[发明专利]一种外部带筋条蒙皮零件的精密制造方法

说明书

技术领域

本发明属于一种机械加工方法，具体涉及一种外部带筋条蒙皮零件的精密制造方法，它适用于航空航天用外部带筋条蒙皮零件的精密制造。

背景技术

目前，框架蒙皮焊接类结构越来越多的出现在导弹武器中，其蒙皮具有着薄壁，异型，结构复杂，精度要求高的特点，制造加工难度极大。

由于其较复杂的结构特点及较高的精度要求，在生产中一般使用较厚的板材机加成型，不仅消耗的板材体积大，且加工周期长，同时由于金属的去除量较大，导致零件加工后变形较大，很难保证加工精度。

本方法根据零件结构特点，选用较薄的板材，使用钣金成型的方法将板材预成型，然后加工没有筋条的内型面，将该型面与真空胎工装贴合，加工带有筋条的外型面，从而减少零件的切削量，同时，由于选用的板材较薄，金属去除率较少，减小了内应力的释放，提高了零件的加工精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种外部带筋条蒙皮零件的精密制造方法，它可实现使用较薄板材实现外部带筋条蒙皮零件的精密制造。

本发明是这样实现的，一种外部带筋条蒙皮零件的精密制造方法，它包括如下步骤，

第一步：依据蒙皮零件结构特点及钣金成型精度，计算所需的最薄板材，并将板材预成型；

第二步：激光扫描预成型板材，并与蒙皮零件对比，如预成型板材完全包容蒙皮零件，则可直接确定板材的加工基准，如不能完全包容，则继续修正板材，直至其完全包容蒙皮零件；

第三步：按三维模型中确定的板材加工基准来加工内型面，保证表面粗糙度高于Ra6.3，确保真空胎吸附牢固；

第四步：使用内型面真空胎吸附已加工完成的蒙皮内型面，加工其外形面；

第五步：加工完成后使用随形工装夹紧零件进行稳定化处理，释放切削应力，保证零件最终精度。

本发明的优点是，采用本发明提供的加工方法，能够解决薄壁、异型、外部带筋条蒙皮类零件的制造周期长，精度低的难点。

附图说明

图1为带外部筋条的蒙皮零件；

图2为预成型的板材；

图3为三维软件中蒙皮与预成型板材的相对位置；

图4为真空胎工装；

图5为热处理随形工装。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细介绍：

一种外部带筋条蒙皮零件的精密制造方法。第一步：将板材预成型：根据蒙皮结构特点将板材预成型。第二步：激光扫描预成型板材，并与蒙皮比对，确保预成型板材包容蒙皮，同时确定预成型板材的加工基准；第三步：机加蒙皮内部曲面；第四步：加工蒙皮外表面：使用内型面真空胎吸附已加工内部曲面，加工外部曲面；第五步：稳定化处理：将加工完成的蒙皮零件使用随形工装固定并进行稳定化处理以消除切削应力。

该方法关键点：

①板材预成型后使用三维扫描设备扫描出预成型板材点云，并构建实体模型，使用三维软件调整蒙皮模型与板材实体模型之间的相对位置关系，直至预成型板材完全包容蒙皮，如预成型板材不能包容蒙皮零件，则继续修正板材，直至其完全包容蒙皮零件。

②确定预成型板材的加工基准：在三维软件中蒙皮与预成型板材之间的相对位置关系调整到位后，确定预成型板材的加工基准，保证加工时蒙皮姿态与与比对时的姿态一致。

③稳定化处理时需使用随形工装固定零件，以减小稳定化过程中零件的变形量。

具体实施例：

试验零件为某型号中的下蒙皮，该零件材质为5A06，产品结构为内圆弧R201mm，壁厚2mm，外部筋条高8mm。见图1。

(1)板材预成型

板材厚度为16mm，预成型为内圆弧R199mm，见图2。

原理：长度在1m范围内的钣金折弯精度可控制在2mm内，单边预留1mm超差量，需要板材厚度16mm。

(2)对比预成型板材与蒙皮，见图3

原理：调整两者之间的相对位置关系，在确保完全包容的前提下，尽量使两面的去除量相等，然后确定预成型板材的加工基准。

(3)加工内部曲面。

在使用球头铣刀切削时，设置切削波峰与波谷值为0.005。

原理：为保证内部曲面与内型面真空胎的可靠吸附，在加工时间允许的情况下，将刀路间距尽量缩小，以提高加工的表面粗糙度。

(4)加工外部曲面

使用内型面真空胎吸附已加工内部曲面，加工外部带筋条曲面，见图4

(5)稳定化处理

使用随形工装装夹零件并随零件一起稳定化处理。见图5