CN215699251U - 一种焊接式蒙皮铣切夹具 - Google Patents

Abstract

一种焊接式蒙皮铣切夹具，属于工艺装备设计领域。该种焊接式蒙皮铣切夹具包括支撑板、长梁、加强板和型面拼板。型面拼板拼接构成铣切夹具工作面，铣切夹具工作面的截面曲率与蒙皮零件的曲率相等；横向的支撑板设置于铣切夹具工作面下方，用于支撑型面拼板组成的铣切夹具工作面，纵向的长梁连接相邻的支撑板；加强板设置于支撑板两侧，满足铣切夹具的结构强度要求。通过采用厚钢板焊接拼装工作型面和支撑结构，在不影响使用要求的前提下，开发了蒙皮铣切夹具新的设计结构。焊接结构铣切夹具的最终重量比传统铸造结构要轻，且原材料利用率也同样有所提高，切削量大大降低。同时，焊接结构的铣切夹具加工周期短，都可以达到降低模具制造成本的目的。

Description

一种焊接式蒙皮铣切夹具

技术领域

本实用新型涉及一种大型蒙皮外形切割的铣切夹具，特别是涉及单曲率蒙皮铣切夹具工作型面的焊接式设计结构，属于工艺装备设计领域。

背景技术

飞机蒙皮零件在成形工序完成后，都要进行一步外形切割的铣切加工，以得到蒙皮最终的外形尺寸。蒙皮零件的铣切加工是在五坐标数控加工中心上进行的，需要设计全型面的蒙皮铣切夹具。

由于蒙皮零件尺寸较大，导致铣切夹具外形尺寸也很大。蒙皮铣切夹具通常采用大型铸件进行加工，铸件毛坯尺寸很大，并且需要预留很大的加工余量(约25mm)，造成铣切夹具工作型面数控加工切削量很大，且材料利用率很低。同时，铣切夹具的毛坯重量和最终重量都很大，不利于运输、吊装、及存放。

实用新型内容

本实用新型创造所要解决的技术问题是提供了一种利用厚板料焊接拼装工作型面，以此来减少数控切削量，提高材料利用率，降低模具重量的焊接式单曲率蒙皮铣切夹具。

一种焊接式蒙皮铣切夹具，包括支撑板1、长梁2、加强板3和型面拼板4。型面拼板4拼接构成铣切夹具工作面，铣切夹具工作面的截面曲率与蒙皮零件的曲率相等；横向的支撑板1设置于铣切夹具工作面下方，用于支撑型面拼板4组成的铣切夹具工作面，纵向的长梁2连接相邻的支撑板1；加强板3设置于支撑板1两侧，满足铣切夹具的结构强度要求。

支撑板1距离均布，采用厚钢板制造，上端面加工出与工作型面底面相同的各段倾斜角度。

支撑板1设置减轻孔，减轻孔能辅助用于吊挂。

长梁2采用方钢管，底部均布缺口，中间的缺口用于叉车搬运，外侧的缺口能够绑吊带或钢丝绳，用于起重机吊装。

加强板3为三角形薄钢板，与长梁2及支撑板1焊接在一起。

本实用新型的有益效果：通过采用厚钢板焊接拼装工作型面和支撑结构，在不影响使用要求的前提下，开发了蒙皮铣切夹具新的设计结构。焊接结构铣切夹具的最终重量比传统铸造结构要轻，且原材料利用率也同样有所提高，切削量大大降低。同时，焊接结构的铣切夹具加工周期短，都可以达到降低模具制造成本的目的。

附图说明

图1单曲率蒙皮铣切夹具截面结构图。其中，(a)为3块拼板的情况，(b)为4块拼板的情况，(c)为5块拼板的情况，(d)为6块拼板的情况。

图2铣切夹具支撑结构图。其中，(a)为主视图，(b)为侧视图，(c)为俯视图。

图3焊接式蒙皮铣切夹具安装后三维示意图。

图中：1、支撑板；2、长梁；3、加强板；4、型面拼板。

具体实施方式

由于蒙皮铣切夹具在使用时，受应力很小，因此并不需要有太高的强度，利用厚钢板焊接就可以满足铣切夹具的强度要求。同时，单曲率蒙皮结构简单，只在一个方向有曲率变化，可以利用长度大于蒙皮长度的钢板逐段拼接出蒙皮的弧面，再利用厚钢板焊接出铣切夹具的支撑结构。

1、铣切夹具工作面的拼接设计

按照蒙皮零件的曲率逐段拼接至蒙皮的净宽度，合理设计每块焊接拼接板的宽度以及总数量。蒙皮曲率半径越小，每块焊接拼板的宽度就越小，拼接后的截面更接近蒙皮曲面，需要的拼接板相对数量就越多。但是，拼接板数量的增加，会增加焊接难度。所以，需要全面考虑切削加工量和焊接性的要求，可以有很多种方案。多种单曲率蒙皮铣切夹具拼板方案的截面结构如图1：

依据蒙皮零件的净宽度还可以有数量更多的拼板方案，考虑焊接基准，方案1和方案3中间有1块拼板可以作为焊接起始拼板，并作为基准。其中方案1的拼板数量上，切削深度较大，因此方案3更合理。

2、铣切夹具的支撑结构

铣切夹具上层为焊接拼板组成的工作型面，下层必须有支撑部件将其支撑并固定。采用多块横向支撑板支撑拼板组成的工作型面，再用几根纵向长梁连接支撑板，然后辅助增加几块加强板，即可满足铣切夹具的结构强度要求。支撑板共使用5块，距离均布，采用厚钢板制造，上端面加工出与工作型面底面相同的各段倾斜角度。支撑板上还可以加工出减轻孔，减轻孔还可以辅助用于吊挂；长梁可以采用方钢管，均布四处缺口，中间的两个缺口用于叉车搬运，外侧的两个缺口可以绑吊带或钢丝绳，用于起重机吊装；加强板为三角形薄钢板，起到辅助加强的作用，分别在支撑板两侧，与长梁及支撑板焊接在一起。铣切夹具支撑结构如图2：

3、铣切夹具的制造过程

为保证铣切夹具工作型面的整体性，必须在焊接后最后加工工作型面。因此，应先加工长梁、粗加工支撑板、以及焊接拼板的端面斜角。再利用大型焊接平台，焊接支撑结构，包括加强板，并精加工支撑端面。然后焊接工作型面拼板，以中间拼板为基准，以此焊接连接两侧的拼板。最后整体加工工作型面，采用数控铣切加工弧面并钻孔。

1、根据科研生产任务，进行民用飞机项目中机身蒙皮零件的外形铣切，需要设计蒙皮铣切夹具。蒙皮零件共2项，是两个型号飞机相同位置的蒙皮，均为单曲率蒙皮，且曲率相同：

零件1：材料牌号：2198-T3S，材料规格：0.125吋，

尺寸(净长×净宽×弦高)：5027×1603×158mm；

零件2：材料牌号：2198-T3S，材料规格：0.125吋，

尺寸(净长×净宽×弦高)：5330×1603×158mm。

2、对两个蒙皮零件进行结构对比，除长度不同外，其它外形尺寸都相同。因此，在两个蒙皮中心对齐的前提下，形成一个三维制造数据集。

3、根据三维制造数据集进行焊接式蒙皮铣切夹具整体结构及各个组件的设计。

4、根据加工工序，依次加工各个组件毛料，焊接支撑结构，精加工支撑面，焊接工作面拼板，整体加工工作型面。

5、铣切夹具加工后称重，最终重量为4.7吨，比铸造结构铣切夹具的设计重量(6.5吨)要轻，且原材料利用率也有很大提高，铸造结构原材料利用率约为60％，焊接结构原材料利用率达到84.7％。

6、利用焊接式铣切夹具加工蒙皮，使用性良好。加工后将蒙皮拆卸，利用检验型架进行终极，蒙皮外形准确且贴合间隙满足要求，可以交付。

Claims (8)

1.一种焊接式蒙皮铣切夹具，其特征在于，包括支撑板(1)、长梁(2)、加强板(3)和型面拼板(4)；型面拼板(4)拼接构成铣切夹具工作面，铣切夹具工作面的截面曲率与蒙皮零件的曲率相等；横向的支撑板(1)设置于铣切夹具工作面下方，用于支撑型面拼板(4)组成的铣切夹具工作面，纵向的长梁(2)连接相邻的支撑板(1)；加强板(3)设置于支撑板(1)两侧，满足铣切夹具的结构强度要求。

2.根据权利要求1所述的一种焊接式蒙皮铣切夹具，其特征在于，支撑板(1)距离均布，上端面加工出与工作型面底面相同的各段倾斜角度。

3.根据权利要求1或2所述的一种焊接式蒙皮铣切夹具，其特征在于，支撑板(1)设置减轻孔，减轻孔能辅助用于吊挂。

4.根据权利要求1或2所述的一种焊接式蒙皮铣切夹具，其特征在于，长梁(2)底部均布缺口，中间的缺口用于叉车搬运，外侧的缺口能够绑吊带或钢丝绳，用于起重机吊装。

5.根据权利要求3所述的一种焊接式蒙皮铣切夹具，其特征在于，长梁(2)底部均布缺口，中间的缺口用于叉车搬运，外侧的缺口能够绑吊带或钢丝绳，用于起重机吊装。

6.根据权利要求1、2或5所述的一种焊接式蒙皮铣切夹具，其特征在于，加强板(3)与长梁(2)及支撑板(1)焊接在一起。

7.根据权利要求3所述的一种焊接式蒙皮铣切夹具，其特征在于，加强板(3)与长梁(2)及支撑板(1)焊接在一起。

8.根据权利要求4所述的一种焊接式蒙皮铣切夹具，其特征在于，加强板(3)与长梁(2)及支撑板(1)焊接在一起。

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