大型薄壁零件防變形加工工藝

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1、帥hE№m。NCMac№mg高效數(shù)控加工大型薄壁零件防變形加工工藝Anti—-DeformationProcessofMachiningLarge-SizeThinWalledParts中航工業(yè)哈爾濱飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司王家穎王家穎工程師．從事航空數(shù)控加工專業(yè)技術(shù)工作18年．獲4項(xiàng)國(guó)家級(jí)發(fā)明專利。我集團(tuán)公司與歐洲直升機(jī)公司合作生產(chǎn)飛機(jī)的零部件，這其中大部分是薄壁零部件。加工薄壁零件的主要問(wèn)題是加工中出現(xiàn)材料變形的現(xiàn)象，如果被加工的薄壁材料產(chǎn)生了塑性變形，將無(wú)法對(duì)材料進(jìn)行進(jìn)一步的加工。為了生產(chǎn)出合格的飛機(jī)鋁合金薄壁零部件，特別是大型薄壁零部件，我公司進(jìn)行了加工工藝防變形

2、大型薄壁零件防變形加工工藝主要從整體材料加工出成品。有合理的防變形工裝夾具參數(shù)、防變形工藝安排和程序編制策略。其目的是減少薄壁結(jié)構(gòu)件變形量，提高加工質(zhì)量。的深人研究，研究出了切實(shí)可行的防變形加工工藝，并已成功加工出了優(yōu)質(zhì)的大型飛機(jī)薄壁零部件。本文將對(duì)大型飛機(jī)薄壁件的防變形工藝予以詳細(xì)論述。改進(jìn)前的加工工藝以外形尺寸為2200mm×1650mm×70mm、壁厚度為2～01mm的大型薄壁零件為例進(jìn)行說(shuō)明。外形特點(diǎn)為“開(kāi)”字形，具體加工步驟見(jiàn)圖1～圖4，正反和前端面詳細(xì)形狀見(jiàn)圖5．圖7。改進(jìn)前的具體工藝見(jiàn)表1。圖2翻轉(zhuǎn)反面粗加工內(nèi)型腔示意圖圖3零件正面精加工示意圈移禺圖1方料加

3、工外形和鉆定位孔示意圖圖4零件反面精加工示意圖2011年第23／24期·航空制造技術(shù)79圖6零件反面立體圖面帶下陷左側(cè)9個(gè)孔和1個(gè)下陷圈7零件左前面?zhèn)让媪Ⅲw圖改進(jìn)后的工藝1改進(jìn)后工裝夾具防變形措施11措施一設(shè)計(jì)正反兩面加工的真空夾具，為使真空夾具正反兩面與粗加工面的各型腔平面尺寸相吻合且配合準(zhǔn)表1改進(jìn)前的具體工藝確，在CATIA的加工模塊中將仿真后剩余的毛料零件的立體數(shù)模存成egr的格式文件，再用裝配模塊導(dǎo)人工裝設(shè)計(jì)模塊中．進(jìn)行分析比較，用以檢驗(yàn)正反兩面真空夾具與零件的配合吻合情況。12措施二在正面精加工夾具中設(shè)計(jì)的3個(gè)定位孔凸臺(tái)，定位孔為咖12H7，一個(gè)定位孔在“開(kāi)”字

4、形中間，另兩個(gè)孔位置在“開(kāi)”字形的延長(zhǎng)部分，這樣設(shè)計(jì)定位}L成等邊三角形，三點(diǎn)定位穩(wěn)固。在反面的真空夾具上設(shè)坐標(biāo)原點(diǎn)在板料幾何中心．Zo為毛坯上表面【圖1)精銑LF表血i徉證板厚72mm，Hj扣8085銑"盤下鉆定位孔43一西i2．用曲12鉆頭43個(gè)定位孔數(shù)多．易產(chǎn)生過(guò)定位；在這個(gè)工步粗銑料外形，翻轉(zhuǎn)反面時(shí)易變形鉆4一M16吊環(huán)孔．用西14鉆頭下料粗銑外形，用,b2580銑刀；

5、

6、liⅢ坐標(biāo)味點(diǎn)在^．j_!』孔qI心，二為毛坯l二表向¨割2)下第粗加工反面各型腔．留余量5ram．用毋2583銑刀世標(biāo)啄點(diǎn)放n．左也扎定位，加I‘內(nèi)彤腔時(shí)．易產(chǎn)生-4,l左右內(nèi)彤崆壁厚小均的珊

7、象加【。往接筋匍；抒和外肜，留余量5n㈣．用曲2080銑7】坐標(biāo)原點(diǎn)在板料左側(cè)西20H7孔中心，Zo為毛坯上表面(【主j3)租加【I內(nèi)形腔．留余量5ram．用咖29113銑川粗加工外形．留余量5ram，用西2580銑刀精加半精

8、lIf【l__fll精抓I’外肜．川擊2083銑7】工在這工步精銑內(nèi)形，無(wú)騎變形措施．零件加1_=易出第半精加工內(nèi)彤．留余量O．5ram．用壬1684銑刀現(xiàn)內(nèi)形腔薄壁不均的現(xiàn)象．變形量在0．2—0．5mra之聞；—J精加I：內(nèi)形．用曲161{4銑刀無(wú)真空夾具約束調(diào)整零件變形的方法面清角和精銑立筋．用西1084銑刀精銑內(nèi)彤底嘶，內(nèi)}f三刪壁留o5咖n

9、．J{{】咖Ifll{4銑u清根部殘余．用西683銑刀坐標(biāo)原點(diǎn)在板料左側(cè)西20H7eL'I，心．磊斯毛坯F表

10、Ii『(㈣4)半精加工內(nèi)形．冒余量05ram，用曲884銑刀精梢IJI]T內(nèi)形．刷廿161{4銑7J坐標(biāo)原點(diǎn)放到左孔中心j奎1、位置．43個(gè)定位孔不』Jn能完全時(shí)h無(wú)法淵整零什的變'[；量；住圳r之前沒(méi)T清角和精銑立筋，用西884銑刀柯防變形蒯檔措施．ji{現(xiàn)變距；在0．2～o5mm，發(fā)現(xiàn)每個(gè)第精銑內(nèi)形底面．內(nèi)形側(cè)壁留們mn·，盯J曲1684銑玎內(nèi)腔肇厚小均．由J‘零件變形．加1：哺?jìng)?cè)孔的紐錳度二也超差而精加工內(nèi)形側(cè)面。用曲1084銑刀清根部殘余．川咖8R4銑川鉆

11、零件兩側(cè)和上面的孔H叼hElf?tieNcMac№∞高效數(shù)控加工計(jì)3個(gè)定位7L，為西20H7。正反兩面的定位坐標(biāo)系都設(shè)置在兩孔中心連線位置，目的是為了加工時(shí)找正定位容易，而且不容易產(chǎn)生偏置的定位差異，零件出現(xiàn)變形情況，調(diào)整定位方便，同時(shí)也調(diào)整零件在西12和西20定位孔之間的微量變形。13措施三在夾具與零件外形接觸部分設(shè)計(jì)深10ram、寬30mm的溝槽，以利于在采用隨型擺加工零件外形時(shí)，刀具能伸向零件的底部，徹底達(dá)到切干凈曲面外型面尺寸的加工要求。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，工裝基準(zhǔn)平面度要達(dá)到O．02ram的精度要求，由于零件超大，通氣孔需設(shè)計(jì)