專(zhuān)利名稱(chēng)：基于對(duì)剛性結(jié)構(gòu)零件的數(shù)控加工方法和數(shù)控加工夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及航空器制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是針對(duì)飛行器機(jī)身框類(lèi)零件的 數(shù)控加工，也適用于對(duì)類(lèi)似的剛性結(jié)構(gòu)零件進(jìn)行數(shù)控加工所用的加工方法 和數(shù)控加工夾具。
背景技術(shù)：
眾所周知，在數(shù)控加工中對(duì)待加工零件的裝夾定位是影響零件加工質(zhì) 量和加工效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。飛機(jī)的框類(lèi)零件是一種典型的剛性結(jié)構(gòu)零 件，其傳統(tǒng)的裝夾方法大致分為兩種，其一就是指直接在毛料上銑出零件， 直到零件加工完，再與毛料脫離。這種方法的優(yōu)點(diǎn)就是節(jié)約時(shí)間。但是缺 點(diǎn)就是零件與毛料脫離后，零件變形很大，無(wú)法滿足設(shè)計(jì)要求。其二就是 粗加工后，將零件與毛料分離，在半精加工和精加工過(guò)程中通過(guò)工裝進(jìn)行 支撐定位。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是裝夾定位快，較前一種方法零件的變形情況 也有了較好的改進(jìn)，但控制零件變形的效果不好。再就是研制工裝有一定 的周期，且試制過(guò)程中，零件與工裝還有一定的協(xié)調(diào)周期，不能滿足零件 的研制周期。
因此，需要提供一種更加快速、高品質(zhì)的機(jī)身框零件數(shù)控裝夾定位方 法，為機(jī)身框零件的數(shù)控高效加工提供解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于錄供一種剛性結(jié)構(gòu)零件的數(shù)控加工方法和對(duì)剛性結(jié)
構(gòu)零件數(shù)控加:t:的夾具結(jié)構(gòu)。
一種剛性結(jié)構(gòu)零件的數(shù)摔加工方法h該方法暈在零件粗加工后，預(yù)留若干進(jìn)行了特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工藝凸臺(tái)，作為精加工階段裝夾定位的結(jié)構(gòu)。 該方法包含以下主要步驟對(duì)零件坯料進(jìn)行粗加工，粗加工時(shí)在零件外形 輪廓面的周?chē)庸こ龆鄠€(gè)等高的工藝凸臺(tái)，工藝凸臺(tái)與零件的外形輪廓面 之間加工成剛性連接橋，使工藝凸臺(tái)與零件的外形輪廓面之間不間斷連接。 該工藝凸臺(tái)根據(jù)零件結(jié)構(gòu)的不同，均勻分布在零件輪廓的四周，零件結(jié)構(gòu) 比較薄弱的部位適當(dāng)增加工藝凸臺(tái)數(shù)。其次是加工工藝凸臺(tái)的上表面和下
表面，使工藝凸臺(tái)的上表面和下表面分別位于相同的空間基準(zhǔn)平面上；然
后依次在工藝凸臺(tái)的外側(cè)面加工用于壓緊裝夾的連接臺(tái)，用來(lái)壓緊零件；
利用工藝凸臺(tái)外側(cè)的連接臺(tái)將零件裝夾定位在數(shù)控機(jī)床的操作平臺(tái)上；最
后對(duì)零件進(jìn)行精加工后將工藝凸臺(tái)與零件的輪廓線進(jìn)行分離加工。
具有若干優(yōu)于現(xiàn)有機(jī)身框零件加工裝夾方法的優(yōu)點(diǎn)。 一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是通
過(guò)此方法加工出來(lái)的零件變形情況極小，完全能夠滿足零件的裝配要求；
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是大大的減少專(zhuān)用工裝，節(jié)約制造成本、減少工裝
設(shè)計(jì)、工裝制造、工裝管理的諸多工作；第三點(diǎn)就是由于降低裝夾部件的
高度，從而縮短數(shù)控加工刀具的,長(zhǎng)度，提高加工效率和質(zhì)量，同時(shí)， 也減小了刀具與裝夾部件碰撞的可能性，提高了安全性。
還可以極大地發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的性能，實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工的高效銑削，縮短 產(chǎn)品的研制周期，降低產(chǎn)品成本，滿足批量生產(chǎn)的要求，獲得了良好的經(jīng) 濟(jì)效益。
基于相同的發(fā)明思路，本發(fā)明提供一種針對(duì)剛性結(jié)構(gòu)零件進(jìn)行數(shù)控加 工的夾具結(jié)構(gòu)，含有待加工的零件本體和分布在零件本體周邊的多個(gè)工藝 凸臺(tái)，其特征在于所述的工藝凸臺(tái)與零件本體為一體結(jié)構(gòu)，工藝凸臺(tái)的內(nèi)側(cè)與零件本體之間有一剛性連接橋，使零件本體懸掛在多個(gè)工藝凸臺(tái)之間， 工藝凸臺(tái)的外側(cè)有壓緊裝夾的連接臺(tái)。
上述工藝凸臺(tái)同時(shí)用作零件正反兩面精加工的支撐、定位和裝夾。為 了便于在加工中找正基準(zhǔn)定位，實(shí)施中最好將分布在零件本體周邊的工藝 凸臺(tái)的上表面和下表面進(jìn)行精加工，使工藝凸臺(tái)的上表面和下表面分別位 于相同的空間基準(zhǔn)平面上。為了便于固定裝夾，實(shí)施中工藝凸臺(tái)外側(cè)的連 接臺(tái)最好是一種位于工藝凸臺(tái)外側(cè)的側(cè)向凹槽結(jié)構(gòu)，以便利用壓板將工藝 凸臺(tái)壓緊在機(jī)床表面，這樣可以降低裝夾部件的高度，從而縮短數(shù)控加工 刀具的懸伸長(zhǎng)度，提高加工效率和質(zhì)量。
為了在加工中保持對(duì)零件變形的監(jiān)測(cè)和控制，在工藝凸臺(tái)的中心設(shè)計(jì) 有貫通上下表面的定位孔。實(shí)施中一般選擇相距比較遠(yuǎn)的三個(gè)工藝凸臺(tái)的
定位孔進(jìn)行零件的找正定位，通過(guò)采用3個(gè)定位孔定位的過(guò)定位方式，可 以檢査粗加工后零件的變形量。
以下結(jié)合實(shí)施例附圖和對(duì)附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明本身與它的其他目 的和隨之而來(lái)的優(yōu)點(diǎn)將得以更清楚地理解。由于本發(fā)明的上述優(yōu)點(diǎn)，本發(fā) 明方案不局限于實(shí)施例中提供的飛機(jī)機(jī)身框類(lèi)零件，對(duì)剛性結(jié)構(gòu)零件本發(fā) 明具有普遍的適應(yīng)性。


圖1是飛機(jī)機(jī)身框零件在機(jī)床上的裝夾定位的示意圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的局部剖視圖中編號(hào)說(shuō)明l基準(zhǔn)孔、2機(jī)床工作臺(tái)、3 T型鍵槽、4零件本體、5 工藝凸臺(tái)、6工藝凸臺(tái)上表面、7連接件、8連接橋、9側(cè)凹槽、IO壓板、ll千斤頂、12工藝凸臺(tái)下表面。 具體實(shí)施方法
參照?qǐng)D1、圖2示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的定位裝夾視圖和局部剖視 圖?，F(xiàn)結(jié)合附圖對(duì)此發(fā)明進(jìn)行描述。
圖中待加工的零件本體4是飛機(jī)機(jī)身類(lèi)主要承力的框類(lèi)零件，該零件具 有剛性高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)。該類(lèi)零件數(shù)控加工的工藝方案按照首先對(duì)毛 坯料進(jìn)行粗加工、半精加工、精加工安排工序，適當(dāng)安排輔助工序、檢驗(yàn) 工序、特別對(duì)于變形較大的框類(lèi)零件，平面度不好保證，還要適當(dāng)?shù)陌才?時(shí)效工序。
在實(shí)施對(duì)零件坯料進(jìn)行粗加工時(shí)，在零件本體4的周?chē)ㄟ^(guò)粗加工預(yù)留 多個(gè)工藝凸臺(tái)5，每個(gè)工藝凸臺(tái)與零件本體之間不間斷連接，也就是在每一 個(gè)工藝凸臺(tái)與零件本體之間都有一個(gè)剛性連接橋8，該連接橋的寬度最好大 于外形刀具直徑3-5rara余量，連接橋的厚度約為1 / 3零件外形高度即可， 使零件本體通過(guò)該剛性連接橋"懸掛"在周邊工藝凸臺(tái)之間。這樣就通過(guò)
工藝凸臺(tái)對(duì)零件的雙面加工起定位支撐作用，加工過(guò)程中定位基準(zhǔn)面以工 藝凸臺(tái)的上表面6和工藝凸臺(tái)的下表面12為加工定位基準(zhǔn)面。
在正式裝夾前，先在自由狀態(tài)下銑工藝凸臺(tái)上表面和下表面12，目的 在于消除因粗加工變形引起的工藝凸臺(tái)上、下表面無(wú)法在自由狀態(tài)貼實(shí)機(jī) 床工作平臺(tái)的現(xiàn)象，最終使分布在零件本體周邊的工藝凸臺(tái)上、下表面5 和12分別位于相同的空間基準(zhǔn)面上。
為了便于裝夾，在每個(gè)工藝凸臺(tái)側(cè)面設(shè)有側(cè)凹槽9，裝夾時(shí)用壓板10 支撐在工藝凸臺(tái)外側(cè)的側(cè)凹槽9與和千斤頂11上，用螺拴螺母連接件7將壓板固定在機(jī)床工作臺(tái)2的T型鍵槽3上。通過(guò)使用連接件7、壓板10和 千斤頂11使零件裝夾在機(jī)床工作臺(tái)2上。由于側(cè)凹槽9開(kāi)口高度低于零件 和工藝凸臺(tái)表面，所以在加工中能夠有效的縮短刀具懸伸長(zhǎng)度，這一方法 可以有效地的避免因刀具懸伸過(guò)長(zhǎng)造成的加工質(zhì)量問(wèn)題。
零件裝夾完成后，通過(guò)調(diào)整分布在零件兩端和中部的3個(gè)工藝臺(tái)上的 基準(zhǔn)孔1找正零件，確定零件數(shù)控加工的坐標(biāo)系，同時(shí)利用基準(zhǔn)孔校對(duì)零 件裝夾及加工過(guò)程中的變形情況，這樣能夠?qū)⒘慵冃螤顩r進(jìn)行量化測(cè)量， 避免出現(xiàn)零件粗加工所留余量小于零件變形量，后續(xù)加工無(wú)法進(jìn)行的情況。
設(shè)置完成坐標(biāo)系后即可進(jìn)行后續(xù)正常加工，通過(guò)精加工去除零件的加 工余量。零件翻面加工，方法重復(fù)以上內(nèi)容即可。零件精加工后將工藝凸 臺(tái)5和連接橋8與零件外形輪廓分離即可。
本發(fā)明最顯著的優(yōu)點(diǎn)就是利用與零件結(jié)合的工藝凸臺(tái)代替專(zhuān)用工裝， 節(jié)約制造成本。
權(quán)利要求
1、一種剛性結(jié)構(gòu)零件的數(shù)控加工方法，其特征在于包含以下主要步驟對(duì)零件坯料進(jìn)行粗加工，粗加工時(shí)在零件外形輪廓面的周?chē)庸こ龆鄠€(gè)等高的工藝凸臺(tái)，工藝凸臺(tái)與零件的外形輪廓面之間加工成剛性連接橋，使工藝凸臺(tái)與零件的外形輪廓面之間不間斷連接；加工工藝凸臺(tái)的上表面下表面，使工藝凸臺(tái)的上表面和下表面分別位于相同的空間基準(zhǔn)平面上；在工藝凸臺(tái)的外側(cè)面加工用于壓緊裝夾的連接臺(tái)；利用工藝凸臺(tái)將零件裝夾定位在數(shù)控機(jī)床的操作平臺(tái)上；對(duì)零件進(jìn)行精加工后將工藝凸臺(tái)與零件的輪廓線進(jìn)行分離加工。
2、 一種數(shù)控加工的夾具結(jié)構(gòu)，含有待加工的零件本體和分布在 零件本體周邊的多個(gè)工藝凸臺(tái)，其特征在于所述的工藝凸臺(tái)與零件本體為一體結(jié)構(gòu)，工藝凸臺(tái)的內(nèi)側(cè)與零件本體之間有一剛性連接橋，使 零件本體懸掛在多個(gè)工藝凸臺(tái)之間，工藝凸臺(tái)的外側(cè)有壓緊裝夾的連 接臺(tái)。
3、 如權(quán)利要求2所述的夾具結(jié)構(gòu)，其特征在于分布在零件本體 周邊的工藝凸臺(tái)的上表面和下表面分別位于相同的空間基準(zhǔn)平面上。
4、 如權(quán)利要求2或3所述的夾具結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的工藝 凸臺(tái)外側(cè)的連接臺(tái)是一種位于工藝凸臺(tái)外側(cè)的側(cè)向凹槽結(jié)構(gòu)。
5、 如權(quán)利要求2或3所述的夾具結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的工藝 凸臺(tái)的上表面和下表面上設(shè)有定位孔。
全文摘要
本發(fā)明目的在于提供一種剛性結(jié)構(gòu)零件的數(shù)控加工方法和對(duì)剛性結(jié)構(gòu)零件數(shù)控加工的夾具結(jié)構(gòu)。該方法包含以下主要步驟對(duì)零件坯料進(jìn)行粗加工，粗加工時(shí)在零件外形輪廓面的周?chē)庸こ龆鄠€(gè)等高的工藝凸臺(tái)，工藝凸臺(tái)與零件的外形輪廓面之間加工成剛性連接橋，使工藝凸臺(tái)與零件的外形輪廓面之間不間斷連接。該工藝凸臺(tái)根據(jù)零件結(jié)構(gòu)的不同，均勻分布在零件輪廓的四周，零件結(jié)構(gòu)比較薄弱的部位適當(dāng)增加工藝凸臺(tái)數(shù)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)之一就是利用與零件結(jié)合的工藝凸臺(tái)代替專(zhuān)用工裝，節(jié)約制造成本。
文檔編號(hào)B23Q3/06GK101412120SQ20081021227
公開(kāi)日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2008年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月9日
發(fā)明者鵬 周, 周文東, 王俊斌, 鄭小偉, 斌 龔 申請(qǐng)人:西安飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司