CN115722883A - 一种小型起落架扭力臂的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型起落架扭力臂的加工方法，其通过基于被加工工件的工装接口位置及接口形式制作连接工装，在被加工工件毛坯上预留工艺接口，并将被加工工件与立式四轴加工中心相连接，实现被加工工件的定位与夹紧，整个加工过程实现单次装夹多工序加工。本发明工艺方法具有工序集中，操作简单，加工效率高，产品质量容易得到保证的特点，有很强的推广和借鉴意义。

Description

一种小型起落架扭力臂的加工方法

技术领域

本发明涉及机械加工工艺，特别是一种小型起落架扭力臂的加工方法。

背景技术

小型起落架扭力臂的典型工件结构如图1所示，整体结构复杂，无平面进行装夹定位，零件四周均包含有高精度要求特征。使用传统加工方法加工时，需先将零件飞面，表面预留工艺凸台，然后使用压板将工艺凸台压于工作台面上，并多次翻面，再使用立式加工中心和卧式加工中心进行组合加工，最后，还需要钳工进行手工修整、打磨抛光。显然，传统加工方法在加工过程中需要反复装夹，易造成装夹误差，使零件尺寸精度保证困难，并产生多处接刀。

另外，因零件结构小，包含多处小拐角，需使用小直径刀具进行加工和清角。因工艺凸台和压板的存在，为避开刀柄的干涉，需将刀具加长。通用压板厚度一般大于20mm，刀具加长会导致刀具刚性下降，使得加工过程中刀具易产生振动，导致零件表面质量粗糙，并因刀具长径比过大，刀具需降低切削速度，导致加工效率低下。

依据传统加工方法，该类零件需在立式加工中心与卧式加工中心进行互补加工，产品工序分散，增加了零件中转和辅助时间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对采用传统加工方法加工小型起落架扭力臂工序分散，刀具悬伸长，表面质量差，表面质量和尺寸精度难以保证的问题，本发明提供一种工序集中，操作简单，加工效率高，产品质量容易得到保证的小型起落架扭力臂的加工方法。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种小型起落架扭力臂的加工方法，其包括下列步骤：

步骤S1：基于被加工工件的材料、外形大小、结构特征、工艺设计中预留的工装接口位置及接口形式，制作连接工装；

步骤S2：使用卧式加工中心在被加工工件长端方向的一头制顶尖孔，另一头制定位基准面、定位孔和锁紧螺纹孔；

步骤S3：使用连接工装连接被加工工件的定位基准面、定位孔和锁紧螺纹孔，使被加工工件毛坯的各方向自由度被完全限制；

步骤S4：使用立式四轴加工中心的四轴卡盘夹持连接工装的夹持部分，并将立式四轴加工中心的Y、Z轴原点放置于连接工装的夹持部分的中心线上，X轴原点放置于被加工工件的定位基准面上，立式四轴加工中心的顶尖顶入顶尖孔，打表校正被加工工件跳动，保证被加工工件跳动小于0.03mm，之后对被加工工件毛坯的上、下、左、右4个面进行粗加工，表面均留1mm余量；

步骤S5：保持被加工工件毛坯的夹紧状态不变，松开立式四轴加工中心的顶尖，再重新顶紧顶尖；

步骤S6：重新校正被加工工件X轴原点，验证被加工工件相对于夹持部分的跳动；

步骤S7：精加工被加工工件所有表面，除工艺夹头位置外，所有表面、孔均加工至被加工工件的最终成品尺寸；

步骤S8：拆下被加工工件，拆除连接工装，使用被加工工件外形定位，使用立式加工中心去除工艺夹头；

步骤S9：钳工打磨工艺夹头位置接刀，并对被加工工件表面进行抛光。

本发明通过设计非标工装，在被加工工件毛坯上预留工艺接口，并将被加工工件与立式四轴加工中心相连接，实现被加工工件的定位与夹紧，实现单次装夹多工序加工，从而使本发明小型起落架扭力臂加工方法工序集中，操作简单，加工效率高，产品质量容易得到保证，有很强的推广和借鉴意义。

优选的，所述被加工工件的一头预留工艺凸台，所述工艺凸台的中心制有所述顶尖孔，所述被加工工件的另一头制有所述定位基准面、定位孔和锁紧螺纹孔，所述定位孔包括主定位孔和第一连接定位孔，且所述工艺凸台与所述主定位孔同轴位置。

优选的，所述连接工装包括定位法兰，所述定位法兰的一面设置与所述主定位孔适配的中心定位销、与所述第一连接定位孔适配的第二连接定位孔，另一面设置夹持部分，且所述定位法兰上设置多个与所述锁紧螺纹孔适配的连接孔。

优选的，所述夹持部分的的长度不小于100mm。

优选的，步骤S6中，如被加工工件X轴原点出现较大跳动，无法满足加工精度要求，则需要将连接工装及被加工工件一同夹入车床，使用车床尾座重新校正顶尖孔。

优选的，所述定位法兰的厚度不小于15mm。所述夹持部分采用φ10h7X12mm光轴，所述第二连接定位孔采用φ10H7光孔。

优选的，在步骤S4中，使用立式四轴加工中心时，卡盘夹持连接工装夹持部分的长度不小于50mm。加工时刀柄选用ER32刀柄或不大于该刀柄直径的刀柄。

优选的，在步骤S4中，数控程序的安全高度应大于被加工工件及工装装配后的包容柱半径30mm。刀具安全夹长应保证刀柄与零件间隙大于2mm，刀柄与卡盘卡爪最高点间隙应大于10mm。

优选的，在步骤S6中，重新校正原点需补偿被加工工件X方向偏移量，验证Y与Z方向偏移。

优选的，在步骤S4、S7中，被加工工件X轴原点应放置在步骤S2所加工的定位基准面上。Y、Z轴原点应放置在主定位孔中心，与连接工装装配后，连接工装的定位基准面与主定位孔中心同轴线。

优选的，在步骤S9中，还包括加工至最终成品尺寸孔与面的去毛刺与抛光。

与相关技术相比，本发明的有益效果为：

一、根据零件(被加工工件)结构、毛坯外形特点，设计专用工装，采用立式四轴加工中心进行加工，无需使用压板等辅助工装，加工时无需考虑刀具与压板(传统方法用)干涉及避让问题，减小了刀具装夹长度，增强了刀具刚性，提升了切削速度，大大减少了切削过程中产生的振动，提高了刀具耐用度及零件表面质量。

二、采用立式四轴加工中心可一次装夹对零件4个面所有特征进行加工，合并了工序，减少了辅助时间。因无需反复对零件进行装夹，无需考虑装夹误差，减少了零件表面接刀，增强了表面质量。

三、此加工方法操作简单，效率和质量非常高，并且降低了程序编制难度，提高了零件试制效率。

通过本发明的加工方法，可以实现小型起落架扭力臂的高效加工，解决此类典型零件工序分散，装夹时间长，刀具长径比大，加工效率低的问题，有很强的推广和借鉴意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为小型起落架扭力臂零件的典型结构示意图，其中a为正视图，b为俯视图。

图2为本发明提供的连接工装的结构示意图，其中a为正视图，b为右视图。

图3为本发明经初步处理的被加工工件毛坯的结构示意图，其中a为仰视图，b为正视图，c为俯视图。

图4为本发明工艺实施时被加工工件夹持原理图。

图中：1-夹持部分；2-中心定位销；3-第一连接定位孔；4-连接孔；5-中心定位孔；6-第二连接定位孔；7-锁紧螺纹孔；8-顶尖孔；9-立式四轴加工中心卡盘夹持位置；10-立式四轴加工中心顶尖顶位置；11-定位法兰；12-定位基准面；13-定位凸台；14-被加工工件；15-扭力臂零件；151-第一耳片；152-第二耳片；153-连接孔；154-中心圆孔。

具体实施方式

以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

为了便于描述，各部件的相对位置关系，如：上、下、左、右等的描述均是根据说明书附图的布图方向来进行描述的，并不对本专利的结构起限定作用。

图1为典型的小型起落架扭力臂零件结构图。如图1所示，扭力臂零件15为三角块状结构，其小端具有第一耳片151，大端的两侧分别具有一个第二耳片152，且第一耳片151和第二耳片152上分别具有连接孔153，三角块的中部还开设有中心圆孔154。扭力臂零件毛坯为自由锻产品，毛坯大小比零件包容块大10mm。扭力臂零件需经毛坯整体加工得到，且对其上的连接孔153、中心圆孔154及各端面有较高要求。

利用本发明小型起落架扭力臂加工方法加工扭力臂零件的具体实施方法包括以下步骤：

步骤S1，根据被加工工件14的材料，外形大小和结构特征，工艺设计中预留的工装接口位置及接口形式，制作与四轴卡盘相连的连接工装：如图2所示，所述连接工装包括15mm厚的定位法兰11，所述定位法兰11的一面设置1个中心定位销2、1个第一连接定位孔3，另一面设置夹持部分1，且所述定位法兰11上设置多个连接孔4，所述夹持部分1的长度不小于100mm。

步骤S2，将被加工工件14垫高，放置于卧式加工中心的靠近回转中心位置，如图3所示，在被加工工件毛坯长端方向一头预留的方形工艺凸台13的中部制A1.5/4顶尖孔8，另一头预留的工装接口位置的端部制定位基准面12、定位孔和3个M10X15mm锁紧螺纹孔7，所述定位孔包括1个φ10H7X15mm主定位孔5和1个φ10H7X8mm且底部制M8X5螺纹的第二连接定位孔6，且所述工艺凸台13、顶尖孔8与所述主定位孔5同轴位置(首件加工时应手工校正同轴)。

步骤S3，如图4所示，将被加工工件14与连接工装连接，将连接工装的中心定位销2插入被加工工件毛坯的主定位孔5中，第一连接定位孔3与加工工件毛坯的第二连接定位孔6对齐，并锁入带轴式螺栓，同时连接孔4与锁紧螺纹孔7对齐，并锁入M10螺栓，使被加工工件14的六自由度被完全限制。

步骤S4，使用立式四轴加工中心的四轴卡盘夹持连接工装的夹持部分1，夹持长度为50mm(卡爪尖距工装端面距离)，立式四轴加工中心的Y、Z轴原点放置于连接工装的夹持部分的中心线上，X轴原点放置于步骤S3加工基准面上，将立式四轴加工中心的顶尖顶入顶尖孔8，打表校正被加工工件14的跳动，保证被加工工件14的跳动小于0.03mm，之后对被加工工件14的上、下、左、右4个面进行粗加工，表面均留1mm余量(即被加工工件14法向整体留1mm余量)。

步骤S5,保持夹紧状态不变，松开顶尖，再重新顶紧顶尖。

步骤S6，重新校正X轴原点，验证被加工工件14相对于夹持部分1的跳动。如出现较大跳动，无法满足加工精度要求，则需要将连接工装及被加工工件14一同夹入车床，使用车床尾座重新校正顶尖孔。完成后拿回立式四轴加工中心继续加工。

步骤S7，对被加工工件14的上、下、左、右4个面进行精加工，除工艺夹头位置外，所有表面、孔均加工至最终尺寸。

步骤S8，将被加工工件14拆下，拆除工装，使用被加工工件14的最大平面定位，使用立式加工中心去除被加工工件14上的工艺凸台13与定位基准面12。

步骤S9，钳工打磨去除被加工工件14的夹头位置接刀，并对被加工工件14表面进行抛光。

本发明小型起落架扭力臂的加工方法，主要用于零件体积小，需使用较小刀具加工，每个面均有特征需加工的起落架扭力臂零件的加工，尤其应用在配合面精尺寸结构的加工。且通过大量的试验和验证，这种工艺方法，能够保证小型起落架扭力臂加工表面质量和精度，加工过程稳定，加工效率高。解决了小型起落架扭力臂加工效率低，工序分散，表面质量差的问题。该连接工装还可以适应于其它类似零件和其它材料的加工。

以上所述，仅为本发明的具体实施方案，但本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种小型起落架扭力臂的加工方法，其特征在于包括下列步骤：

步骤S1：基于被加工工件的材料、外形大小、结构特征、工艺设计中预留的工装接口位置及接口形式，制作连接工装；

步骤S2：使用卧式加工中心在被加工工件长端方向的一头制顶尖孔，另一头制定位基准面、定位孔和锁紧螺纹孔；

步骤S3：使用连接工装连接被加工工件的定位基准面、定位孔和锁紧螺纹孔，使被加工工件毛坯的各方向自由度被完全限制；

步骤S4：使用立式四轴加工中心的四轴卡盘夹持连接工装的夹持部分，并将立式四轴加工中心的Y、Z轴原点放置于连接工装的夹持部分的中心线上，X轴原点放置于被加工工件的定位基准面上，立式四轴加工中心的顶尖顶入顶尖孔，打表校正被加工工件跳动，保证被加工工件跳动小于0.03mm，之后对被加工工件毛坯的上、下、左、右4个面进行粗加工，表面均留1mm余量；

步骤S5：保持被加工工件的夹紧状态不变，松开立式四轴加工中心的顶尖，再重新顶紧顶尖；

步骤S6：重新校正被加工工件X轴原点，验证被加工工件相对于夹持部分的跳动；

步骤S7：精加工被加工工件所有表面，除工艺夹头位置外，所有表面、孔均加工至被加工工件的最终成品尺寸；

步骤S8：拆下被加工工件，拆除连接工装，使用被加工工件外形定位，使用立式加工中心去除工艺夹头；

步骤S9：钳工打磨工艺夹头位置接刀，并对被加工工件表面进行抛光。

2.根据权利要求1所述的小型起落架扭力臂的加工方法，其特征在于，所述被加工工件的一头预留工艺凸台(8)，所述工艺凸台的中心制有所述顶尖孔，所述被加工工件的另一头制有所述定位基准面(12)、定位孔和锁紧螺纹孔(7)，所述定位孔包括主定位孔(5)和第一连接定位孔(6)，且所述工艺凸台与所述主定位孔同轴位置。

3.根据权利要求2所述的小型起落架扭力臂的加工方法，其特征在于，所述连接工装包括定位法兰(11)，所述定位法兰的一面设置与所述主定位孔适配的中心定位销(2)、与所述第一连接定位孔适配的第二连接定位孔(3)，另一面设置夹持部分(1)，且所述定位法兰上设置多个与所述锁紧螺纹孔适配的连接孔(4)。

4.根据权利要求3所述的小型起落架扭力臂的加工方法，其特征在于，所述夹持部分的的长度不小于100mm。

5.根据权利要求3所述的小型起落架扭力臂的加工方法，其特征在于，步骤S6中，如被加工工件X轴原点出现较大跳动，无法满足加工精度要求，则需要将连接工装及零件一同夹入车床，使用车床尾座重新校正顶尖孔。

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