一種數控加工零件壓緊和加工方法
2023-06-02 04:33:31 4
專利名稱：一種數控加工零件壓緊和加工方法
技術領域：
本發明涉及數控加工技術領域，特別是一種數控加工零件壓緊和加工方法，適用於雙面加工大型薄壁件，特別是飛機的肋類結構件。
背景技術：
在飛機零件的數控加工過程中，零件的裝夾非常重要。特別是飛機的主要結構件， 其裝夾緊固的可靠性直接影響加工尺寸的精度和加工過程的安全性。在飛機結構件數控加工過程中，常用的裝夾緊固方式有壓板緊固方式、螺釘壓緊方式、真空吸附緊固方式、液壓夾緊方式等。對於一些結構尺寸比較大(尤其是寬度尺寸較大)、壁厚較薄的飛機結構件，由於加工過程中零件不可避免的會產生變形，因此，除了真空吸附以外，還需要利用零件的一些結構特徵在零件的中間部位及周邊進行輔助壓緊，保證壓緊的可靠性。對於此類零件，傳統的一些緊固方式存在局限性。與本發明最為相關的現有技術是本申請人所有的申請號為 200810146895. 4的中國專利，該專利公開的「一種數控加工嵌入式零件壓緊方法」，該方法採用在臺階孔內放置壓緊襯套壓緊，是一種下嵌式壓緊，實現了在零件支撐平面以下對零件進行輔助壓緊，壓緊夾具不會影響數控切削加工的連續性和安全性；該方法的不足在於需要提前製造襯套，而且其壓緊結構中的襯套只能使用一次，是消耗品，在生產過程中必須不斷補充。
發明內容
本發明的目的在於公開一種數控加工零件壓緊和加工方法，該方法不需要製造專用襯套，更為經濟快捷。一種數控加工零件壓緊和加工方法，待加工的零件具有上下兩個加工面，在待加工的零件上選擇多個壓緊點，其特徵在於含有以下工序零件經過前期的數控加工，達到了如下狀態零件的下側加工面除壓緊點加工成工藝臺外其餘部分通過粗加工、精加工去除了所有餘量，達到最終狀態；從零件的上側加工面方向對每個壓緊點工藝臺制出第一沉孔和中心通孔；在裝夾零件的夾具平臺上按照零件壓緊點的位置制出相應的第二沉孔和螺栓孔；將零件工藝臺的第一沉孔嵌入夾具對應的第二沉孔，用螺栓在第一沉孔內通過中心通孔將零件壓緊在夾具平臺上；加工零件的上側面到最終狀態；最後由鉗工分離工藝臺。本發明公開壓緊方法的有益效果是對雙面數控加工的大型薄壁件，藉助零件的毛坯，在缺口處設計必要的工藝臺，然後在相應位置制出沉孔和通孔，在零件銑切和支撐平面以下對零件進行緊固，採用螺釘壓緊，壓緊夾具不會影響數控切削加工的連續性和安全性； 對於槽腔較小、開敞性較差、立筋較多的結構，壓緊工藝臺的設置不會對刀具的選擇和加工過程造成影響，其更為顯著的優點是不需要製造襯套，更為經濟快捷。以下結合實施例及附圖對該申請作進一步詳細描述
圖1是零件在壓緊之前的加工狀態示意圖；圖2是零件在夾具體上沉入式壓緊示意圖；圖3是壓緊工藝臺部位最終銑切示意圖；圖4是一個典型飛機翼肋零件壓緊點設置示意圖。圖中編號說明1加工餘量、2零件、3第一沉孔、4通孔、5壓緊工藝臺、6螺栓、7夾具平臺、8螺栓孔、9第二沉孔、10零件結構孔、11壓緊點。
具體實施例參見附圖，圖4是一個典型飛機翼肋零件壓緊點設置示意圖，零件2是飛機機翼肋類零件，該類零件通常為薄壁雙面結構，其中一面為肋基準平面，結構簡單；另一面結構較為複雜，空間較小，通常有槽、減輕孔、立筋、T型筋、下陷、臺階等結構；沿寬度方向兩側為曲面外形。 實施本發明下沉式的壓緊方法首先是要結合待加工的零件選擇適當的結構間隙設置壓緊點11。壓緊點一般是選擇在零件的結構孔、缺口等部位(過小的孔不能採用)，選擇的壓緊點的位置和數量分布在零件坯料上，能滿足均勻地壓緊零件坯料即可。圖1展示的是零件在壓緊之前的加工狀態示意圖，零件2在壓緊之前應該具備如圖所示的加工狀態，零件2經過前期的數控銑切加工，其下側加工面通過粗加工、精加工去除了所有餘量，達到最終狀態，上側加工面通過粗加工去除了大部分餘量，剩餘部分的加工餘量1需要通過本發明公開的方法進行壓緊和進一步精加工。強調的是在零件粗加工階段，按照選定的壓緊點位置預製壓緊工藝臺5，並在壓緊工藝臺上制第一沉孔3和通孔4。圖2是零件在夾具體上沉入式壓緊示意圖。將零件2的結構孔10設為裝夾壓緊點，在壓緊點預留壓緊工藝臺5，壓緊工藝臺5設置在零件的結構孔10的範圍內，在壓緊工藝臺上制第一沉孔3，在第一沉孔底部設有通孔4，壓緊工藝臺5的高度和外徑尺寸必須滿足與夾具7的裝配關係，使內六方螺栓6必須能夠輕鬆放入第一沉孔3和通孔4內並有適當的間隙。夾具體7是一個大於零件2輪廓的金屬平臺，夾具平臺可固定在數控工具機的工作檯面上，在夾具平臺上設置有與零件壓緊工藝臺5位置對應的第二沉孔9，在第二沉孔9 的中心設有螺栓孔8 ；需要注意的是第二沉孔9的內徑大於第一沉孔3的外徑(工藝臺直徑)，第一沉孔3的外徑深度等於或小於第二沉孔9的內徑深度，應滿足零件在夾具平臺上定位後壓緊工藝臺5下端面和第二沉孔底部有0. 05 0. Imm的間隙。零件加工前，先對零件坯料進行裝夾壓緊，將待加工的零件坯料放置在夾具平臺7 上，讓零件壓緊工藝臺5的第一沉孔3下沉嵌入夾具的第二沉孔9內，在第一沉孔3內用內六方螺栓6通過通孔4和對應的螺栓孔8將待加工零件2壓緊在夾具平臺7上。要求螺栓 6的上表面低於銑切夾具平臺表面。加工時，將零件2的加工餘量1部位加工到最終狀態後，再銑切壓緊工藝臺5的部位，只留出約0. 5mm的厚度用於連接壓緊工藝臺和零件本體(如圖3所示)，最後由鉗工將壓緊工藝臺與零件本體分離。本發明的沉入式零件壓緊方法和壓緊裝置在整個數控加工過程中，內六方螺釘6 始終處於銑切平面(夾具平臺面)以下，所以不存在碰撞風險；在加工的最後階段(即絕大多數部位加工完成後)，刀具可以直接加工這些壓緊工藝臺部位(結構孔、缺口等)，不需要中斷數控加工過程來切換壓緊部位；壓緊工藝臺由前期的粗加工形成，在加工過程中始終和零件保持為一體，因此結構較為簡單，壓緊可靠。 這種沉入式的壓緊方法通常可以用作結構尺寸比較大、壁厚相對較薄的雙面加工零件裝夾時的緊固方式，也可和其它緊固手段(如真空吸附緊固方式)一起發揮作用。沉入式的壓緊方法有效地解決了數控加工中刀具和壓緊工具碰撞的問題，避免了加工過程中的裝夾切換，保證了數控加工的連續性。同時，該方法實現簡單易行。
權利要求
1.一種數控加工零件壓緊和加工方法，待加工的零件具有上下兩個加工面，在待加工的零件上選擇多個壓緊點，其特徵在於含有以下工序零件經過前期的數控銑切加工，達到了如下狀態零件的下側加工面除壓緊點加工成工藝臺外其餘部分通過粗加工、精加工去除了所有餘量，達到最終狀態；從零件的上側加工面方向對每個壓緊點工藝臺制出第一沉孔和中心通孔；在裝夾零件的夾具平臺上按照零件壓緊點的位置制出相應的第二沉孔和螺栓孔；將零件工藝臺的第一沉孔嵌入夾具對應的第二沉孔，用螺栓在第一沉孔內通過中心通孔將零件壓緊在夾具平臺上；加工零件的上側面到最終狀態；最後由鉗工分離工藝臺。
2.如權利要求1所述的數控加工零件壓緊和加工方法，其特徵在於所述的第二沉孔的內徑大於第一沉孔的外徑，第一沉孔的外徑深度等於或小於第二沉孔的內徑深度。
全文摘要
本發明公開一種數控加工零件壓緊和加工方法，是對雙面數控加工的大型薄壁件，藉助零件的毛坯，在缺口處設計必要的工藝臺，然後在相應位置制出沉孔和通孔，採用螺釘將零件壓緊在夾具的對應沉孔上，將零件在銑切和支撐平面以下對零件進行緊固，壓緊夾具不會影響數控切削加工的連續性和安全性；適用於槽腔較小、開敞性較差、立筋較多的零件結構。壓緊工藝臺的設置不會對刀具的選擇和加工過程造成影響，其更為顯著的優點是不需要製造襯套，更為經濟快捷。
文檔編號B23Q3/06GK102229056SQ20111015755
公開日2011年11月2日 申請日期2011年6月14日 優先權日2011年6月14日
發明者王俊斌, 王濤, 賈保國, 趙麗君, 鄭小偉, 陳波 申請人:西安飛機工業(集團)有限責任公司