[发明专利]一种在不规则曲面零件上打格栅孔的定位夹具和加工方法

说明书

技术领域

本发明创造涉及到一种在不规则曲面零件上打格栅孔的定位夹具及加工方法，用于飞机表面隐身格栅零件的装夹定位与加工，属于特种工艺电火花加工领域。

背景技术

随着飞机性能的不断提高，新型科研战机开始使用新材料、新技术或新型结构形式的零件产品，如某新型飞机上选用铝合金材料双曲面结构格栅板，分别安装在飞机的进气道外壁板上、后机身、燃油系统。此格栅板为一大型曲面薄壁件，格栅板表面布满与板成一定角度(80°或65.25°)的等边菱形孔，孔数甚至多达1300个。

一般在加工零件表面上格栅孔时，多采用普通模具冲切方式，而这种加工方式受零件外形尺寸、厚度及孔数量等因素制约，且普通加工方法加工精度低，适用范围狭窄。针对某飞机不规则曲面零件格栅孔数量多、尺寸精度要求高的特点，普通加工方法已无法加工零件，也难以用激光、电子束、电解、化铣等特种工艺来实现高质量、高效率的加工。

发明内容

本发明创造的目的是提供一种在不规则曲面零件上打格栅孔的定位夹具，此夹具结构简单，加工方便，加工精度高，一次成型。

本发明创造的另一目的是提供一种在不规则曲面零件上打格栅孔的加工方法。

本发明创造采用的技术方案是：一种在不规则曲面零件上打格栅孔的定位夹具：

设有定位支架，定位支架上安装电极组顶板，电极组顶板上端安装连接杆。

设有电极组装置，所述的电极组装置是，双头螺柱将若干单组电极片串联在一起后两端与电极组顶板固定，若干单组电极片之间通过定位垫片定位。优选的，所述的单组电极片是：连接板的两端设有调节孔，双头螺柱穿过调节孔将若干单组电极片串联在一起，若干加工电极与连接板固定，加工电极的型面与待加工格栅孔的形状相同。优选的，双头螺柱的两端通过带肩螺母和锁紧螺母与电极组顶板固定。

设有定位装置，定位装置安装在定位支架的两端，所述的定位装置包括定位销轴、定位平台、移动块和底板；定位销轴穿过定位支架后依次将定位平台和移动块连接后与底板固定。优选的，所述的定位平台上制有定位基准孔Ⅰ。优选的，所述的移动块是，定位部的两端为调节部，调节部和定位部制成一体结构，调节部上设有U型调节槽，定位部上设有定位基准孔Ⅱ。

设有压紧装置，压紧装置一端与底板固定，另一端压紧定位平台。优选的，所述的压紧装置是，包括压紧螺柱、压紧螺母、固定压块、调整螺柱和调整螺母；压紧螺柱和调整螺柱的两端分别与固定压块和底板连接，压紧螺母与压紧螺柱连接，调整螺母与调整螺柱连接。

一种在不规则曲面零件上打格栅孔的加工方法，方法如下：

1)在待加工不规则曲面零件外形两端的边缘各加工一个加工平台，加工平台上制有定位基准孔Ⅲ；

2)将不规则曲面零件的加工平台置于定位平台和移动块之间，调整定位平台和移动块的位置，使定位销轴依次穿过定位支架、定位平台、加工平台和移动块后与底板垂直固定；

3)调节调整螺母，通过底板的上下移动调整单组电极片上的加工电极与零件；

4)调节压紧螺母，使固定压块压紧定位平台；

5)连接杆与机床连接，将定位夹具和零件一起浸入工作液中，并分别与脉冲电源的正、负极相连接，控制下降速度，机床通过连接杆带动电极组装置下降，通过加工电极和零件间的火花放电，在加工电极与零件表面之间形成一个小凹坑，如此周而复始，整体加工电极不断向零件进给，直至穿透零件，在零件表面形成设计的格栅孔；

优选的，脉冲宽度为10-15μs，脉冲间隔为0.5-1.0μs。

优选的，所述的工作液是煤油、矿物油或皂化液。更有选的，所述的工作液是20℃时，粘度为2-3.5×10^-6m²/s、密度为0.75-0.82kg/cm³、燃点＞70℃，芳香烃＜0.5％的煤油。

6)后处理：零件加工完成后，将零件放入专用溶剂中清洗格栅孔内表面的残余腐蚀材料，避免零件在使用过程中产生格栅孔腐蚀，影响飞机隐身性能。

本发明创造采用整体多片式加工电极，首先，按照格栅零件立体模型不规则曲形表面格栅孔排布方式，应用数控线切割设备，一排一排的加工同外形尺寸的电极片。其次，基于电火花加工方式，根据待加工孔的自身布局特点，将加工电极、零件与工装夹具作为一个整体，并随着机床的进给运动保证加工电极与格栅板之间维持电火花加工所需的最小放电间隙，最终将加工电极的形状复制到格栅板上，且一次加工即可完成整个不规则曲面格栅板表面格栅孔的加工。

本发明创造的优点是：