[发明专利]一种飞机复杂结构壁板零件的数控加工方法

说明书

技术领域

本申请涉及飞机制造技术，尤其是一种飞机零件的数控加工，具体是一种飞机复杂结构壁板零件的高效数控加工方法。

背景技术

在飞机装配中，大型壁板零件覆盖在飞机的各类框、梁、接头等零件之上，是构成飞机机翼外形的主要零件。目前，大型飞机机翼壁板的结构普遍趋于整体化、大型化、复杂化，对数控加工设备、装夹方式、刀具性能和编程技术等都有很高的要求。此类壁板零件一面多含复杂槽腔结构、T型筋结构，另一面主要由理论外形面构成，一般采用预拉伸板材直接铣削成型。此类壁板零件结构复杂，数控加工时各处材料去除量不均匀，刀具切削状况复杂，零件易产生应力变形，实际切削速度难以提高，零件加工周期相对较长。

目前，在航空制造企业中，飞机生产任务繁重，生产周期要求严格，尤其在新机型的研制中，结构设计和工艺准备实行并行管理，零件交付时间紧。因此，对于此类复杂结构的壁板零件进行工艺设计时必须充分考虑零件结构、设备能力等因素，制定出一种更加快速高效工艺流程、装夹方案及编程策略，为该类零件的高效数控加工提供解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种飞机复杂结构壁板零件的高效数控加工方法。

1、一种飞机复杂结构壁板零件的高效数控加工方法，该零件一面为多槽腔面，另一面为外型面，其特征在于包含以下步骤：

1)将板状毛料装夹，粗加工槽腔面：

首先根据刀具半径为槽腔转角半径2倍的原则选用刀具，在毛料端头的工艺框区域加工试刀凸台，后续每条程序开始前，先在该试刀凸台上进行刀具校对；然后在零件轮廓外的工艺框上加工出足够数量的应力槽，应力槽的方向与零件的外轮廓垂直，在零件上表面保留足够数量的支撑工艺凸台，该支撑工艺凸台上表面与工艺框上表面为同一平面高度；

2)零件槽腔面粗加工完成后自然时效，然后依次修正工艺框两侧基准平面，进行槽腔面精加工：精铣上表面-精铣筋厚-精铣腹板-精铣腹板下陷-铣圆角。

3)加工理论外形面时，零件与毛料框一起翻面装夹，加工时保证零件腹板厚度，加工零件外轮廓时在零件与工艺框之间保留足够数量的连接点。

4)最后，去除所有支撑工艺凸台和连接点，将零件与工艺框分离。

本发明的有益效果在于：提供一种更加快速高效的工艺流程、装夹方案及编程策略，为该类零件的高效数控加工提供解决方案。

以下结合实施例附图对本申请作进一步详细描述。

附图说明

图1是壁板零件槽腔面加工方法示意

图2是支撑工艺凸台放大示意

图3是壁板外形面加工示意

图中编号说明：1试刀凸台；2零件；3工艺框；4支撑工艺凸台；5应力槽；6连接点。

具体实施方式

参见附图，基于上述发明内容，本发明在某型机的一项整体机翼壁板上进行实施验证。

本发明在实施时，首先分析目标零件的总体结构。该壁板零件2一面为复杂槽腔面并含有T型筋结构，另一面为理论外形面，零件最大轮廓10845mmX470mmX74mm，槽腔转角半径R10，毛料尺寸11200mmX670mmX80mm。

根据刀具半径为槽腔转角半径两倍的原则，槽腔粗加工选用Φ40刀具。第一步，首先在毛料端头工艺框3的安全区域加工试刀凸台1，如图1所示，后续每条程序开始先在试刀凸台上进行刀具校对。

然后在零件轮廓外的工艺框3上加工出足够数量的应力槽，实施例的工艺框两侧全长度范围内加工十六个应力槽5，应力槽5的方向与零件2的外轮廓垂直，应力槽5的宽度有300mm和60mm两种规格，应力槽的槽深均为42mm，相邻应力槽间隔1200mm，如图1所示。

为避免翻面加工时零件悬空，槽腔面加工时在零件中部贯穿全长的竖筋上表面预留九个支撑工艺凸台4，支撑工艺凸台4的尺寸最好为10mmX10mm，间隔尺寸1250mm，保证该支撑工艺凸台4的上表面与工艺框3的上表面同一平面。

零件槽腔面粗加工完成后，自然时效48小时。时效后，依次修正工艺框3两侧基准平面，两侧修正量均不超过1mm。

零件槽腔面精加工选用Φ20刀具进行，加工流程：精铣上表面-精铣筋厚-精铣腹板-精铣腹板下陷-铣锐边圆角。

零件槽腔面精加工完成后，零件与工艺框一起翻面装夹。理论外形面粗加工选用Φ40刀具，精加工选用Φ20R5刀具，精加工过程中保证腹板厚度。

精铣零件外形轮廓选用Φ20R0刀具，在零件2与工艺框3之间保留足够数量连接点，连接点宽度20mm，相邻连接点间距1500mm。

数控加工完成后，由钳工去除所有工艺凸台和连接点，将零件与毛料框分离即可。