CN105081677A - 密集筋条结构整体壁板类零件加工方法 - Google Patents

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林硕
高艳杰
杨金鑫
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明属于机械加工技术领域，特别是涉及一种整体壁板类零件加工方法。密集筋条结构整体壁板类零件加工方法，其特征是，本方法的步骤如下：毛料下料→纤维破坏→自然时效→粗加工→自然时效→半精加工→自然时效→在线检测→数控程序修正→精加工→尺寸检验→后续工序→交付。本发明变形量大幅下降，零件批量生产状态稳定，可以保证在工程图样或设计的接收范围内，可以单一机床多件流水作业，大大提高了生产效率，并保证工艺的可复现性。

Description

密集筋条结构整体壁板类零件加工方法
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，特别是涉及一种整体壁板类零件加工方法。
背景技术
单面型面，单面结构形式的整体机加壁板类零件是飞机研制中采用的重要结构之一，多用于飞机的机翼等关键部位。大型壁板由于尺寸大，加工去除率很高(95％材料去除率)，对加工过程中的变形进行控制是非常重要的。现有加工过程连续工艺过程中整体机加壁板产品靠分多次余量去除、开型腔槽加工、分层加工和工装夹持定位，材料内部应力及传统加工方案加工应力未充分释放出，短时间不能出现最大变形(翘曲、扭转等)，但放置一段时间残余后应力释放，零件状态将会出现较大变形，装配状态将存在较大应力，影响航空产品质量。
发明的内容
发明的目的
利用现有技术条件最少使用专用加工工装及设备的情况下，重新设计了一套可靠地整体壁板件加工方案。
发明的技术方案
密集筋条结构整体壁板类零件加工方法，本方法的步骤如下：
毛料下料→纤维破坏→自然时效→粗加工→自然时效→半精加工→自然时效→在线检测→数控程序修正→精加工→尺寸检验→后续工序→交付。
所述的纤维破坏为：毛料表面开45°交错铣削槽沟。
所述的自然时效为：时间为14天，放置时保证零件至少有三个支撑面，第八天后翻面自然时效。
所述的粗加工要求进行两次，第一次距零件本体留8至15mm余量，第二次3至5mm，粗加工后保证型面两侧余量一致。
所述的每道加工工步间时间间隔控制在24小时内。
发明的效果
通过从原材料(层压板材)应力的消除入手，在加工前将导致零件变形(翘曲、扭转等)的应力释放减小到最小。再通过工艺方案的合理设置，并结合在线检测和时效控制，克服壁板类零件的加工变形大和不稳定现象，将壁板类零件的工艺方案固定下来，较少了工艺人员的方案确定制定时间，提高生产效率，并提高了产品质量和合格率。
具体实施工艺流程完全按照本方案实施，实验效果良好制，变形量大幅下降，零件批量生产状态稳定，可以保证在工程图样或设计的接收范围内，可以单一机床多件流水作业，大大提高了生产效率，并保证工艺的可复现性。
附图说明
图1折线示意图；
图2零件型面真空吸附工装形式示意图；
图3零件在型面真空吸附工装上状态示意图。
具体实施方式
密集筋条结构整体壁板类零件加工方法，本方法工艺条件如下：
加工设备：数控五坐标加工机床(高速铣切机床)；
工装设备：真空吸附工装(平面及零件外形型面各一套)及压板夹具；
软件配置：线加工检测软件PowerInspector及CATIAV5；
工程图样要求：腹板和筋条厚度公差为±0.15mm，筋条高度公差为±0.2mm，型面装配位置轮廓度要求0.5mm，翘曲不大于5mm，不允许有鼓动；
毛料选择：其毛料采用全尺寸的大型预拉伸铝合金板材。
密集筋条结构整体壁板类零件加工方法，本方法的步骤如下：
毛料下料→纤维破坏→自然时效→粗加工→自然时效→半精加工→自然时效→在线检测(真空吸附工装及零件半成品)→数控程序修正→精加工→尺寸检验→后续工序→交付。
本方案针对纤维破坏后、粗加工、粗加工及半精加工后、零件加工周转放置的工艺时间和放置要求进行了合理化的控制和要求，主要内容要求如下：
本方案纤维破坏采用沿纤维方向45°交错铣削槽沟，相对传统开大余量槽腔方式相比，去除量减少，释放应力效果相当，对于任何筋条密集程度的结构形式均适用，交错槽沟示意图如图1；由于零件两侧金属去除率不同，且根据设计给定的毛料尺寸较小，最大限度增加无立筋面加工余量，并采用毛料纤维破坏对立筋面进行折线(折线角小于45°)，折线避让零件体，并尽量对称进行排列。
粗加工要求进行两次，第一次距零件本体留8至15mm余量，第二次3至5mm，粗加工后保证型面两侧余量一致。
去除余量纤维破坏后、粗加工、粗加工及半精加工工序之间要保证足够的自然失效时间，自然时效时间为14天(至少三个支撑面，第八天后翻面自然时效)，每道加工工步间时间间隔控制在24小时内。
零件加工、待检等停放状态需控制放置方式和时间。零件停放状态需平放在枕木(至少三个支撑面，精加工后禁止放在枕木上)或平板(或专用)转运车上；真空吸附工装采用全尺寸型面工装，精加工结构面时对真空吸附工装型面进行一次维修，根据理论型面编制数控程序，对工装型面进行精加工，加工量控制在0.20mm厚度以内，保证精加工时工装型面状态良好。
型面和内腔精加工要分多次完成，每次加工之前要检查工艺辅助支撑面的变形情况，如果有变形要修复工艺辅助支撑；零件精加工后需将零件加工位置(原机床)真空吸附状态及自由状态下对带有立筋面型面进行在线测量，判断加工误差及零件变形情况，并用在线测量软件分析，根据分析结果对最后一步工步程序进行修正和调整，进行最后精加工(修正)加工。
零件加工后须在7日内完成尺寸检验(避免自由放置下，重力作用下变形)。
本方案通过选择某固定翼飞机油箱壁板典型零件作为实验件进行了多件验证实验。具体实施工艺流程完全按照本方案实施，实验效果良好制，变形量大幅下降，零件批量生产状态稳定，可以保证在工程图样或设计的接收范围内，可以单一机床多件流水作业，大大提高了生产效率，并保证工艺的可复现性。

Claims (3)

1.密集筋条结构整体壁板类零件加工方法，其特征是，本方法的步骤如下：
毛料下料→纤维破坏→自然时效→粗加工→自然时效→半精加工→自然时效→在线检测→数控程序修正→精加工→尺寸检验→后续工序→交付；
所述的纤维破坏为：毛料表面开45°交错铣削槽沟；
所述的自然时效为：时间为14天，放置时保证零件至少有三个支撑面，第八天后翻面自然时效。
2.如权利要求1所述的密集筋条结构整体壁板类零件加工方法，其特征是，所述的粗加工要求进行两次，第一次距零件本体留8至15mm余量，第二次3至5mm，粗加工后保证型面两侧余量一致。
3.如权利要求1所述的密集筋条结构整体壁板类零件加工方法，其特征是，所述的每道加工工步间时间间隔控制在24小时内。
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