[发明专利]双面数控加工大型整体复杂结构件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双面数控加工大型整体复杂结构件的工艺方法。

背景技术

飞机骨架零件大量属于大型整体复杂结构件，主要分为框类、梁类、壁板类、等类型，通常这些大型零件的加工有以下两种情况：

1.零件自身有孔和平面时，通常是以零件自身的孔和平面如装配工艺孔、零件的腹板面为加工定位基准，这样在加工过程中，需要工人边加工边调整压紧位置，人工干预过多，而且加工程序分段较多，使高效率的数控加工大打折扣。

2.若零件自身没有孔，加工中则转换为零件的边定位，加工中容易出现：零件发生位移时，会引起切削余量突变，产生刀具过切或打坏刀具；定位边或面的加工误差累积到后续加工的型面上，造成型面精度不高，加工质量不稳定。

上述两种情况都同时存在以下问题：由于多次装夹定位，对于两次定位安装加工后两个面上的轮廓位置和协调要求较高的尺寸很难保证，而且易与检验依据发生矛盾，也增加编程难度。

发明内容：

由于数控加工特别强调定位，大型整体复杂结构尤其如此，因此本发明的目的是提供一种解决大型整体复杂结构件双面加工的同一基准定位问题，以保证两次定位安装加工后两个面上的轮廓位置和尺寸协调，以保证型面精度。

本发明实现上述目的技术解决方案是，一种双面数控加工大型整体复杂结构件的方法，包括如下步骤：

a.卧式放置梁类零件、用两孔一面定位，两个工艺孔设置在工艺凸台上，在零件周围设置压紧槽；

b.卧式放置框类零件，用两孔一面定位，两个工艺孔设置在工艺凸台上，工艺凸台设置在零件周边，由筋条面作为定位面，用垫板工装，在工艺凸台上制沉头压紧孔，用沉头螺栓压紧固定垫板工装；

c.卧式放置壁板类零件，用专用真空吸附工装，先加工槽少的一面，加工完后以该面作为翻面加工的定位基准。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果。

采用两孔一面定位，两个工艺孔设置在工艺凸台上，定位状态较好；

一面加工只需进行一次装夹即可，改变了现有技术方案的多次装夹的工艺安排松散状况；

定位装夹稳定简单，状态好，利于进行切削工艺，如加工刀具、切削参数和走刀路径的进一步优化；

零件压紧元件简单，通用性好，无须专门制造；

采用压紧槽压紧，工人压紧零件方便，不需要人工干预加工，效率比以前提高；

由于装夹位置在加工过程中无须改变，增加了零件加工的稳定性，避免了因装夹改变而造成的零件变形、压伤和尺寸精度的下降。

由于垫板工装损坏不大，可以与其它零件共用，具有一定的通用性，节省了工装。

具体实施方式

对于梁类零件，卧式放置梁类零，两个工艺孔设置在工艺凸台上，由于在零件上有若干个槽型特征，并基本呈均匀分布，采用了在零件周围设置压紧槽的方法，操作工人只需在加工前压紧零件压紧槽，无须再在加工过程改变零件的装夹状态。

对于框类零件：零件为卧式放置。零件采用两孔一面定位，两个工艺孔设置在工艺凸台上，由于零件的大部分筋条在同一高度，拟以筋条面定位。由于在零件较大，装夹拆卸不方便，采用垫板工装，零件周边设工艺凸台，并在工艺凸台上制沉头压紧孔，垫板上制螺纹孔，用沉头螺栓压紧固定在垫板工装上。

对于壁板类零件：零件卧式放置。由于零件薄，加工过程中极易因余量去除不均而产生加工变形；且总体结构上缺少定位夹紧部位，采用专用真空吸附工装。加工时先加工槽少的一面，加工完此面后以该面作翻面加工的定位基准。

以整体框为例。该零件在HENRY-LINE五坐标高速铣床上加工完成，采用两孔一面的定位方法，采用垫板工装，零件周边设工艺凸台，并在工艺凸台上制沉头压紧孔，垫板上制螺纹孔，用沉头螺栓压紧固定在垫板工装上。工序设计上采用双面粗加工后直接进行双面精加工，利用UG软件高速模块编程、利用VERICUT软件进行加工仿真。由于定位装夹状态好，后续不断进行工艺优化，采用了螺旋切入、圆弧进刀和分层切削等更新的工艺方法。

该零件机加周期约4～5天(三班运行，包括刀具、工装准备、工序周转、测量等)，而采用以前传统铣切的机加周期需15～20天，效率提高4倍左右。现行方案，基本实现了无人工干预下的加工，工人的劳动强度降低，零件的加工质量明显提高，该零件首件无故障交付。