[发明专利]复合材料壁板类工装模板的分区数控加工拼接制造方法

权利要求书

1.一种复合材料壁板类工装模板的分区数控加工拼接制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1模板型块划分

根据模板型面特征及加工难度，将模板型面划分为型块A(1)、型块B(2)和型块C(3)三个区域；其中，型块A(1)区域为矩形平板结构，其长度方向的一侧面设有凹槽；型块C(3)区域整体上为纵向发散的锥面结构，型面变化平缓，其一侧面设有凹槽；型块B(2)两端分别嵌在型块A(1)和型块C(3)的凹槽中，其形似簸箕，通过数控加工获得；

人工加工区域型块为型块A(1)和型块C(3)，数控加工区域型块为型块B(2)；将模板的数模进行分割，并做出三个区域和各个防漏块的焊接坡口，底部留2mm直立面；

S2数控型块加工

型块B(2)通过数控加工成型，分为上、下型面的加工和焊接坡口的加工：

1)毛料的建立

根据型面特征确定型块B(2)在数控机床上的摆放姿态，使加工量最小化，毛料外缘尺寸大于两铣刀直径；

2)数控加工

对型块B(2)的上、下型面进行数控加工，加工完成后做型块区分标记；

S3焊接坡口的加工

型块B(2)的坡口在上、下型面加工时已加工完成；型块A(1)的焊接坡口单独加工；型块C(3)的焊接坡口需将型块C(3)随形固定到支撑结构上时加工，此时型块C(3)的加工基准为整个工装的整体加工基准，加工方式与型块B(2)的坡口加工方式相同；

S4普通型块加工

型块A(1)为矩形平板结构，无须成型；型块C(3)通过冷、热加压加工，成型型面，使其与支撑结构型面的贴合面间隙不大于2mm；

S5型块及支撑结构拼接

根据型块A(1)、型块B(2)、型块C(3)的标记和支撑结构的支撑面，确定各型块位置，保证各型块之间间隙均匀，型面整体余量均匀，与支撑结构贴合间隙大的位置进行修研贴合；

S6施焊

氩弧焊打底，根据焊缝情况焊接2-3层，二氧化碳气体保护焊填平，控制变形；每层焊缝焊接前，对上一层焊缝进行彻底打磨，减少焊接气泡、夹渣缺陷，保证气密性；

S7退火去应力

加热至550℃，保温2-4小时，随炉冷却至200℃以下，出炉空冷；

S8校形

根据变形情况确定施压位置，加热加压校平底面，保证平面度在加工余量内；

S9检测加工余量

通过数控机床或激光跟踪仪对模板上表面的加工余量进行检测，要求余量均匀，对于余量差值大的区域进行标记；

S10模板型面修整

通过对检测结果的分析，对标记的余量差值大的区域进行局部修整，使整体余量均匀；

S11整体数控加工

经余量检测、修整完成后，进行整体模板型面加工；

S12测量

通过激光跟踪仪测量，并在工装工具球孔边上靠模板边缘0～30mm范围内打出测量点实际测量值及工具球编号；

S13气密试验

加工完毕后在温度200℃、压力0.7MPa、真空度-0.095Mpa下进行气密试验。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述数控加工过程为：上型面加工时，底面为Z0，压板固定外圈，用R刀通过Roughing命令对型块B(2)内部进行加工，留余量5mm，并支出辅助支撑块，然后通过Zlevel和Contour-driven命令对型块B(2)外形和坡口进行加工，不留余量；下型面加工时，Z0与正面加工时相同，装辅助工具板，压板固定辅助工具板，用R刀通过Roughing命令对型块B(2)进行加工，留余量0.5mm，然后用球刀通过Sweeping命令对型块B(2)与支撑结构的贴合面进行精铣，不留余量；最后用立铣刀通过ProfileContouring命令对型块B(2)外形进行精铣，过切0.8-1mm。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤S11中，所述的整体数控加工过程为：先铣平基准底平面，再用球刀通过Sweeping命令对模板型面进行粗加工，留余量0.8mm；半精加工，留余量0.3mm；精加工，余量0mm；制孔，用立铣刀通过Multi-Axis CurveMachining命令五轴联动加工导气槽；抛光后表面粗糙度Ra1.6，进行数控划线。