[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

说明书

本发明属于工艺装备设计及制造技术领域，提供了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。该方法根据模板型面的特征属性，将整块模板分成不同的小型块，需要数控加工的型块通过数控机床加工出型面，型面留足整体加工余量供后期整体加工使用，并加工出焊接坡口，标记特征符号加以区分各个小型块；各型块加工完成后，根据支撑结构支撑面及各型块的标记整体拼接；拼接完成后施焊，注意控制变形与气密性。本发明在原来单一的人工加工方案上，引入数控加工，简化了模板的制造过程，降低制造难度，减少人工工作量，提升成型型面的精度，提高了复合材料零件生产的质量，缩短制造周期。

技术领域

本发明属于工艺装备设计及制造技术领域，涉及一种金属制复合材料壁板类工装异形模板的成型制造方法。

背景技术

如图1所示，复合材料壁板类工装由模板(图2所示)与支撑结构(图3所示)组成，普通简单工装的制造材料为Q235-A.F钢。其中，支撑结构一般为板材插接或钢管骨架，制造比较容易；而模板的成型制造非常困难，目前模板的加工方法比较单一，主要靠人工冷热加工，该方法笨重、工作量大、型面不均匀、成型精度低，对于异形型面模板的加工更加困难。

基于此，本发明提供了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，将模板型面的变化进行区域划分，划分后简单的型面可以人工来完成，复杂的异形型面可以通过数控加工的方式加工，降低了异形型面模板的制造难度，减少人工工作量，提升成型型面的精度，缩短制造周期。

发明内容

为了实现上述目的，本发明提供了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。该方法根据模板型面的特征属性，将整块模板分成不同的小型块，需要数控加工的型块通过数控机床加工出型面，型面留足整体加工余量供后期整体加工使用，并加工出焊接坡口，标记特征符号加以区分各个小型块；各型块加工完成后，根据支撑结构支撑面及各型块的标记整体拼接，要求保证拼接位置正确、各型块间隙及整体型面均匀；拼接完成后施焊，注意控制变形与气密性。该方法在原来单一的人工加工方案上，引入数控加工，简化模板的制造过程，降低制造难度，减少人工工作量，提升成型型面的精度，缩短制造周期。

本发明的技术方案为：

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，包括以下步骤：

S1模板型块划分

分析模板型面特征，根据型面特征及加工难度，将模板型面划分为型块A1、型块B2、型块C3三个区域。其中，型块A1区域为矩形平板结构，其长度方向的一侧面设有凹槽；只需要对其厚度尺寸和焊接坡口进行加工就可以完成组焊前的加工；型块B2区域两端分别嵌在型块A1和型块C3的凹槽中，类似簸箕形的结构，型面突变剧烈、尺寸小、难以弯折，通过数控加工比较容易获得；型块C3区域整体上大致为纵向发散的锥面结构，区域比较大，型面变化平缓，有一定规律，热压成型比较容易。综合各区域特点划分，其中人工加工区域型块为型块A1和型块C3；数控加工区域型块为型块B2，该区域突变剧烈，过度空间狭小，不利于人工成型，若强制人工成型，则型面不规范、不均匀，工作量巨大且焊缝密集，漏气风险很大。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

数控型块B2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B2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个铣刀直径。

2)数控加工