CN111844142B - 铝合金化铣保护层分离切割工具及其分离切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于工艺装备设计及制造技术领域，具体涉及一种铝合金化铣保护层分离切割工具及其分离切割方法。其中，所述的铝合金化铣保护层分离切割工具包括切割刀片、刀片压块、两个紧固螺钉、工具主体、工具手柄橡胶套。其中，所述的切割刀片及刀片压块通过紧固螺钉与工具主体连接成一体，其中，工具的柄部外部套有工具手柄橡胶套，用于使用时操作者手持。由于该铝合金化铣保护层分离切割方法设计巧妙，采用了专用的高效铝合金蒙皮化铣保护层分离切割工具，既保证了玻璃钢样板型面不被损伤，又极大地提高了铝合金蒙皮化铣保护层分离切割的效率，同时，也降低了操作者的劳动强度。

Description

铝合金化铣保护层分离切割工具及其分离切割方法

技术领域

本发明属于工艺装备设计及制造技术领域，具体涉及一种铝合金化铣保护层分离切割工具及其分离切割方法。

背景技术

虽然飞机蒙皮镜像铣削技术已经广泛地被应用在国内外先进的飞机制造业，但是，由于与机械加工方法相比具有生产效率高、变形小、适应性强等不可替代的优势，因此，传统的化学铣切工艺还仍然保留在飞机制造业。

化学铣切工艺是利用强腐蚀溶液将成形后零件上不需要的部分去除(见图1)，而不需要去除的部分应用保护层与化铣液隔离。但是，由于化铣液隔离的保护层是覆盖整个铝合金蒙皮零件表面(见图2)，因此，对蒙皮需要化铣部位的保护层进行去除。目前蒙皮化铣保护层去除的方法是先按照样板应用手术刀片进行切割，然后，再将蒙皮化铣保护层剥离。由于采用了大量玻璃钢切割样板，因此，极易导致玻璃钢样板型面(见图4)被锋利的手术刀片损坏，最终，导致蒙皮化铣保护层分离切割的效率低、质量差等问题，因而很难满足飞机蒙皮化铣的工艺要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种铝合金化铣保护层分离切割工具及其分离切割方法，以解决现有技术中存在的上述问题。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种铝合金化铣保护层分离切割工具，其包括切割刀片11、刀片压块12、两个紧固螺钉13、工具主体14、工具手柄橡胶套15。其中，所述的切割刀片11及刀片压块12通过紧固螺钉13与工具主体14连接成一体，其中，工具的柄部外部套有工具手柄橡胶套15，用于使用时操作者手持。

所述的工具主体14的一端为圆弧形，靠近圆弧形一端的表面开设有两个螺纹孔。所述的刀片压块12的两端厚度相同，且大于刀片压块12的中部厚度；刀片压块12中部表面设置有两螺纹孔，刀片压块12的两螺纹孔与工具主体14的两个螺纹孔位置相对应。

所述的切割刀片11设置有两个定位槽，用于与刀片压块12与工具主体14上的螺纹孔相配合，通过紧固螺钉13连接刀片压块12与工具主体14，将切割刀片11夹持于刀片压块12和工具主体14之间。

所述的切割刀片11的切削刃16的楔角为30°，切削刃16的刃长为1.5mm，切割刀片11的刀尖的外形角为30°，铝合金化铣保护层分离切割工具沿着切割方向的极限倾斜角为35°。

该效铝合金化铣保护层分离切割工具的工作原理是，首先，将该铝合金化铣保护层分离切割工具的切削刃与玻璃钢样板型面贴合且工具轴线与刀尖处蒙皮曲面的法线重合，然后，握住铝合金化铣保护层分离切割工具沿着玻璃钢样板型面进行化铣保护层的分离切割，直至完成切割操作，切割期间允许工具沿着切割方向倾斜0°～30°，极限倾斜角为35°，最后，收回并安全放好工具，撤离样板，将欲去除的保护层剥离。

另一方面，本发明提供了铝合金化铣保护层分离切割方法，该高效铝合金化铣保护层分离切割方法基于上述的铝合金化铣保护层分离切割工具，具体包括以下步骤：

第一步，先将化铣保护层分离切割样板放在涂完保护层的铝合金蒙皮上；

第二步，应用铝合金化铣保护层分离切割工具沿着化铣保护层分离切割样板的型面进行铝合金化铣保护层的分离切割；化铣保护层分离切割工具的切削刃16的切削刃轴向长度17是该化铣保护层分离切割工具满足切割的最大值。

本发明的效果和益处是：由于该铝合金化铣保护层分离切割方法设计巧妙，采用了专用的高效铝合金蒙皮化铣保护层分离切割工具，既保证了玻璃钢样板型面不被损伤，又极大地提高了铝合金蒙皮化铣保护层分离切割的效率，同时，也降低了操作者的劳动强度。

附图说明

图1是化铣后的铝合金蒙皮零件示意图。

图2是化铣前的铝合金蒙皮零件示意图。

图3是保护层覆盖整个铝合金蒙皮零件表面的示意图。

图4是化铣保护层分离切割样板的主视图。

图5是图4中A-A剖面图。

图6是安放完分离切割样板后露出需要去除的保护层的示意图。

图7是去除化铣部位保护层后铝合金蒙皮零件表面的示意图。

图8是化铣后带有其他部位保护层的铝合金蒙皮零件表面示意图。

图9是图8中B-B剖面图。

图10是铝合金化铣保护层分离切割工具的主视图。

图11是铝合金化铣保护层分离切割工具的俯视图。

图12是图10中Ⅰ处的放大图。

图13是图11中Ⅱ处的放大图。

图14是切割工具的轴线与刀尖处蒙皮曲面的法线重合时的示意图。

图15是切割工具的轴线处于极限倾斜角时的示意图。

图16是实施例切割工具的轴线与刀尖处蒙皮曲面的法线重合时的结构图。

图17是实施例切割工具的轴线处于极限倾斜角时的结构图。

图18是实施例铝合金化铣保护层分离切割工具之工具主体的主视图。

图19是实施例铝合金化铣保护层分离切割工具之工具主体的俯视图。

图20是实施例铝合金化铣保护层分离切割工具之刀片压块的主视图。

图21是实施例铝合金化铣保护层分离切割工具之刀片压块的俯剖视图。

图22是实施例高效铝合金化铣保护层分离切割工具之刀片的主视图。

图23是图22中的A向局部视图。

图中：1铝合金蒙皮零件未化铣的部位；2铝合金蒙皮零件已化铣的部位；3玻璃钢样板；4玻璃钢样板的型面；5玻璃钢样板之的倒角角度；6玻璃钢样板型面的切割定位面；7需要去除的保护层；8去除保护层后露出的蒙皮表面；9化铣边缘与化铣底面的夹角；10化铣的深度；11切割刀片；12刀片压块；13紧固螺钉；14工具主体；15工具手柄橡胶套；16切削刃；17切削刃轴向长度；18化铣保护层的厚度；19切割工具的轴线的倾斜角。

具体实施方式

以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。

应当了解，所附附图并非按比例地绘制，而仅是为了说明本发明的基本原理的各种特征的适当简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在所附多个附图中，同样的或等同的部件(元素)以相同的附图标记标引。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本实施例中，如图17所示，对化铣保护层厚度L2为1mm的化铣保护层进行加工，化铣部位的形状为蒙皮表面上的一个类似400×400方形的凹槽(如图1所示)。

本实施例中，铝合金蒙皮化铣保护层分离切割工具的切割刀片11及刀片压块12通过紧固螺钉13与工具主体14连接成一体，紧固螺钉13规格为M3×8的内六角盘头螺钉(ISO7380标准件)，工具手柄橡胶套15的厚度不大于0.8mm。

图16中的L1为切割刀片11的切削刃16在切割刀片11的中心线上投影的长度，如图17所示，工具沿着切割方向的极限倾斜角α1为35°，此时的切削刃16末端刚好接近化铣保护层的表面。

铝合金化铣保护层分离切割工具的工具主体主视图与俯视图分别如图18、图19所示。如图18所示，工具主体14的一端为圆弧形，靠近圆弧形一端的表面开设有两个螺纹孔。

如图18所示，位于左端的螺纹孔到工具主体14的左端(圆弧端)的距离L3＝10mm，工具主体14上两个螺纹孔间的距离L4＝15mm，工具主体14宽度W1为10mm，工具主体14左端的圆弧半径C1为10mm；如图19所示，两个螺纹孔的公称直径D1均为3mm(标注为M3)，工具主体14的厚度H1为1mm。

铝合金化铣保护层分离切割工具的刀片压块的主视图与俯剖视图分别如图20、图21所示。如图20所示，刀片压块12的长度L6为35mm，刀片压块12的宽度W2为10mm；如图21所示，刀片压块12的两端厚度H2为2mm，刀片压块12的中部厚度H3为1.5mm，形成凹陷区。刀片压块12中部表面设置有两螺纹孔，两个螺纹孔的公称直径D2为3mm(精度为H10)，刀片压块12中部凹陷区的长度W4为25mm，一螺纹孔距离刀片压块12的一端的距离L7为10mm，两个螺纹孔间的距离L8为15mm。

铝合金化铣保护层分离切割工具的切割刀片的主视图及其A向局部视图分别如图22、图23所示。如图22所示，切割刀片11的厚度H3为8mm；切割刀片11的长度L12为50mm，切割刀片11的宽度为W3为8mm，切割刀片11的切削刃16的刃长L9为1.5mm。

切割刀片11设置有两个定位槽，用于与刀片压块12与工具主体14上的螺纹孔相配合，通过紧固螺钉13连接刀片压块12与工具主体14，将切割刀片11夹持于刀片压块12和工具主体14之间。

切割刀片11的其他结构尺寸依次：切割刀片11靠近刀尖的定位槽到刀尖的距离L10为25mm，两定位槽中心的间距L11为15mm，切割刀片11的切削刃16的楔角α2为30°，切割刀片11的刀尖的外形角α3为30°，靠近刀尖的定位槽的槽底圆弧半径C2为1.5mm，远离刀尖的定位槽的左侧圆弧半径C3为13.5mm，远离刀尖的定位槽的右侧圆弧半径C4为16.5mm，远离刀尖的定位槽的槽底圆弧半径C5为1.5mm。

铝合金化铣保护层分离切割方法，该高效铝合金化铣保护层分离切割方法基于上述的铝合金化铣保护层分离切割工具，具体包括以下步骤：

第一步，先将化铣保护层分离切割样板(见图4)放在涂完保护层的铝合金蒙皮(见图3)上，为后续的保护层切割做准备。

第二步，应用铝合金化铣保护层分离切割工具(见图10、图11)沿着样板型面(见图5)进行铝合金化铣保护层的分离切割。该工具的切削刃16的切削刃轴向长度17是该专用刀具满足高效切割的最大值——即当工具沿着切割方向产生最大倾斜角时的切削刃长度，亦即最大倾斜角时切削刃与保护层表面交点到刀尖的轴向距离(见图15中的化铣保护层的厚度18、切割工具的轴线的倾斜角19)，这样，可以避免玻璃钢样板型面在保护层切割的过程中被锋利的切削刃损坏。

该实施例在铝合金蒙皮化铣保护层分离切割过程中，平均每次的切割时间为15～25秒，切割后需要化铣部位的尺寸与质量都完全满足设计要求，而且，玻璃钢样板的型面没有损伤。

以上示例性实施方式所呈现的描述仅用以说明本发明的技术方案，并不想要成为毫无遗漏的，也不想要把本发明限制为所描述的精确形式。显然，本领域的普通技术人员根据上述教导做出很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员便于理解、实现并利用本发明的各种示例性实施方式及其各种选择形式和修改形式。本发明的保护范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。

Claims (2)

1.一种铝合金化铣保护层分离切割工具，其特征在于，所述的铝合金化铣保护层分离切割工具包括切割刀片(11)、刀片压块(12)、两个紧固螺钉(13)、工具主体(14)、工具手柄橡胶套(15)；其中，所述的切割刀片(11)及刀片压块(12)通过紧固螺钉(13)与工具主体(14)连接成一体，其中，工具的柄部外部套有工具手柄橡胶套(15)，用于使用时操作者手持；

所述的工具主体(14)的一端为圆弧形，靠近圆弧形一端的表面开设有两个螺纹孔；所述的刀片压块(12)的两端厚度相同，且大于刀片压块(12)的中部厚度；刀片压块(12)中部表面设置有两螺纹孔，刀片压块(12)的两螺纹孔与工具主体(14)的两个螺纹孔位置相对应；

所述的切割刀片(11)设置有两个定位槽，用于与刀片压块(12)与工具主体(14)上的螺纹孔相配合，通过紧固螺钉(13)连接刀片压块(12)与工具主体(14)，将切割刀片(11)夹持于刀片压块(12)和工具主体(14)之间；

所述的切割刀片(11)的切削刃(16)的楔角为30°，切削刃(16)的刃长为1.5mm，切割刀片(11)的刀尖的外形角为30°，铝合金化铣保护层分离切割工具沿着切割方向的极限倾斜角为35°。

2.一种铝合金化铣保护层分离切割方法，其特征在于，所述的铝合金化铣保护层分离切割方法基于如权利要求1所述的铝合金化铣保护层分离切割工具，包括以下步骤：

第一步，将化铣保护层分离切割样板放在涂完保护层的铝合金蒙皮上；

第二步，应用铝合金化铣保护层分离切割工具沿着化铣保护层分离切割样板的型面进行铝合金化铣保护层的分离切割；化铣保护层分离切割工具的切削刃(16)的切削刃轴向长度(17)是该化铣保护层分离切割工具满足切割的最大值。