CN113231793B - 一种内腔腹板加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种内腔腹板加工方法，属于航空金属切削加工技术领域，其特征在于，包括以下步骤：a、将待加工零件通过工艺凸台定位并装夹；b、找正待加工零件的加工坐标系；c、粗加工待加工零件内腔腹板正面和内腔腹板反面；d、精加工待加工零件内腔腹板反面到预设尺寸；e、加工出内腔腹板验证区正面和内腔腹板验证区反面；f、测量内腔腹板验证区正面和内腔腹板验证区反面的实际厚度，计算得出实际值与理论值的差值，再将差值补偿至精加工内腔腹板正面的程序中；g、最后精加工待加工零件内腔腹板正面到预设尺寸，完成内腔腹板加工。本发明既能满足内腔腹板的加工要求，实现加工过程无人工干预，又能够提高加工效率和加工精度。

Description

一种内腔腹板加工方法
技术领域
本发明涉及到航空金属切削加工技术领域，尤其涉及一种内腔腹板加工方法。
背景技术
随着航空制造业的迅速发展，为适应基于数字化的飞机结构件智能制造技术发展趋势，航空主机制造企业都在逐步改变现有飞机结构件生产制造模式，实施以数字化、信息化为基础的柔性生产线与数字化车间建设，提高飞机结构件加工自动化水平，满足生产柔性化、自动化的需求，实现以航空制造技术为突破的制造业技术提升。
随着飞机结构复合设计技术的发展，飞机结构件的制造精度要求越来越高。在飞机机翼吊挂接头类零件上存在着大量的精度内腔腹板结构，其在零部件的装配过程中将起关键的配合与定位作用，它对产品的性能、质量、使用寿命有着重要的影响。
传统的精度内腔腹板加工方法为了保证腹板厚度尺寸的精度要求，需要操作者反复测量腹板厚度并根据零件加工状态调整加工原点或刀具刀长值，且由于腹板结构存在于零件腔体内部，导致腹板厚度的测量过程较为复杂。故其加工过程将引入大量人工干预，加工效率低且过程不易控制，存在较大质量隐患，无法满足目前柔性生产线自动化、高效率、高质量和低成本的需求。
公开号为CN 105710612A，公开日为2016年06月29日的中国专利文献公开了一种飞机复杂结构壁板零件的数控加工方法，该零件一面为多槽腔面，另一面为外型面，其特征在于，包含以下步骤：
1)将板状毛料装夹，粗加工槽腔面：
首先根据刀具半径为槽腔转角半径2倍的原则选用刀具，在毛料端头的工艺框区域加工试刀凸台，后续每条程序开始前，先在该试刀凸台上进行刀具校对；然后在零件轮廓外的工艺框上加工出足够数量的应力槽，应力槽的方向与零件的外轮廓垂直，在零件上表面保留足够数量的支撑工艺凸台，该支撑工艺凸台上表面与工艺框上表面为同一平面高度；
2)零件槽腔面粗加工完成后自然时效，依次修正工艺框两侧基准平面，进行槽腔面精加工：精铣上表面-精铣筋厚-精铣腹板-精铣腹板下陷-铣圆角；
3)加工理论外形面时，零件与毛料框一起翻面装夹，加工时保证零件腹板厚度，加工零件外轮廓时在零件与工艺框之间保留足够数量的连接点；
4)最后，去除所有支撑工艺凸台和连接点，将零件与工艺框分离。
该专利文献公开的飞机复杂结构壁板零件的数控加工方法，虽然提高了数控加工效率。但是，整个加工工艺流程还是较为繁琐，且加工精度欠佳。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种内腔腹板加工方法，本发明既能满足内腔腹板的加工要求，实现加工过程无人工干预，又能够提高加工效率和加工精度。
本发明通过下述技术方案实现：
一种内腔腹板加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将待加工零件通过工艺凸台定位并装夹；
b、找正待加工零件的加工坐标系；
c、粗加工待加工零件内腔腹板正面和内腔腹板反面，留部分余量作为内腔腹板余料区域；
d、精加工待加工零件内腔腹板反面到预设尺寸；
e、将待加工零件内腔腹板反面加工到预设尺寸后，再分别加工出内腔腹板验证区正面和内腔腹板验证区反面；
f、调用机床上的探头测量内腔腹板验证区正面和内腔腹板验证区反面的实际厚度，计算得出实际值与理论值的差值，再将差值补偿至精加工内腔腹板正面的程序中；
g、最后精加工待加工零件内腔腹板正面到预设尺寸，完成内腔腹板加工。
所述步骤e中，分别加工出内腔腹板验证区正面和内腔腹板验证区反面具体是指在待加工零件的余料区域内分别加工出内腔腹板验证区正面和内腔腹板验证区反面。
所述待加工零件内腔腹板正面和内腔腹板反面以及内腔腹板验证区正面和内腔腹板验证区反面均采用刀具底刃进行加工。
所述内腔腹板正面和内腔腹板验证区正面均在同一加工状态下采用同一把刀具进行加工。
所述内腔腹板反面和内腔腹板验证区反面均在同一加工状态下采用同一把刀具进行加工。
所述步骤f中，将差值补偿至精加工内腔腹板正面的程序中具体是指调整刀具的刀长值或加工原点偏移值。
本发明的基本原理如下：
加工时，使用刀具底刃粗加工内腔腹板正面和内腔腹板反面，留部分余量；接着，使用刀具底刃将内腔腹板反面精加工到位，在余料区域分别加工出内腔腹板验证区正面和内腔腹板验证区反面；然后，调用探头测量内腔腹板验证区正反面的厚度尺寸实际值，计算得出实际值与理论值的差值后，将该差值补偿至加工程序中，修正因刀具磨损、主轴发热伸长以及工件变形而产生的加工误差；最后，使用刀具底刃精加工内腔腹板正面到位。在整个加工过程中，通过检测内腔腹板验证区来间接判断内腔腹板加工状态，内腔腹板的厚度尺寸公差通过自动检测及自动补偿进行保障。
本发明的有益效果主要表现在以下方面：
1、本发明，a、将待加工零件通过工艺凸台定位并装夹；b、找正待加工零件的加工坐标系；c、粗加工待加工零件内腔腹板正面和内腔腹板反面，留部分余量作为内腔腹板余料区域；d、精加工待加工零件内腔腹板反面到预设尺寸；e、将待加工零件内腔腹板反面加工到预设尺寸后，再分别加工出内腔腹板验证区正面和内腔腹板验证区反面；f、调用机床上的探头测量内腔腹板验证区正面和内腔腹板验证区反面的实际厚度，计算得出实际值与理论值的差值，再将差值补偿至精加工内腔腹板正面的程序中；g、最后精加工待加工零件内腔腹板正面到预设尺寸，完成内腔腹板加工；较现有技术而言，在整个数控加工过程中，通过采取以机床探头检测内腔腹板验证区的加工状态代替直接测量内腔腹板的方式，能够有效解决狭小空间的内腔腹板无法直接测量的问题，并实现因刀具制造误差、刀具磨损、刀具及工件变形而产生加工误差的自动补偿，从而保障待加工零件内腔腹板的厚度尺寸精度要求；既能满足内腔腹板的加工要求，实现加工过程无人工干预，又能够提高加工效率和加工精度。
2、本发明，整个内腔腹板加工过程中的内腔腹板厚度测量以及误差补偿都是由程序控制，不需要人工干预，有效降低了出错机率及质量风险，从而实现内腔腹板在自动化生产线上的无人工干预加工。
3、本发明，整个加工过程为自动化加工，能够保证加工过程的稳定性，极大的提高加工效率。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的具体说明：
图1为本发明待加工零件数控加工示意图；
图2为图1中的A-A剖视图；
图中标记：1、待加工零件，2、工艺凸台，3、加工坐标系，4、内腔腹板验证区正面，5、内腔腹板验证区反面，6、内腔腹板正面，7、内腔腹板反面。
具体实施方式
实施例1
参见图1-图2，一种内腔腹板加工方法，包括以下步骤：
a、将待加工零件1通过工艺凸台2定位并装夹；
b、找正待加工零件1的加工坐标系3；
c、粗加工待加工零件1内腔腹板正面6和内腔腹板反面7，留部分余量作为内腔腹板余料区域；
d、精加工待加工零件1内腔腹板反面7到预设尺寸；
e、将待加工零件1内腔腹板反面7加工到预设尺寸后，再分别加工出内腔腹板验证区正面4和内腔腹板验证区反面5；
f、调用机床上的探头测量内腔腹板验证区正面4和内腔腹板验证区反面5的实际厚度，计算得出实际值与理论值的差值，再将差值补偿至精加工内腔腹板正面6的程序中；
g、最后精加工待加工零件1内腔腹板正面6到预设尺寸，完成内腔腹板加工。
a、将待加工零件1通过工艺凸台2定位并装夹；b、找正待加工零件1的加工坐标系3；c、粗加工待加工零件1内腔腹板正面6和内腔腹板反面7，留部分余量作为内腔腹板余料区域；d、精加工待加工零件1内腔腹板反面7到预设尺寸；e、将待加工零件1内腔腹板反面7加工到预设尺寸后，再分别加工出内腔腹板验证区正面4和内腔腹板验证区反面5；f、调用机床上的探头测量内腔腹板验证区正面4和内腔腹板验证区反面5的实际厚度，计算得出实际值与理论值的差值，再将差值补偿至精加工内腔腹板正面6的程序中；g、最后精加工待加工零件1内腔腹板正面6到预设尺寸，完成内腔腹板加工；较现有技术而言，在整个数控加工过程中，通过采取以机床探头检测内腔腹板验证区的加工状态代替直接测量内腔腹板的方式，能够有效解决狭小空间的内腔腹板无法直接测量的问题，并实现因刀具制造误差、刀具磨损、刀具及工件变形而产生加工误差的自动补偿，从而保障待加工零件1内腔腹板的厚度尺寸精度要求；既能满足内腔腹板的加工要求，实现加工过程无人工干预，又能够提高加工效率和加工精度。
实施例2
参见图1-图2，一种内腔腹板加工方法，包括以下步骤：
a、将待加工零件1通过工艺凸台2定位并装夹；
b、找正待加工零件1的加工坐标系3；
c、粗加工待加工零件1内腔腹板正面6和内腔腹板反面7，留部分余量作为内腔腹板余料区域；
d、精加工待加工零件1内腔腹板反面7到预设尺寸；
e、将待加工零件1内腔腹板反面7加工到预设尺寸后，再分别加工出内腔腹板验证区正面4和内腔腹板验证区反面5；
f、调用机床上的探头测量内腔腹板验证区正面4和内腔腹板验证区反面5的实际厚度，计算得出实际值与理论值的差值，再将差值补偿至精加工内腔腹板正面6的程序中；
g、最后精加工待加工零件1内腔腹板正面6到预设尺寸，完成内腔腹板加工。
所述步骤e中，分别加工出内腔腹板验证区正面4和内腔腹板验证区反面5具体是指在待加工零件1的余料区域内分别加工出内腔腹板验证区正面4和内腔腹板验证区反面5。
实施例3
参见图1-图2，一种内腔腹板加工方法，包括以下步骤：
a、将待加工零件1通过工艺凸台2定位并装夹；
b、找正待加工零件1的加工坐标系3；
c、粗加工待加工零件1内腔腹板正面6和内腔腹板反面7，留部分余量作为内腔腹板余料区域；
d、精加工待加工零件1内腔腹板反面7到预设尺寸；
e、将待加工零件1内腔腹板反面7加工到预设尺寸后，再分别加工出内腔腹板验证区正面4和内腔腹板验证区反面5；
f、调用机床上的探头测量内腔腹板验证区正面4和内腔腹板验证区反面5的实际厚度，计算得出实际值与理论值的差值，再将差值补偿至精加工内腔腹板正面6的程序中；
g、最后精加工待加工零件1内腔腹板正面6到预设尺寸，完成内腔腹板加工。
所述步骤e中，分别加工出内腔腹板验证区正面4和内腔腹板验证区反面5具体是指在待加工零件1的余料区域内分别加工出内腔腹板验证区正面4和内腔腹板验证区反面5。
所述待加工零件1内腔腹板正面6和内腔腹板反面7以及内腔腹板验证区正面4和内腔腹板验证区反面5均采用刀具底刃进行加工。
整个内腔腹板加工过程中的内腔腹板厚度测量以及误差补偿都是由程序控制，不需要人工干预，有效降低了出错机率及质量风险，从而实现内腔腹板在自动化生产线上的无人工干预加工。
实施例4
参见图1-图2，一种内腔腹板加工方法，包括以下步骤：
a、将待加工零件1通过工艺凸台2定位并装夹；
b、找正待加工零件1的加工坐标系3；
c、粗加工待加工零件1内腔腹板正面6和内腔腹板反面7，留部分余量作为内腔腹板余料区域；
d、精加工待加工零件1内腔腹板反面7到预设尺寸；
e、将待加工零件1内腔腹板反面7加工到预设尺寸后，再分别加工出内腔腹板验证区正面4和内腔腹板验证区反面5；
f、调用机床上的探头测量内腔腹板验证区正面4和内腔腹板验证区反面5的实际厚度，计算得出实际值与理论值的差值，再将差值补偿至精加工内腔腹板正面6的程序中；
g、最后精加工待加工零件1内腔腹板正面6到预设尺寸，完成内腔腹板加工。
所述步骤e中，分别加工出内腔腹板验证区正面4和内腔腹板验证区反面5具体是指在待加工零件1的余料区域内分别加工出内腔腹板验证区正面4和内腔腹板验证区反面5。
所述待加工零件1内腔腹板正面6和内腔腹板反面7以及内腔腹板验证区正面4和内腔腹板验证区反面5均采用刀具底刃进行加工。
所述内腔腹板正面6和内腔腹板验证区正面4均在同一加工状态下采用同一把刀具进行加工。
实施例5
参见图1-图2，一种内腔腹板加工方法，包括以下步骤：
a、将待加工零件1通过工艺凸台2定位并装夹；
b、找正待加工零件1的加工坐标系3；
c、粗加工待加工零件1内腔腹板正面6和内腔腹板反面7，留部分余量作为内腔腹板余料区域；
d、精加工待加工零件1内腔腹板反面7到预设尺寸；
e、将待加工零件1内腔腹板反面7加工到预设尺寸后，再分别加工出内腔腹板验证区正面4和内腔腹板验证区反面5；
f、调用机床上的探头测量内腔腹板验证区正面4和内腔腹板验证区反面5的实际厚度，计算得出实际值与理论值的差值，再将差值补偿至精加工内腔腹板正面6的程序中；
g、最后精加工待加工零件1内腔腹板正面6到预设尺寸，完成内腔腹板加工。
所述步骤e中，分别加工出内腔腹板验证区正面4和内腔腹板验证区反面5具体是指在待加工零件1的余料区域内分别加工出内腔腹板验证区正面4和内腔腹板验证区反面5。
所述待加工零件1内腔腹板正面6和内腔腹板反面7以及内腔腹板验证区正面4和内腔腹板验证区反面5均采用刀具底刃进行加工。
所述内腔腹板正面6和内腔腹板验证区正面4均在同一加工状态下采用同一把刀具进行加工。
所述内腔腹板反面7和内腔腹板验证区反面5均在同一加工状态下采用同一把刀具进行加工。
所述步骤f中，将差值补偿至精加工内腔腹板正面6的程序中具体是指调整刀具的刀长值。
实施例6
参见图1-图2，一种内腔腹板加工方法，包括以下步骤：
a、将待加工零件1通过工艺凸台2定位并装夹；
b、找正待加工零件1的加工坐标系3；
c、粗加工待加工零件1内腔腹板正面6和内腔腹板反面7，留部分余量作为内腔腹板余料区域；
d、精加工待加工零件1内腔腹板反面7到预设尺寸；
e、将待加工零件1内腔腹板反面7加工到预设尺寸后，再分别加工出内腔腹板验证区正面4和内腔腹板验证区反面5；
f、调用机床上的探头测量内腔腹板验证区正面4和内腔腹板验证区反面5的实际厚度，计算得出实际值与理论值的差值，再将差值补偿至精加工内腔腹板正面6的程序中；
g、最后精加工待加工零件1内腔腹板正面6到预设尺寸，完成内腔腹板加工。
所述步骤e中，分别加工出内腔腹板验证区正面4和内腔腹板验证区反面5具体是指在待加工零件1的余料区域内分别加工出内腔腹板验证区正面4和内腔腹板验证区反面5。
所述待加工零件1内腔腹板正面6和内腔腹板反面7以及内腔腹板验证区正面4和内腔腹板验证区反面5均采用刀具底刃进行加工。
所述内腔腹板正面6和内腔腹板验证区正面4均在同一加工状态下采用同一把刀具进行加工。
所述内腔腹板反面7和内腔腹板验证区反面5均在同一加工状态下采用同一把刀具进行加工。
所述步骤f中，将差值补偿至精加工内腔腹板正面6的程序中具体是指调整加工原点偏移值。
整个加工过程为自动化加工，能够保证加工过程的稳定性，极大的提高加工效率。

Claims (3)

1.一种内腔腹板加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将待加工零件（1）通过工艺凸台（2）定位并装夹；
b、找正待加工零件（1）的加工坐标系（3）；
c、粗加工待加工零件（1）内腔腹板正面（6）和内腔腹板反面（7），留部分余量作为内腔腹板余料区域；
d、精加工待加工零件（1）内腔腹板反面（7）到预设尺寸；
e、将待加工零件（1）内腔腹板反面（7）加工到预设尺寸后，再分别加工出内腔腹板验证区正面（4）和内腔腹板验证区反面（5）；
f、调用机床上的探头测量内腔腹板验证区正面（4）和内腔腹板验证区反面（5）的实际厚度，计算得出实际值与理论值的差值，再将差值补偿至精加工内腔腹板正面（6）的程序中；
g、最后精加工待加工零件（1）内腔腹板正面（6）到预设尺寸，完成内腔腹板加工；
所述待加工零件（1）内腔腹板正面（6）和内腔腹板反面（7）以及内腔腹板验证区正面（4）和内腔腹板验证区反面（5）均采用刀具底刃进行加工；所述内腔腹板正面（6）和内腔腹板验证区正面（4）均在同一加工状态下采用同一把刀具进行加工；所述内腔腹板反面（7）和内腔腹板验证区反面（5）均在同一加工状态下采用同一把刀具进行加工。
2.根据权利要求1所述的一种内腔腹板加工方法，其特征在于：所述步骤e中，分别加工出内腔腹板验证区正面（4）和内腔腹板验证区反面（5）具体是指在待加工零件（1）的余料区域内分别加工出内腔腹板验证区正面（4）和内腔腹板验证区反面（5）。
3.根据权利要求1所述的一种内腔腹板加工方法，其特征在于：所述步骤f中，将差值补偿至精加工内腔腹板正面（6）的程序中具体是指调整刀具的刀长值或加工原点偏移值。
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