CN111251021A - 一种错位连接工艺凸台工装及加工工件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种错位连接工艺凸台工装及加工工件的方法，包括工艺凸台本体和工作台，工艺凸台本体上设有压紧孔，螺栓穿过压紧孔将工艺凸台本体固定在工作台上，工艺凸台本体与工件之间通过连接件连接，连接件分别为高位连接块和低位连接块，所述高位连接块和低位连接块在横向与纵向上均错位排列，工件外形在高位和低位两个位置受压紧力作用，提高了装夹的稳定性，因此即使减少连接部位面积也可以保证工艺凸台连接强度和刚度。钳工易于下断和打磨，工作效率高。

Description

一种错位连接工艺凸台工装及加工工件的方法
技术领域
本发明涉及数控加工工艺技术领域，尤其涉及一种用于双面加工零件错位连接工艺凸台及其加工工件的方法。
背景技术
随着新型飞机机动性能、飞行性能、长寿命、轻量化和低制造成本等性能指标的不断提高，航空结构件向整体化、薄壁化、精密化等方向发展，具体体现在零件尺寸增大、薄壁结构增多、截面复杂和精度要求高等方面。由于大型航空结构件具有很多薄壁、深腔等弱刚性结构，数控加工过程中零件变形严重，特别是双面加工零件，材料去除量大、腹板和筋条等特征厚度小导致零件刚性弱，加工过程中需要注意避免零件变形导致尺寸超差。
在现有技术条件下，对于大型复杂的航空结构件，一般通过设置数量众多的工艺凸台进行零件与工装的连接，同时通过工艺凸台抑制零件变形的不利影响。现有工艺凸台通过附图1、附图2、附图3所示形式制成，在零件第一面精加工后去除上部余量（如图2），在第二面精加工后去除下部余量，数控加工过程结束后工艺凸台仍然通过一定大小的连接结构连接在零件上（如图3），需要钳工手工下断和打磨，效率低下。当工艺凸台数量多并且连接面积大时，钳工手工加工时间长，制约零件生产周期，并且钳工打磨连接部位的零件外形尺寸精度低，难以满足航空结构件日益提升的高精度要求。
另有中国专利号为CN200810212277.5，公开了一种刚性结构零件的数控加工方法和对刚性结构零件数控加工的夹具结构。该方法包含以下主要步骤：对零件坯料进行粗加工，粗加工时在零件外形轮廓面的周围加工出多个等高的工艺凸台，工艺凸台与零件的外形轮廓面之间加工成刚性连接桥，使工艺凸台与零件的外形轮廓面之间不间断连接。上述专利正如前所述在工艺凸台与零件通过一个刚性连接桥连接在零件上，需要钳工手工下断和打磨，效率低下。当工艺凸台数量多并且连接面积大时，钳工手工加工时间长，制约零件生产周期。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种错位连接工艺凸台工装及加工工件的方法，其目的是针对现有工艺凸台连接面积大造成的不利影响，在保证工艺凸台连接强度和刚度要求的前提下，为减少凸台-工件连接面积。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种错位连接工艺凸台工装，包括工艺凸台本体和工作台，所述工艺凸台本体上设有压紧孔，螺栓穿过压紧孔将工艺凸台本体固定在工作台上，所述工艺凸台本体与工件之间通过连接件连接，其特征在于：所述连接件包括两根，分别为高位连接块和低位连接块，所述高位连接块和低位连接块在横向与纵向上均错位排列。
所述的高位连接块和低位连接块的长度W 2为23~25mm，宽度L 2为10~15mm，高度H 2为0.5~1.5mm。。
所述高位连接块距离工艺凸台本体上缘的距离H 3为3~5mm，低位连接块距离工艺凸台本体下缘的距离H 4为3~5mm；所述高位连接块距离工艺凸台本体的其中一侧边的距离L 3为0~2mm，低位连接块距离工艺凸台本体的其中一侧边的距离L 4为0~2mm。
一种利用错位连接工艺凸台工装加工工件的方法，包括如下步骤：
第一步：根据工件结构特性设置工艺凸台数量和位置，在工件毛坯上制压紧孔，然后装夹工件毛坯进行粗加工，在粗加工工序中加工工艺凸台外形，保留凸台余量；
第二步：在工件第一面精加工工序中，工件的结构尺寸加工到位后，去除凸台余量的上部，凸台余量呈“L”形连接块，工艺凸台通过L形连接块与工件相连；
第三步：零件翻面进行精加工，工件的结构尺寸加工到位后，再去除部分剩余的凸台余量，将凸台余量加工为高位连接块和低位连接块，且高位连接块和低位连接块在横向与纵向上均错位排列，工艺凸台通过高位连接块与低位连接块工件相连；
第四步：钳工下断错位连接凸台，打磨连接部位的工艺外形满足加工要求。
本发明具有以下优点：
针对现有工艺凸台数控加工后连接面积大，钳工下断、打磨困难，效率低下并且导致零件外形面表面质量较差的特点，本发明兼顾凸台-零件连接刚性要求和减小连接面积需求的错位连接工艺凸台，用于双面加工工件的数控加工过程，采用加工制作的高位连接块和低位连接块将工艺凸台与工件进行固定，工件外形在高位和低位两个位置受压紧力作用，提高了装夹的稳定性，因此即使减少连接部位面积也可以保证工艺凸台连接强度和刚度。钳工易于下断和打磨，工作效率高。
附图说明
图1是工艺凸台本体和余量的结构示意图。
图2是现有工艺凸台去除上部余量后的结构示意图。
图3是现有工艺凸台去除全部余量后的结构示意图。
图4是双面加工零件错位连接工艺凸台结构示意图。
图5是错位连接凸台去除上部余量后的结构示意图。
图6是错位连接凸台去除全部余量后的结构示意图。
图7是错位连接凸台截面剖视图。
图中标记：1、工艺凸台本体；2、压紧孔；3、凸台余量；4、工件；5、工作台；6、螺栓；7、高位连接块；8、低位连接块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但本发明专利并不限于本实例。
一种错位连接工艺凸台工装，如图1、图4、图5和图6所示，包括工艺凸台本体1和工作台5，所述工艺凸台本体1上设有压紧孔2，螺栓6穿过压紧孔将工艺凸台本体1固定在工作台5上，工艺凸台本体1与工件4之间通过连接件连接，所述连接件包括两根，分别为高位连接块7和低位连接块8，所述高位连接块7和低位连接块8在横向与纵向上均错位排列（如图6所示）。
错位连接凸台的结构随着工件4加工工序变化，首先根据工件4结构特性设置工艺凸台数量和位置，在工件4毛坯上制压紧孔2，然后装夹工件4进行粗加工，在粗加工工序中加工工艺凸台外形，保留凸台余量3。在本发明实例中，凸台本体1尺寸L 1和W 1根据压紧孔2大小确定为40~60mm，凸台高度H 1等于工件4高度，凸台余量3长度和高度与凸台本体1相同，宽度W 2为23~25mm（如图6所示）。
高位连接块7和低位连接块8的长度W 2为23~25mm，宽度L 2为10~15mm，高度H 2为0.5~1.5mm（如图7所示）。
高位连接块距离工艺凸台本体上缘的距离H 3为3~5mm，低位连接块距离工艺凸台本体下缘的距离H 4为3~5mm；所述高位连接块距离工艺凸台本体的其中一侧边的距离L 3为0~2mm，低位连接块距离工艺凸台本体的其中一侧边的距离L 4为0~2mm（如图7所示）。
本发明还提供了一种使用上述错位连接工艺凸台进行零件双面加工的方法，具体步骤如下所示：
第一步：根据工件结构特性设置工艺凸台数量和位置，在工件毛坯上制压紧孔，然后装夹工件毛坯进行粗加工，在粗加工工序中加工工艺凸台外形，保留凸台余量（如图1所示）；
第二步：在工件第一面精加工工序中，工件的结构尺寸加工到位后，去除凸台余量的上部，凸台余量呈“L”形连接块，工艺凸台通过L形连接块与工件相连（如图5所示）；
第三步：零件翻面进行精加工，工件的结构尺寸加工到位后，再去除部分剩余的凸台余量，将凸台余量加工为高位连接块和低位连接块，且高位连接块和低位连接块在横向与纵向上均错位排列，工艺凸台通过高位连接块与低位连接块工件相连（如图6所示）；
第四步：钳工下断错位连接凸台，打磨连接部位的工艺外形满足加工要求。
具体为：粗加工完成后进行工件4第一面精加工，精加工尺寸到位后，铣削去除上部凸台余量3，凸台通过L形连接块与工件4连接；然后将工件4翻面并装夹，进行第二面精加工，工件4尺寸到位后铣削去除剩余凸台余量3，此时凸台通过高位连接块7和低位连接块8与工件连接。高位连接块7和低位连接块8尺寸W 2为23~25mm，L 2为10~15mm，H 2为0.5~1.5mm。高位连接块7和低位连接块8位置由附图7中尺寸L 3、 H 3、 L 4、 H 4确定，其中L 3= L 4=0~2mm，H 3和H 4大于刀具圆角半径，H 3= H 4=3~5mm。最后工件4转到钳工工序，下断高位连接块7和低位连接块8，并打磨零件外形。

Claims (4)

1.一种错位连接工艺凸台工装，包括工艺凸台本体(1)和工作台(5)，所述工艺凸台本体(1)上设有压紧孔(2)，螺栓(6)穿过压紧孔(2)将工艺凸台本体(1)固定在工作台(5)上，所述工艺凸台本体(1)与工件(4)之间通过连接件连接，其特征在于：所述连接件包括两根，分别为高位连接块(7)和低位连接块(8)，所述高位连接块(7)和低位连接块(8)在横向与纵向上均错位排列。
2.根据权利要求1所述的一种错位连接工艺凸台工装，其特征在于：所述的高位连接块(7)和低位连接块(8)的长度W 2为23~25mm，宽度L 2为10~15mm，高度H 2为0.5~1.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种错位连接工艺凸台工装，其特征在于：所述高位连接块(7)距离工艺凸台本体(1)上缘的距离H 3为3~5mm，低位连接块(8) 距离工艺凸台本体(1)下缘的距离H 4为3~5mm；所述高位连接块(7)距离工艺凸台本体(1)的其中一侧边的距离L 3为0~2mm，低位连接块(8) 距离工艺凸台本体(1) 的其中一侧边的距离L 4为0~2mm。
4.一种利用错位连接工艺凸台工装加工工件的方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：根据工件结构特性设置工艺凸台数量和位置，在工件毛坯上制压紧孔，然后装夹工件毛坯进行粗加工，在粗加工工序中加工工艺凸台外形，保留凸台余量；
第二步：在工件第一面精加工工序中，工件的结构尺寸加工到位后，去除凸台余量的上部，凸台余量呈“L”形连接块，工艺凸台通过L形连接块与工件相连；
第三步：零件翻面进行精加工，工件的结构尺寸加工到位后，再去除部分剩余的凸台余量，将凸台余量加工为高位连接块和低位连接块，且高位连接块和低位连接块在横向与纵向上均错位排列，工艺凸台通过高位连接块与低位连接块工件相连；
第四步：钳工下断错位连接凸台，打磨连接部位的工艺外形满足加工要求。
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