CN113500456B - 一种数控铣加工航空异形零件快速构建基准的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种数控铣加工航空异形零件快速构建基准的方法，属于航空零部件机械加工领域。本发明中所述的基准体是按照零件加工需求，基于三维建模软件自行构建并加工的，精度高，且不受毛坯料外形或精度的影响；本发明用于加工异形零件，不需做辅助工装夹具，实现快速、准确、易操作，从而提高产品质量和生产效率，适用于各类数控铣床，各种尺寸的异形零件，应用广泛。

Description

一种数控铣加工航空异形零件快速构建基准的方法
技术领域
本发明属于航空零部件机械加工领域，具体涉及一种航空异形零件在数控铣加工过程中快速构建加工基准的方法。
背景技术
在航空制造、修理领域中，存在大量的形状不规则的异形零件。此类零件在加工过程中，由于没有基准，加工人员总是需要面对装夹、找正困难的问题。按照常规的加工方法，此类零件通过粗基准装夹定位进行加工，尺寸精度无法保证，影响产品合格率，存在一定的质量风险。有些异形零件在加工过程中通过制作工装夹具辅助装夹找正，这种方法增加了设计人员的工作量，降低工作效率，延长生产周期；而且，可能因为工件与工装的配合误差导致产品尺寸误差增大。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种数控铣加工航空异形零件快速构建工艺基准的方法，实现快速、准确、易操作，从而提高产品质量和生产效率。
本发明的技术方案：
一种数控铣加工航空异形零件快速构建基准的方法，包括以下步骤：
步骤1：用虎钳将工件毛坯料装夹固定。
步骤2：确定加工基准的基准点：
用数控铣床的测量系统测量工件毛坯料外轮廓，确定中心点作为基准点，坐标设置为加工原点(0,0)，建立加工坐标系。
步骤3：创建一个基准面：
在UG三维建模软件中，以基准点为中心，创建出一个基准面。其中，基准面的边平行于(X、Y)坐标轴，用“包容块”工具绘制能够包容工件的最小六面体，测量最小六面体的长、宽、高的尺寸分别为a、b、c，基准面的边长L1大于或等于a的值、基准面的宽L2大于或等于b的值。
如果工件需要增加夹持方向，可增加基准面的边线。其中，增加边线时，需要同时增加与中心对称的两条边线。
步骤4：构建一个基准体：
在UG三维建模软件中，以基准面为基准，构建一个基准体。其中，以基准面的边为基准体的定尺寸边，用拉伸工具沿Z轴方向进行拉伸，拉伸起点为距此方向视图Z向加工形状最低面约10mm位置，向下拉伸，高度约为10mm。
步骤5：加工基准体及部分工件，并以基准体为基准加工剩余部分工件。具体步骤包括：
步骤5.1：在第一次装夹时，先以毛坯为基准铣削出基准体(即铣削出X、Y坐标轴方向的四个面和顶面)，其中，基准体的各面均为精基准面，粗糙度不低于Ra1.6μm，尺寸精度不低于工件的尺寸精度。然后铣削出工件在Z轴正向上的形状。
步骤5.2：在第二次装夹时，将工件倒置，夹持已加工的基准体上平行于Z轴的两个精基准面的一部分，找正加工原点，铣削出工件在Z轴正向上的部分形状。
夹持部分的精基准面高度≥5mm，露出部分的精基准面高度≥5mm，用百分表找基准体平行于Z轴方向各基准面露出部分，以各面距离的1/2确定加工原点(0,0)，在毛坯料表面位置，建立加工坐标系。
步骤5.3：第三次装夹时，夹持已加工的基准体上垂直于Z轴方向的两个精基准面的一部分，以基准体找正加工原点，铣削出工件在Z轴正向上的部分形状。其中，找正原点的方法与步骤5.2相同。
如果工件已加工部分有精基准面，则优先选择夹持工件上的面。
如果第三次装夹就可以完成零件加工，则直接进行步骤6；如果需要增加装夹、加工次数，则加工方法按步骤5.3内容进行，只需改变夹持方向。
步骤6：夹持工件已加工部分中可做装夹基准的平面，完成零件的加工，同时去除基准体。
所述的数控铣床至少应该配备测量系统和百分表。
本发明的有益效果：
(1)所述的基准体是按照零件加工需求，基于三维建模软件自行构建并加工的，精度高，且不受毛坯料外形或精度的影响。
(2)本发明用于加工异形零件，不需做辅助工装夹具。
(3)本发明适用于各类数控铣床，各种尺寸的异形零件，应用广泛。
附图说明
图1为本发明所述方法的流程图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图进一步解释本发明的具体实施方式，但不用于限定本发明。
如图1所示，一种数控铣加工航空异形零件快速构建基准的方法，包括以下步骤：
步骤1：用虎钳将工件毛坯料装夹固定。
步骤2：确定加工基准的基准点：
用数控铣床的测量系统测量工件毛坯料外轮廓，确定中心点作为基准点，坐标设置为加工原点(0,0)，建立加工坐标系。
步骤3：创建一个基准面：
在UG三维建模软件中，以基准点为中心，创建出一个基准面。其中，基准面的边平行于(X、Y)坐标轴，用“包容块”工具绘制能够包容工件的最小六面体，测量最小六面体的长、宽、高的尺寸分别为a、b、c，基准面的边长L1大于或等于a的值、基准面的宽L2大于或等于b的值。
如果工件需要增加夹持方向，可增加基准面的边线。其中，增加边线时，需要同时增加与中心对称的两条边线。
步骤4：构建一个基准体：
在UG三维建模软件中，以基准面为基准，构建一个基准体。其中，以基准面的边为基准体的定尺寸边，用拉伸工具沿Z轴方向进行拉伸，拉伸起点为距此方向视图Z向加工形状最低面10mm处位置，向下拉伸10mm。
步骤5：加工基准体及部分工件，并以基准体为基准加工剩余部分工件。具体步骤包括：
步骤5.1：在第一次装夹时，先以毛坯为基准铣削出基准体(即铣削出X、Y坐标轴方向的四个面和顶面)，其中，基准体的各面均为精基准面，粗糙度不低于Ra1.6μm，尺寸精度不低于工件的尺寸精度。然后铣削出工件在Z轴正向上的形状。
步骤5.2：在第二次装夹时，将工件倒置，夹持已加工的基准体上平行于Z轴的两个精基准面的一部分，找正加工原点，铣削出工件在Z轴正向上的部分形状。
夹持部分的精基准面高度≥5mm，露出部分的精基准面高度≥5mm，用百分表找基准体平行于Z轴方向各基准面露出部分，以各面距离的1/2确定加工原点(0,0)，在毛坯料表面位置，建立加工坐标系。
步骤5.3：第三次装夹时，夹持已加工的基准体上垂直于Z轴方向的两个精基准面的一部分，以基准体找正加工原点，铣削出工件在Z轴正向上的部分形状。其中，找正原点的方法与步骤5.2相同。
如果工件已加工部分有精基准面，则优先选择夹持工件上的面。
如果第三次装夹就可以完成零件加工，则直接进行步骤6；如果需要增加装夹、加工次数，则加工方法按步骤5.3内容进行，只需改变夹持方向。
步骤6：夹持工件已加工部分中可做装夹基准的平面，完成零件的加工，同时去除基准体。

Claims (2)

1.一种数控铣加工航空异形零件快速构建基准的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1：用虎钳将工件毛坯料装夹固定；
步骤2：确定加工基准的基准点
用数控铣床的测量系统测量工件毛坯料外轮廓，确定中心点作为基准点，坐标设置为加工原点(0,0)，建立加工坐标系；
步骤3：创建一个基准面
在UG三维建模软件中，以基准点为中心，创建出一个基准面；其中，基准面的边平行于X、Y坐标轴，用“包容块”工具绘制能够包容工件的最小六面体，测量最小六面体的长、宽、高的尺寸分别为a、b、c，基准面的边长L1大于或等于a的值、基准面的宽L2大于或等于b的值；
步骤4：构建一个基准体
在UG三维建模软件中，以基准面为基准，构建一个基准体；其中，以基准面的边为基准体的定尺寸边，用拉伸工具沿Z轴方向进行拉伸，拉伸起点为距此方向视图Z向加工形状最低面10mm位置处，向下拉伸10mm；
步骤5：加工基准体及部分工件，并以基准体为基准加工剩余部分工件；
具体步骤包括：
步骤5.1：在第一次装夹时，先以毛坯为基准铣削出基准体，即铣削出X、Y坐标轴方向的四个面和顶面，其中，基准体的各面均为精基准面，粗糙度不低于Ra1.6μm，尺寸精度不低于工件的尺寸精度；然后铣削出工件在Z轴正向上的形状；
步骤5.2：在第二次装夹时，将工件倒置，夹持已加工的基准体上平行于Z轴的两个精基准面的一部分，找正加工原点，铣削出工件在Z轴正向上的部分形状；
夹持部分的精基准面高度≥5mm，露出部分的精基准面高度≥5mm，用百分表找基准体平行于Z轴方向各基准面露出部分，以各面距离的1/2确定加工原点(0,0)，在毛坯料表面位置，建立加工坐标系；
步骤5.3：第三次装夹时，夹持已加工的基准体上垂直于Z轴方向的两个精基准面的一部分，以基准体找正加工原点，铣削出工件在Z轴正向上的部分形状；其中，找正加工原点的方法与步骤5.2相同；
若工件已加工部分中有精基准面，则优先选择夹持工件上的面；
若第三次装夹就可以完成零件加工，则直接进行步骤6；如果需要增加装夹、加工次数，则加工方法按步骤5.3内容进行，只需改变夹持方向；
步骤6：夹持工件已加工部分中可做装夹基准的平面，完成零件的加工，同时去除基准体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，若工件需要增加夹持方向，则增加基准面的边线；其中，增加边线时，需要同时增加与中心对称的两条边线。
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