骤b:加工装夹工装:加工两个圆柱类零件,其中一个厚度较大的为第一装夹工装5,厚度较小的为第二装夹工装3,并在第一装夹工装5和第二装夹工装3相对的两个端面上加工均匀分布的四个盲孔,孔直径与支撑杆4直径相同;
步骤c:装夹工装的固定:采用螺纹拉杆2将支撑杆4、第一装夹工装5和第二装夹工装3连接成一体;采用四爪卡盘将工装固定在数控车床上,并将中心架固定在厚度较大圆柱零件的中间位置;
步骤d:零件放置孔的加工:在第一装夹工装5和第二装夹工装3上加工零件放置孔,使其内腔尺寸与零件外形尺寸一致;
步骤e:放置零件:将罩类零件配合到第一装夹工装5和第二装夹工装3组成的工装内,并采用压板6将零件与工装固定一起,实现精密装配。
实施例二:
本实施例以某型号导流罩为例,其材料为铝硅酸盐复合材料,内外部回转线为复杂曲线,长度为1100mm,最大直径为480mm,壁厚最小处为12mm,其壁厚要求严格,误差小于±0.1mm,如图1所示。该复合材料薄壁罩类零件内腔加工工装设计具体步骤如下:
步骤一:设计四个支撑杆,杆内加工成通孔,杆长度为150mm,外圆直径为50mm,内孔直径为20mm;
步骤二:设计两个圆柱类零件,直径都为550mm,其中一个厚度为150mm,另一个厚度为250mm,并在每个零件的一面加工均匀分布的四个盲孔,孔直径为50mm;
步骤三:采用直径为18mm的螺纹拉杆2将支撑杆3、圆柱类零件4和圆柱类零件5连接成一体,并用螺母紧锁;
步骤四:采用四爪卡盘卡紧厚度为100mm的圆柱固定在数控车床上,并将中心架固定在厚度为200mm圆柱零件的中间位置;
步骤五:加工工装,使其内腔尺寸与零件外形尺寸一致;
步骤六:将罩类零件配合到工装内,并采用压板6将零件1与工装5固定一起,其中7为连接螺栓,实现精密装配。
以上实施例只是对本专利的示例性说明,并不限定它的保护范围,本领域技术人员还可以对其局部进行改变,只要没有超出本专利的精神实质,都在本专利的保护范围内。

Claims (6)

1.一种大型复合材料薄壁罩类零件内腔加工工装,其特征在于:包括第一装夹工装(5)和第二装夹工装(3),所述第一装夹工装(5)和第二装夹工装(3)均为圆柱形工装,所述第一装夹工装(5)和第二装夹工装(3)同轴相对设置,所述第一装夹工装(5)和第二装夹工装(3)相对的两个端面上分别周向等间距加工有四个盲孔,且设置在所述第一装夹工装(5)和第二装夹工装(3)上的盲孔两两位置对应;每两个位置的对应的盲孔内均设置有一根支撑杆(4),所述支撑杆(4)内部加工有通孔,每组所述支撑杆(4)内部设置有一组螺纹拉杆(2),所述螺纹拉杆(2)将第一装夹工装(5)、第二装夹工装(3)和支撑杆(4)可拆卸固定连接;所述第一装夹工装(5)和第二装夹工装(3)上还分别加工有零件放置孔,所述零件放置孔内设置有薄壁罩类零件(1)。
2.根据权利要求1所述的一种大型复合材料薄壁罩类零件内腔加工工装,其特征在于,所述第一装夹工装(5)上还设置有压板(6),所述压板通过连接螺栓(7)固定在所述第一装夹工装(5)上。
3.根据权利要求1所述的一种大型复合材料薄壁罩类零件内腔加工工装,其特征在于,所述第一装夹工装(5)和第二装夹工装(3)均为尼龙材料一体加工而成。
4.根据权利要求1所述的一种大型复合材料薄壁罩类零件内腔加工工装,其特征在于,所述连接杆为尼龙材料一体加工而成。
5.根据权利要求1所述的一种大型复合材料薄壁罩类零件内腔加工工装,其特征在于,所述螺纹拉杆(2)为金属螺纹拉杆(2)。
6.一种利用权利要求1-5任意之一所述的一种大型复合材料薄壁罩类零件内腔加工工装的加工方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:
步骤a:加工支撑杆(4):加工四个支撑杆(4),杆内加工成通孔;
步骤b:加工装夹工装:加工两个圆柱类零件,其中一个厚度较大的为第一装夹工装(5),厚度较小的为第二装夹工装(3),并在第一装夹工装(5)和第二装夹工装(3)相对的两个端面上加工均匀分布的四个盲孔,孔直径与支撑杆(4)直径相同;
步骤c:装夹工装的固定:采用螺纹拉杆(2)将支撑杆(4)、第一装夹工装(5)和第二装夹工装(3)连接成一体;采用四爪卡盘将工装固定在数控车床上,并将中心架固定在厚度较大圆柱零件的中间位置;
步骤d:零件放置孔的加工:在第一装夹工装(5)和第二装夹工装(3)上加工零件放置孔,使其内腔尺寸与零件外形尺寸一致;
步骤e:放置零件:将罩类零件配合到第一装夹工装(5)和第二装夹工装(3)组成的工装内,并采用压板(6)将零件与工装固定一起,实现精密装配。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113414553A (zh) * 2021-06-30 2021-09-21 哈尔滨电气动力装备有限公司 核电站轴封主泵叶轮罩的加工工艺
CN114643498A (zh) * 2020-12-21 2022-06-21 山东工业陶瓷研究设计院有限公司 一种用于天线罩内圆加工的夹具、工装及装夹方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204075811U (zh) * 2014-09-22 2015-01-07 贵阳职业技术学院装备制造分院 一种用于加工薄壁零件的工装
CN105345515A (zh) * 2015-11-13 2016-02-24 航天科工哈尔滨风华有限公司 一种大型薄壁锥形壳体零件数控加工装卡定位装置
CN205927168U (zh) * 2016-06-07 2017-02-08 贵州航天精工制造有限公司 一种薄壁零件平端面加工用的工装
CN206083888U (zh) * 2016-08-31 2017-04-12 天津天海精密锻造有限公司 一种薄壁环件的工装
CN107020524A (zh) * 2017-05-11 2017-08-08 合肥波林新材料股份有限公司 一种夹持薄壁套类零件的工装
CN207139349U (zh) * 2017-09-15 2018-03-27 烟台万隆真空冶金股份有限公司 一种大型薄壁圆筒件的加工工装
CN207656291U (zh) * 2017-11-09 2018-07-27 山西汾西重工有限责任公司 大型薄壁锥形壳体内腔端面孔加工工装

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204075811U (zh) * 2014-09-22 2015-01-07 贵阳职业技术学院装备制造分院 一种用于加工薄壁零件的工装
CN105345515A (zh) * 2015-11-13 2016-02-24 航天科工哈尔滨风华有限公司 一种大型薄壁锥形壳体零件数控加工装卡定位装置
CN205927168U (zh) * 2016-06-07 2017-02-08 贵州航天精工制造有限公司 一种薄壁零件平端面加工用的工装
CN206083888U (zh) * 2016-08-31 2017-04-12 天津天海精密锻造有限公司 一种薄壁环件的工装
CN107020524A (zh) * 2017-05-11 2017-08-08 合肥波林新材料股份有限公司 一种夹持薄壁套类零件的工装
CN207139349U (zh) * 2017-09-15 2018-03-27 烟台万隆真空冶金股份有限公司 一种大型薄壁圆筒件的加工工装
CN207656291U (zh) * 2017-11-09 2018-07-27 山西汾西重工有限责任公司 大型薄壁锥形壳体内腔端面孔加工工装

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114643498A (zh) * 2020-12-21 2022-06-21 山东工业陶瓷研究设计院有限公司 一种用于天线罩内圆加工的夹具、工装及装夹方法
CN113414553A (zh) * 2021-06-30 2021-09-21 哈尔滨电气动力装备有限公司 核电站轴封主泵叶轮罩的加工工艺

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