CN103612076A - 大型飞机肋类零件数控加工方法 - Google Patents

Abstract

一种大型飞机肋类零件数控加工的方法，分为粗加工和精加工两个阶段，由四个工位加工完成，粗加工第一面为槽腔面，以层优先方式逐层粗加工所有槽腔，槽腔底部留足够余量，粗加工第二面为肋基准面，所有部位留均匀粗加工余量，精加工第一面为肋基准面，精加工完后，重新修正两端定位孔，精加工第二面为槽腔面，最后分离两侧缘板缺口部位工艺连接板及腹板上的通过孔部位。

Description

大型飞机肋类零件数控加工方法

技术领域

本发明涉及数控加工技术领域，特别是关于大型飞机肋类零件的数控加工方法。

背景技术

肋类零件是飞机上的一类典型零件，一般分布在机翼上，结构复杂，数量众多，是构成飞机机翼的主要零件之一。肋类零件一般为双面结构，一面为肋基准面，结构简单；另一面结构复杂，通常有槽、T型筋、减轻孔、立筋、下陷、台阶、精度孔等结构；两侧为带有大角度缺口的双曲面缘板。

肋类零件高效可靠地制造对飞机研制十分重要。尤其是随着飞机研制的大型化，肋类零件也逐渐大型化、复杂化，出现了一些新的制造难题，主要表现为变形大、装夹难度大、切削振颤严重、加工效率低等现象。特别是当肋的宽度尺寸大于1米，长度大于4米时，总体变形量增大，尤其是零件中部的拱起变形严重影响装夹的可靠性；同时，两侧缘板及相连腹板带有大范围缺口，大大降低了此部位的刚性，造成切削振颤，使制造难度大大增加。

本发明的目的旨在克服以上困难，实现大型飞机肋类零件的稳定的数控加工。

发明内容

本发明公开了一种对大型飞机肋类零件数控加工的方法。

一种大型飞机肋类零件数控加工的方法，零件的数控加工分为粗加工和精加工两个阶段，由四个工位加工完成，其特征在于包含以下内容：

1）粗加工第一面为槽腔面，装夹采用两侧压紧方式，粗加工之前要预制上下平面、两端定位孔，制多个螺栓孔，位置分布在零件腹板上的通过孔、两侧缘板的缺口以及两端头多余毛料上，螺栓孔上锪窝，深度以能够沉入相应螺栓为准，以层优先方式逐层粗加工所有槽腔，槽腔底部留足够余量（用于第二面腹板加工时的刚性保持），使零件腹板厚度与所留余量厚度之和不小于10mm，侧面留均匀余量，除两端头外，所有螺栓孔部位留成圆柱工艺台，高度与毛料持平（用于第二面腹板加工时的启支撑作用），两侧缘板均铣成缺口状，缺口深度至腹板部位，两侧缘板的缺口部位保留腹板工艺连接板，使两侧缘板部位的腹板保持连接，成为一个整体，所有立筋、缘板的顶部余量不加工，保持为一个高度，同时，在立筋上铣出若干分布均匀的缺口，缺口底部高于零件立筋的顶部约3mm，两端余料保留用于压紧；

2）粗加工第二面为肋基准面，装夹采用两侧压紧方式，加工顺序为两侧缘板高度、两侧缘板缺口、肋基准面、两侧缘板外形、螺栓孔上锪窝，所有部位留均匀粗加工余量，同样，两侧缘板的缺口部位保留腹板工艺连接板不加工，两端头余料铣至和肋基准面等高；

3）粗加工完后由钳工分离两侧多余的毛料；

4）精加工第一面为肋基准面，此工位的装夹采用肋类零件共用装夹平台进行，工件以两端定位孔在共用装夹平台上定位，以内六方螺栓沉入螺栓孔压紧，螺栓压紧的顺序为先中间，后两侧，压紧后螺栓将低于肋基准面，精加工第一面的加工顺序为两侧缘板高度、两侧缘板宽度、肋基准面、两侧缘板外形、两侧缘板内形，精加工完后，重新修正两端定位孔，同样，两侧缘板的缺口部位保留腹板工艺连接板不加工；

5）精加工第二面为槽腔面，此工位的装夹采用专用真空工装，工件以两端定位孔在专用真空工装上定位，以内六方螺栓沉入螺栓孔压紧，并以真空吸附，精加工第二面的加工顺序为两侧缘板高度、两侧缘板宽度、立筋高度、槽腔腹板、两侧缘板内形、立筋厚度、腹板孔，最后分离两侧缘板缺口部位工艺连接板及腹板上的通过孔部位。

本发明的有益效果在于，通过以上工艺方法有效地解决了大型飞机肋类零件在数控加工中整体变形大、装夹困难、局部悬空加工切削振颤、加工效率低等问题，实现大型飞机肋类零件稳定、高效地加工。

以下结合实施例附图对该发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是粗加工槽腔面示意图；

图2是粗加工槽腔面时立筋顶部余量及工艺缺口示意图；

图3是粗加工肋基准面及精加工肋基准面示意图；

图4是精加工肋基准面截面示意图；

图5是精加工槽腔面示意图；

图6是精加工槽腔面截面示意图。

图中编号说明：1螺栓孔上锪窝、2螺栓孔、3定位孔、4机床平台、5工件毛料、6圆柱工艺台、7缘板、8工艺连接板、9立筋、10肋零件、11立筋顶部工艺缺口、12槽腔腹板、13立筋顶部余量、14肋基准面、15肋类零件共用装夹平台、16缘板外形、17缘板内形、18内六方螺栓、19两端头多余毛料、20专用真空工装、21腹板上的通过孔、22腹板孔

具体实施例

本实施例描述了一种对大型飞机肋类零件数控加工的方法，加工设备为大型五座标高速龙门铣床，机床具备通用平台。毛料为铝合金预拉伸板，宽度尺寸大于1米，长度大于4米，厚度70mm；零件腹板厚度1～3mm，立筋及缘板厚度2～3mm。该加工方法按以下四个工位进行：

粗加工第一面为槽腔面，见图1、图2。装夹采用两侧压紧方式，不采用专用工装。粗加工之前要预制上下平面、两端定位孔3（通孔）。制若干螺栓孔2，位置分布在零件腹板上的通过孔、两侧缘板7的缺口以及两端头多余毛料上。螺栓孔上锪窝1，深度以能够沉入相应螺栓为准。以层优先方式逐层粗加工所有槽腔腹板12，槽腔底部留足够余量，使零件腹板厚度与所留余量厚度之和不小于10mm，侧面留均匀余量3mm。除两端头外，所有螺栓孔部位留成直径为Ф25的圆柱工艺台6，高度与毛料持平（用于第二面腹板加工时的启支撑作用）。两侧缘板7均铣成缺口状，缺口深度至腹板部位。两侧缘板的缺口部位保留腹板工艺连接板8，使两侧缘板部位的腹板保持连接，成为一个整体。所有立筋9、缘板7的顶部余量不加工，保持为一个高度，同时，在立筋9上铣出若干横向、纵向缺口11，大致均匀分布，缺口底部高于零件立筋9的顶部3mm，缺口宽度20mm。两端余料保留用于压紧。

粗加工第二面为肋基准面，见图3。装夹采用两侧压紧方式，不采用专用工装。加工顺序为两侧缘板高度、两侧缘板缺口、肋基准面14、两侧缘板外形16、螺栓孔上锪窝1。所有部位留均匀粗加工余量。同样，两侧缘板7的缺口部位保留腹板工艺连接板8不加工。两端头余料铣至和肋基准面14等高。

粗加工完后由钳工分离两侧多余的毛料。

精加工第一面为肋基准面，见图3、图4。此工位的装夹采用肋类零件共用装夹平台15进行。工件10以两端定位孔3在共用装夹平台15上定位，以内六方螺栓18沉入螺栓孔2压紧。内六方螺栓18压紧的顺序为先中间，后两侧，以消除拱起变形。压紧后，所有内六方螺栓将18低于肋基准面14，对加工不会造成干涉。精加工第一面的加工顺序为两侧缘板7高度、两侧缘板宽度、肋基准面14、两侧缘板外形16、两侧缘板内形17。精加工完后，重新修正两端定位孔3。同样，两侧缘板7的缺口部位保留腹板工艺连接板8不加工。

精加工第二面为槽腔面，见图5、图6。此工位的装夹采用专用真空工装20。工件10以两端定位孔3在专用真空工装20上定位，以内六方螺栓18沉入螺栓孔2压紧，并以真空吸附。精加工第二面的加工顺序为两侧缘板7高度、两侧缘板宽度、所有立筋9高度、槽腔腹板12、两侧缘板内形17、所有立筋9厚度、腹板孔22，最后分离两侧缘板缺口部位工艺连接板8及腹板上的通过孔21部位。

Claims (1)

1.一种大型飞机肋类零件数控加工的方法，零件的数控加工分为粗加工和精加工两个阶段，由四个工位加工完成，其特征在于包含以下内容：

1）粗加工第一面为槽腔面，装夹采用两侧压紧方式，粗加工之前要预制上下平面、两端定位孔，制多个螺栓孔，位置分布在零件腹板上的通过孔、两侧缘板的缺口以及两端头多余毛料上，螺栓孔上锪窝，深度以能够沉入相应螺栓为准，以层优先方式逐层粗加工所有槽腔，槽腔底部留足够余量（用于第二面腹板加工时的刚性保持），使零件腹板厚度与所留余量厚度之和不小于10mm，侧面留均匀余量，除两端头外，所有螺栓孔部位留成圆柱工艺台，高度与毛料持平（用于第二面腹板加工时的启支撑作用），两侧缘板均铣成缺口状，缺口深度至腹板部位，两侧缘板的缺口部位保留腹板工艺连接板，使两侧缘板部位的腹板保持连接，成为一个整体，所有立筋、缘板的顶部余量不加工，保持为一个高度，同时，在立筋上铣出若干分布均匀的缺口，缺口底部高于零件立筋的顶部约3mm，两端余料保留用于压紧；

2）粗加工第二面为肋基准面，装夹采用两侧压紧方式，加工顺序为两侧缘板高度、两侧缘板缺口、肋基准面、两侧缘板外形、螺栓孔上锪窝，所有部位留均匀粗加工余量，同样，两侧缘板的缺口部位保留腹板工艺连接板不加工，两端头余料铣至和肋基准面等高；

3）粗加工完后由钳工分离两侧多余的毛料；

4）精加工第一面为肋基准面，此工位的装夹采用肋类零件共用装夹平台进行，工件以两端定位孔在共用装夹平台上定位，以内六方螺栓沉入螺栓孔压紧，螺栓压紧的顺序为先中间，后两侧，压紧后螺栓将低于肋基准面，精加工第一面的加工顺序为两侧缘板高度、两侧缘板宽度、肋基准面、两侧缘板外形、两侧缘板内形，精加工完后，重新修正两端定位孔，同样，两侧缘板的缺口部位保留腹板工艺连接板不加工；

5）精加工第二面为槽腔面，此工位的装夹采用专用真空工装，工件以两端定位孔在专用真空工装上定位，以内六方螺栓沉入螺栓孔压紧，并以真空吸附，精加工第二面的加工顺序为两侧缘板高度、两侧缘板宽度、立筋高度、槽腔腹板、两侧缘板内形、立筋厚度、腹板孔，最后分离两侧缘板缺口部位工艺连接板及腹板上的通过孔部位。

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