CN115488404A - 一种双曲化铣蒙皮的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于工装制造领域，具体涉及一种双曲化铣蒙皮的加工方法；所述方法首先基于双曲蒙皮零件产品数模设计工艺信息，分别设计化铣工艺数模、模胎工艺数模；依据化铣工艺数模，制造拉形化铣模胎；由拉形化铣模胎制造化铣样板毛坯料，并依据化铣工艺数模，将化铣样板毛坯料制造得到化铣样板；使用模胎工艺数模对拉形化铣模胎进行二次加工得到拉形蒙皮模胎；基于拉形化铣模胎制造得到双曲蒙皮毛坯料；使用化铣样板对双曲蒙皮毛坯料进行化铣刻线，并完成双曲蒙皮化铣；使用拉形蒙皮模胎校正化铣变形后的双曲蒙皮；对双曲蒙皮进行热表处理得到合格零件。本发明可以有效加快生产周期，大大降低因加工工艺缺陷造成的零件变形，减低加工成本。
Description
技术领域
本发明属于工装制造技术领域，涉及一种双曲化铣蒙皮的加工方法。
背景技术
蒙皮零件既是保证飞机气动外形，又是飞机的重要受力零件。蒙皮零件尺寸一般较大，形状比较复杂，薄且刚性差。飞机蒙皮有单曲度的，但大多数是双曲度。为减轻重量，在蒙皮零件受力小的位置进行局部厚度的减薄加工。蒙皮零件通常材料为2A12(一般2～4mm左右)，在实际加工中，通常采用铣削、化学铣切等加工方式对凹槽结构进行成形。
目前采用的常规加工存在的问题是：铣削的加工方法的加工时间长，效率较低，对于蒙皮上开口和装配孔的位置精度要求较高，也很难保证精度。化学铣切通常在单曲蒙皮中广泛应用，但对于面积大、曲率变化大的双曲蒙皮零件，要分步加工，效率较低；增加了工艺复杂性；并且外形需要反复校形，严重影响双曲蒙皮化铣零件的加工进度。综上所述，需要一种新的加工方法对双曲化铣蒙皮进行加工。加工过程需要保证零件加工精度，提高效率，缩短加工周期。
发明内容
本发明的目的：为了解决上述现有问题，本发明提供了一种双曲化铣蒙皮的加工方法。在保证原有加工方法优点前提下，实现双曲蒙皮零件进行化铣加工，以解决双曲形变和效率低下的问题。
技术方案：
一种双曲化铣蒙皮的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括如下步骤：
步骤S1，基于双曲蒙皮零件产品数模设计工艺信息，分别设计化铣工艺数模、模胎工艺数模；
步骤S2，依据化铣工艺数模，制造拉形化铣模胎；
步骤S3，由拉形化铣模胎制造化铣样板毛坯料，并依据化铣工艺数模，将化铣样板毛坯料制造得到化铣样板；
步骤S4，使用模胎工艺数模对拉形化铣模胎进行二次加工得到拉形蒙皮模胎；
步骤S5，基于拉形化铣模胎制造得到双曲蒙皮毛坯料；
步骤S6，使用化铣样板对双曲蒙皮毛坯料进行化铣刻线，并完成双曲蒙皮化铣；
步骤S7，使用拉形蒙皮模胎校正化铣变形后的双曲蒙皮；
步骤S8，对双曲蒙皮进行热表处理。
进一步，步骤S1是基于双曲蒙皮零件产品数模设计销钉孔、化铣定位孔、装配定位孔、化铣余量线工艺信息分别设计得到化铣工艺数模、模胎工艺数模，具体包括：
基于双曲蒙皮零件产品数模，从蒙皮理论外形面偏移零件厚度得到模胎基准面，从而设计蒙皮外形线，在模胎基准面上设计添加化铣定位孔、装配定位孔和销钉孔工艺信息设得到计模胎工艺数模；
由模胎基准面偏移得到化铣基准面，由模胎工艺数模中化铣定位孔、装配定位孔和销钉孔工艺信息投影到化铣基准面，再设计添加化铣余量线以及化铣区视口，设计得到化铣工艺数模。
进一步，步骤S2依据化铣工艺数模，制造拉形化铣模胎，具体步骤：
依据化铣工艺数模，设计拉形化铣数模；
根据拉形化铣数模，用数控机床数控加工，制造拉形化铣模胎；
利用激光扫描技术，检查模胎工艺信息，使得模胎达到设计要求。
进一步，步骤S3具体步骤：
由拉形化铣模胎制造化铣样板毛坯料时，铣样板毛坯料贴合拉形化铣模胎，若铣样板毛坯料与拉形化铣模胎不贴合，则进行修合，直至贴合；
在化铣样板毛坯料上由数控机床进行铣切外形、化铣区视口和刻化铣余量线，一次铣切到位，不留人工锉修余量；
在化铣样板上的销钉孔、化铣定位孔、装配定位孔上镶钻套；
在铣样板毛坯料上喷漆，做标记，形成最终化铣样板。
进一步，步骤S4使用模胎工艺数模对拉形化铣模胎进行二次加工得到拉形蒙皮模胎，具体步骤：
依据模胎工艺数模，设计拉形蒙皮数模；
根据拉形蒙皮数模，在拉形化铣模胎上进行二次数控加工，制造拉形蒙皮模胎；
利用激光扫描技术，检查拉形蒙皮模胎的工艺信息，使得拉形蒙皮模胎达到设计要求。
进一步，步骤S6使用化铣样板对蒙皮毛坯料进行化铣刻线，并完成双曲蒙皮化铣，具体步骤：
蒙皮毛坯料首先进行数控铣切外形；
依据化铣样板制造化蒙皮毛坯料上的铣定位孔、装配定位孔、销钉孔，与化铣样板上的销钉孔、化铣定位孔、装配定位孔位置一一对应；
用活动插销将蒙皮毛坯料和化铣样板固定在一起，按化铣样板在蒙皮毛坯料上刻画出化铣余量线；
在蒙皮毛坯料化铣余量线区域内涂上化学原料，根据化铣深度要求不同，进行多次化铣。
进一步，步骤S8中，后续热表处理包括人工时效、渗透、氧化、涂漆、消除应力处理。
进一步，化铣基准面由模胎工艺数模基准面偏移化铣样板的厚度和化铣胶层厚度之和得到。
进一步，化铣余量线为化铣线在化铣基准面上平行一定宽度得到，平行的宽度为化铣深度乘以腐蚀系数；化铣区视口选择在化铣余量线非直线部分的位置。
进一步，化铣样板材料选用2A12-T4，化铣样板厚度δ为2.0mm；拉形化铣模胎和拉形蒙皮模胎表层为环氧树脂。
有益效果：
本发明提供了一种双曲化铣蒙皮的加工方法。能够有效减少双曲蒙皮零件因化铣加工、热表处等加工过程导致零件变形，保证加工准确性；同时解决了双曲蒙皮零件化铣加工方法流程复杂；可以有效提高生产效率，减少工装成本，缩短双曲蒙皮零件制造周期；
附图说明
图1为双曲化铣蒙皮示意图；
图2为模胎基准面和化铣基准面示意图；
图3为化铣样板和化铣模胎。
具体实施方式：
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解：
如图1所示，提供一种双曲化铣蒙皮的加工方法。所述加工方法包括如下步骤：步骤S1，基于双曲蒙皮零件产品数模设计工艺信息，分别设计化铣工艺数模、模胎工艺数模；
具体的，所述步骤S1包括：
步骤S11：基于双曲蒙皮零件产品数模，从蒙皮理论外形面偏移零件厚度得到模胎基准面，从而设计蒙皮外形线，在模胎基准面上设计添加化铣定位孔、装配定位孔和销钉孔工艺信息设得到计模胎工艺数模；化铣基准面由模胎工艺数模基准面偏移化铣样板的厚度和化铣胶层厚度之和得到，如图2所示。
步骤S12：由模胎基准面偏移得到化铣基准面，由模胎工艺数模中化铣定位孔、装配定位孔和销钉孔工艺信息投影到化铣基准面，再设计添加化铣余量线以及化铣区视口，设计得到化铣工艺数模。需要说明的是，化铣余量线为化铣线在化铣基准面上平行一定宽度得到，平行的宽度为化铣深度乘以腐蚀系数，多次化铣无需依次计算化铣余量线，避免重复工作。需要说明的是，化铣区视口选择在化铣余量线非直线部分的位置，可以直观检测化铣是否合格。
步骤S2，依据化铣工艺数模，制造拉形化铣模胎；
具体的，所述步骤S2包括：
步骤S21：依据化铣工艺数模，设计拉形化铣数模；
步骤S22：根据拉形化铣数模，用数控机床数控加工，制造拉形化铣模胎；
步骤S23：利用激光扫描技术，检查模胎工艺信息，使得模胎达到设计要求。
步骤S3，由拉形化铣模胎制造化铣样板毛坯料，并依据化铣工艺数模，将化铣样板毛坯料制造得到化铣样板；
具体的，所述步骤S3包括：
步骤S31：由拉形化铣模胎制造化铣样板毛坯料时，铣样板毛坯料贴合拉形化铣模胎，若铣样板毛坯料与拉形化铣模胎不贴合，则进行修合，直至贴合；
步骤S32：在化铣样板毛坯料上由数控机床进行铣切外形、化铣区视口和刻化铣余量线，一次铣切到位，不留人工锉修余量；
步骤S33：在化铣样板上的销钉孔、化铣定位孔、装配定位孔上镶钻套；
步骤S34：在铣样板毛坯料上喷漆，做标记，形成最终化铣样板。
需要说明的是，铣切外形、化铣区视口和刻化铣余量线时，一次铣切到位，不留人工锉修余量，能够提高加工精确度，减少加工时长。
需要说明的是，化铣样板材料选用2A12-T4，化铣样板厚度δ为2.0mm。能较好随曲度弯曲，同时能够保证良好的刚性。
步骤S4，使用模胎工艺数模对拉形化铣模胎进行二次加工得到拉形蒙皮模胎；
具体的，所述步骤S4包括：
步骤S41：依据模胎工艺数模，设计拉形蒙皮数模；
步骤S42：根据拉形蒙皮数模，在拉形化铣模胎上进行二次数控加工，制造拉形蒙皮模胎；
步骤S43：利用激光扫描技术，检查拉形蒙皮模胎的工艺信息，使得拉形蒙皮模胎达到设计要求。
需要说明的是，所述步骤S2和S4中的拉形化铣模胎和拉形蒙皮模胎表层有环氧树脂。耐化学品性良好，漆膜附着力强，具有良好的耐热性和电绝缘形，漆膜保色性较好，容易塑形和刻线。
步骤S5，基于拉形化铣模胎制造得到双曲蒙皮毛坯料；
步骤S6，使用化铣样板对双曲蒙皮毛坯料进行化铣刻线，并完成双曲蒙皮化铣；
具体的，所述步骤S6包括：
步骤S61：蒙皮毛坯料首先进行数控铣切外形；
步骤S62：依据化铣样板制造化蒙皮毛坯料上的铣定位孔、装配定位孔、销钉孔，与化铣样板上的销钉孔、化铣定位孔、装配定位孔位置一一对应；
步骤S63：用活动插销将蒙皮毛坯料和化铣样板固定在一起，按化铣样板在蒙皮毛坯料上刻画出化铣余量线；
步骤S64：在蒙皮毛坯料化铣余量线区域内涂上化学原料，根据化铣深度要求不同，进行多次化铣。
步骤S7，使用拉形蒙皮模胎校正化铣变形后的双曲蒙皮；
步骤S8，对双曲蒙皮进行热表处理。
需要说明的是，所述步骤S8中，后续热表处理包括人工时效、渗透、氧化、涂漆处理。能够消除加工工艺造成的各种缺陷，消除偏析、降低消除内应力，延长零件的使用寿命。
综上所述，本发明属于工装制造领域，具体涉及一种双曲化铣蒙皮的加工方法。所述方法首先在产品数模上添加销钉孔、化铣定位孔、装配定位孔、化铣余量线等工艺信息分别得到化铣工艺数模、模胎工艺数模；基于化铣工艺数模，制造拉形化铣模胎；由拉形化铣模胎制造化铣样板毛坯料，依据化铣工艺数模，运用数控手段精确加工化铣样板；依据模胎工艺数模对拉形化铣模胎进行二次加工得到拉形蒙皮模胎，由拉形化铣模胎得到双曲蒙皮毛坯料；依据化铣样板对双曲蒙皮进行化铣刻线，并完成双曲蒙皮化铣；按拉形蒙皮模胎修整零件化铣变形；再进行渗透、氧化、涂漆等后续热表处理得到合格零件。本发明可以有效加快生产周期，大大降低因双曲蒙皮零件因化铣加工、热表处等加工过程导致零件变形，保证加工准确性；同时解决了双曲蒙皮零件化铣加工方法流程复杂；可以有效提高生产效率，减少工装成本，缩短双曲蒙皮零件制造周期。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种双曲化铣蒙皮的加工方法，其特征在于，所述加工方法包括如下步骤：
步骤S1，基于双曲蒙皮零件产品数模设计工艺信息，分别设计化铣工艺数模、模胎工艺数模；
步骤S2，依据化铣工艺数模，制造拉形化铣模胎；
步骤S3，由拉形化铣模胎制造化铣样板毛坯料，并依据化铣工艺数模，将化铣样板毛坯料制造得到化铣样板；
步骤S4，使用模胎工艺数模对拉形化铣模胎进行二次加工得到拉形蒙皮模胎；
步骤S5，基于拉形化铣模胎制造得到双曲蒙皮毛坯料；
步骤S6，使用化铣样板对双曲蒙皮毛坯料进行化铣刻线，并完成双曲蒙皮化铣；
步骤S7，使用拉形蒙皮模胎校正化铣变形后的双曲蒙皮；
步骤S8，对双曲蒙皮进行热表处理。
2.根据权利要求1所述的双曲化铣蒙皮加工方法，其特征在于，步骤S1是基于双曲蒙皮零件产品数模设计销钉孔、化铣定位孔、装配定位孔、化铣余量线工艺信息分别设计得到化铣工艺数模、模胎工艺数模，具体包括：
基于双曲蒙皮零件产品数模，从蒙皮理论外形面偏移零件厚度得到模胎基准面，从而设计蒙皮外形线，在模胎基准面上设计添加化铣定位孔、装配定位孔和销钉孔工艺信息设得到计模胎工艺数模；
由模胎基准面偏移得到化铣基准面，由模胎工艺数模中化铣定位孔、装配定位孔和销钉孔工艺信息投影到化铣基准面，再设计添加化铣余量线以及化铣区视口，设计得到化铣工艺数模。
3.根据权利要求1所述的双曲化铣蒙皮加工方法，其特征在于，步骤S2依据化铣工艺数模，制造拉形化铣模胎，具体步骤为：
依据化铣工艺数模，设计拉形化铣数模；
根据拉形化铣数模，用数控机床数控加工，制造拉形化铣模胎；
利用激光扫描技术，检查模胎工艺信息，使得模胎达到设计要求。
4.根据权利要求1所述的双曲化铣蒙皮加工方法，其特征在于，步骤S3具体步骤为：
由拉形化铣模胎制造化铣样板毛坯料时，铣样板毛坯料贴合拉形化铣模胎，若铣样板毛坯料与拉形化铣模胎不贴合，则进行修合，直至贴合；
在化铣样板毛坯料上由数控机床进行铣切外形、化铣区视口和刻化铣余量线，一次铣切到位，不留人工锉修余量；
在化铣样板上的销钉孔、化铣定位孔、装配定位孔上镶钻套；
在铣样板毛坯料上喷漆，做标记，形成最终化铣样板。
5.根据权利要求1所述的双曲化铣蒙皮加工方法，其特征在于，步骤S4使用模胎工艺数模对拉形化铣模胎进行二次加工得到拉形蒙皮模胎，具体步骤为：
依据模胎工艺数模，设计拉形蒙皮数模；
根据拉形蒙皮数模，在拉形化铣模胎上进行二次数控加工，制造拉形蒙皮模胎；
利用激光扫描技术，检查拉形蒙皮模胎的工艺信息，使得拉形蒙皮模胎达到设计要求。
6.根据权利要求1所述的双曲化铣蒙皮加工方法，其特征在于，步骤S6使用化铣样板对蒙皮毛坯料进行化铣刻线，并完成双曲蒙皮化铣，具体步骤为：
蒙皮毛坯料首先进行数控铣切外形；
依据化铣样板制造化蒙皮毛坯料上的铣定位孔、装配定位孔、销钉孔，与化铣样板上的销钉孔、化铣定位孔、装配定位孔位置一一对应；
用活动插销将蒙皮毛坯料和化铣样板固定在一起，按化铣样板在蒙皮毛坯料上刻画出化铣余量线；
在蒙皮毛坯料化铣余量线区域内涂上化学原料，根据化铣深度要求不同，进行多次化铣。
7.根据权利要求1所述的双曲化铣蒙皮加工方法，其特征在于，步骤S8中，后续热表处理包括人工时效、渗透、氧化、涂漆、消除应力处理。
8.根据权利要求2所述的双曲化铣蒙皮加工方法，其特征在于，化铣基准面由模胎工艺数模基准面偏移化铣样板的厚度和化铣胶层厚度之和得到。
9.根据权利要求2所述的双曲化铣蒙皮加工方法，其特征在于，化铣余量线为化铣线在化铣基准面上平行一定宽度得到，平行的宽度为化铣深度乘以腐蚀系数；化铣区视口选择在化铣余量线非直线部分的位置。
10.根据权利要求1所述的双曲化铣蒙皮加工方法，其特征在于，化铣样板材料选用2A12-T4，化铣样板厚度δ为2.0mm；拉形化铣模胎和拉形蒙皮模胎表层为环氧树脂。
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