一種飛機蒙皮無余量銑切柔性工裝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明創(chuàng)造涉及飛機蒙皮去余量銑切技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種飛機蒙皮無余量銑切柔性工裝及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)飛機蒙皮去余量方法是，將蒙皮毛坯固定在專用切邊模上，工人手工操作切割設(shè)備根據(jù)樣板進(jìn)行切邊，工作勞動量大，切邊精度低。因此采用基于吸盤式柔性工裝(柔性工裝)的蒙皮無余量數(shù)控銑切工藝銑切蒙皮毛坯，能顯著提高銑切質(zhì)量和效率，減少工裝數(shù)量，是實現(xiàn)蒙皮無余量銑切的主要方法。
[0003]但是現(xiàn)有蒙皮無余量數(shù)控銑切工藝所使用的吸盤式柔性工裝大都為最典型柔性工裝結(jié)構(gòu)-臥式三軸，如圖17所示。其存在如下不足:
[0004]1.柔性工裝研制費用高?，F(xiàn)有柔性工裝吸盤的定位精度是由支撐桿的X軸、Y軸、Z軸的定位精度合成。為保證吸盤的定位精度，必須保證支撐桿X軸、Y軸、Z軸的定位精度足夠高，因此現(xiàn)有技術(shù)方案均采用伺服傳統(tǒng)系統(tǒng)保證各軸定位精度。這要求支撐桿每個定位軸至少有一套電源模塊、伺服驅(qū)動器、伺服電機、編碼器、減速機、滾珠絲杠或齒輪/齒條、導(dǎo)軌和接近開關(guān)等組成的伺服傳動系統(tǒng)。按如圖17所示的典型銑切柔性工裝計算需要80套伺服傳動系統(tǒng)，每套系統(tǒng)至少需要1.5萬元，整套系統(tǒng)需要120萬，造成現(xiàn)有柔性工裝制研制費用非常高。
[0005]2.柔性工裝擴展應(yīng)用困難。已有五軸數(shù)控機床很難應(yīng)用現(xiàn)有柔性工裝擴展其蒙皮銑邊加工能力，主要原因是現(xiàn)有銑邊柔性工裝輪廓尺寸大，尤其是高度方向，無法安裝到機床的工作臺上?，F(xiàn)有銑邊柔性工裝吸盤數(shù)量增減擴展困難。若要在現(xiàn)有銑邊柔性工裝上增加吸盤數(shù)量，需增加支撐桿或排架的數(shù)量，需在拖鏈中鋪放新的電源電纜、總線電纜、反饋電纜等;設(shè)置伺服傳動系統(tǒng)驅(qū)動參數(shù);重新編寫上位機形面調(diào)形軟件。這些工作的難度和工作量不亞于重新安裝調(diào)試一套設(shè)備，所以擴展吸盤數(shù)量實際上是不可行的。
[0006]3.柔性工裝對薄壁蒙皮的夾持剛度不足。軍機使用的蒙皮大多為薄蒙皮，在使用現(xiàn)有柔性工裝夾持薄蒙皮進(jìn)行銑切加工時，出現(xiàn)劇烈振動，加工后的蒙皮超差，經(jīng)分析有如下三方面原因造成振動:I)吸盤間距大造成的夾持剛度不足，銑邊柔性工裝夾持工作原理是將蒙皮理論形面離散為一定數(shù)量點陣，點陣的每一個點作為夾持點(吸附點)?，F(xiàn)有柔性工裝支撐桿采用的伺服傳動系統(tǒng)需要較大體積，而且還要保證夾持剛度，造成每個支撐桿外形尺寸較大，進(jìn)而造成點陣的間距大(約300mm?400mm)。這樣大的離散間距很難保證夾持后對薄蒙皮的支撐剛度。2)吸盤可隨動擺動造成的夾持剛度不足，現(xiàn)有柔性工裝的吸盤可以隨動擺動，這會造成吸盤夾持薄蒙皮時對繞其球心的三個轉(zhuǎn)動自由度約束不夠，影響夾持剛度。3)無邊緣夾持裝置造成的夾持剛度不足，現(xiàn)有柔性工裝夾持蒙皮時對蒙皮邊緣線外是不夾持的，造成邊緣線外的蒙皮處于懸臂狀態(tài)，故受切削力時產(chǎn)生較大振動。
[0007]4.蒙皮實際裝夾狀態(tài)與編制數(shù)控程序用的裝配數(shù)模狀態(tài)不一致。I)在實際裝夾狀態(tài)和裝配數(shù)模中，蒙皮與柔性工裝原點坐標(biāo)系的相對位置不一致。柔性工裝裝配孔定位器依靠工人手動完成X軸、Y軸、Z軸、A角、C角的定位鎖緊，各軸定位精度偏差較大，造成實際裝夾完的蒙皮和工裝原點相對位置與裝配數(shù)模中的相對位置不一致，而數(shù)控加工程序依據(jù)三維裝配數(shù)模編制，這將造成加工出的蒙皮與數(shù)模相比會出現(xiàn)整體偏差。2)在實際裝夾和裝配數(shù)模中蒙皮的形面不一致，一方面由于吸盤間距大，以吸盤夾持點作為離散點擬合出的曲面很難與理論形面一致，邊緣相差更大；另一方面柔性工裝的吸盤是可以隨動擺動的，且吸盤的夾持(吸附)是彈性的，這會造成實際的吸盤夾持點與形面離散點不一致，吸附后的形面與理論形面不一致。由于上述四方面的不足，導(dǎo)致該柔性工裝的在實際生產(chǎn)中無法廣泛使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明創(chuàng)造提供一種飛機蒙皮無余量銑切柔性工裝及其使用方法，其具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低，模塊化結(jié)構(gòu)可擴展，對薄壁蒙皮的夾持剛度高，便于推廣應(yīng)用等優(yōu)勢。
[0009]本發(fā)明創(chuàng)造采用的技術(shù)方案為:
[0010]—種飛機蒙皮無余量銑切柔性工裝，具有工裝框架，工裝框架上設(shè)有數(shù)個雙桿支撐單元、數(shù)個四桿支撐單元和數(shù)個基準(zhǔn)支撐單元;所述雙桿支撐單元和四桿支撐單元上裝有球頭鎖緊機構(gòu)，球頭鎖緊機構(gòu)上裝有吸盤或邊夾持器;所述基準(zhǔn)支撐單元上設(shè)有機加零點適配器和裝配孔適配器;所述工裝框架具有底座，底座上設(shè)有連接支架，連接支架上設(shè)有隨形支撐板，所述隨形支撐板和連接支架通過緊固組件和定位銷緊固在底座上;所述隨性支撐板上設(shè)有數(shù)個安裝孔，安裝孔內(nèi)裝有漲緊套，連接桿穿入同軸的安裝孔內(nèi)并通過漲緊套鎖緊，使連接桿與隨形支撐板緊固在一起;所述連接桿上裝有雙桿支撐單元、四桿支撐單元或基準(zhǔn)支撐單元。
[0011]所述的一種飛機蒙皮無余量銑切柔性工裝，所述雙桿支撐單元具有上單元體1、下單元體I和兩個支撐桿I，所述上單元體I和下單元體I通過緊固組件I緊固在一起構(gòu)成單元體I，單元體I的兩端分別設(shè)有與連接桿配合的裝配孔I;所述上單元體I的中部設(shè)有兩個絲母安裝孔I，所述下單元體I的中部設(shè)有兩個通孔I，兩個通孔I分別與兩個絲母安裝孔I相對應(yīng)，所述絲母安裝孔I內(nèi)設(shè)有絲母I并通過絲母緊固件I緊固在上單元體I上；與絲母安裝孔I對應(yīng)的通孔I內(nèi)設(shè)有漲緊套I并通過鎖緊螺母I壓緊，所述支撐桿I的一端通過依次旋入對應(yīng)的絲母1、漲緊套I和鎖緊螺母I安裝在單元體I上，支撐桿I的一端螺接球頭鎖緊機構(gòu)。
[0012]所述的一種飛機蒙皮無余量銑切柔性工裝，所述四桿支撐單元具有上單元體Π、下單元體Π和四個支撐桿Π，所述上單元體Π和下單元體Π通過緊固組件Π )緊固在一起構(gòu)成單元體Π，單元體Π的兩端分別設(shè)有與連接桿配合的裝配孔Π ;所述上單元體Π的中部設(shè)有四個絲母安裝孔Π，所述下單元體Π的中部設(shè)有四個通孔Π，四個通孔Π分別與四個絲母安裝孔Π相對應(yīng)，所述絲母安裝孔Π內(nèi)設(shè)有絲母Π并通過絲母緊固件Π緊固在上單元體Π上；與絲母安裝孔Π對應(yīng)的通孔Π內(nèi)設(shè)有漲緊套Π并通過鎖緊螺母Π壓緊，所述支撐桿π的一端通過依次旋入對應(yīng)的絲母Π、漲緊套Π和鎖緊螺母Π安裝在單元體Π上，支撐桿π的一端螺接球頭鎖緊機構(gòu)。
[0013]所述的一種飛機蒙皮無余量銑切柔性工裝，所述基準(zhǔn)支撐單元具有上單元體m和下單元體m，所述上單元體m和下單元體m通過緊固組件m緊固在一起構(gòu)成單元體m，單元體m的兩端分別設(shè)有與連接桿配合的裝配孔m;所述上單元體m的中部設(shè)有一絲母安裝孔m，所述下單元體m的中部設(shè)有一通孔m，所述通孔m與絲母安裝孔m相對應(yīng)，所述絲母安裝孔m內(nèi)設(shè)有絲母m，絲杠的一端依次穿過絲母m和通孔m安裝在單元體m上，絲杠
(12.1)的另一端通過滑動軸承和螺母壓緊在平板上;所述平板上裝有機加零點適配器和裝配孔適配器。
[0014]所述的一種飛機蒙皮無余量銑切柔性工裝，所述裝配孔適配器通過球頭鎖緊機構(gòu)安裝在壓板上。
[0015]所述的一種飛機蒙皮無余量銑切柔性工裝，所述單元體m上位于絲母安裝孔m的周邊均布設(shè)有四個軸承安裝孔，所述下單元體m上位于所述通孔m的周邊均布設(shè)有四個通孔IV，所述四個通孔IV分別與四個軸承安裝孔相對應(yīng);所述軸承安裝孔內(nèi)設(shè)有直線軸承，與軸承安裝孔對應(yīng)的通孔IV內(nèi)設(shè)有漲緊套m，并通過鎖緊螺母m壓緊，光桿的一端通過依次旋入直線軸承、漲緊套m和鎖緊螺母m安裝在單元體m上，所述平板上設(shè)有與軸承安裝孔對應(yīng)的光孔，光桿的另一端通過作用于對應(yīng)光孔與平板連接。
[0016]所述的一種飛機蒙皮無余量銑切柔性工裝，所述球頭鎖緊機構(gòu)具有機構(gòu)上蓋和機構(gòu)下蓋，所述機構(gòu)上蓋的中部具有一錐面通孔，所述機構(gòu)下蓋的中部具有一錐面凹槽，所述機構(gòu)上蓋和機構(gòu)下蓋通過螺釘和彈性墊圈連接扣合在一起，所述機構(gòu)上蓋的錐面通孔和機構(gòu)下蓋的錐面凹槽