一种快速提高航空梁类产品加工效率的方法及其设备与流程

本发明属于航空产品加工领域，尤其涉及航空梁类产品的加工。

背景技术：

在航空产品制造业中，有大量采用铝合金材料的梁类产品，该类产品结构复杂，因此传统加工工艺是将产品进行正反面分工序进行加工，该加工工艺工序繁琐导致加工效率低下，具体加工工艺流程如下：

领料→装夹固定→数铣(铣厚度、制工艺孔)→数铣(粗铣正面)→数铣(粗铣反面)→自然时效→数铣(精铣基准)→数铣(精铣正面)→数铣(精铣反面)→检验→钳工→包装。

由于加工该类产品的传统加工方法，是采用两面来回翻转铣削的方式完成产品的制造，因此在数铣正反面之间需要多次来回翻转以及重新装夹、定位，效率大大降低。因为，整个制造过程中将待加工的航空梁类零件的压紧方式均采用人工手动压紧的方式(加工时的装夹固定状态如图1所示，待加工的航空梁类零件2平放于机床平台1，由若干个夹持机构3环绕一周固定)，由于手动压紧时各压板压紧力不均匀和产品铣削时产生的残余应力，使产品会产生变形，为消除变形故采用上述工艺流程。因此，由前述可知，采用传统加工方式工序复杂且效率很低，还需大量占用昂贵的加工装备，这类零件的加工已成为该制造领域的技术难题、加工瓶颈，严重制约了我国国防装备制造业的发展。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于：提出一种快速提高航空梁类产品加工效率的方法，该方法可以快速提高航空梁类产品加工效率；

本发明的目的之二在于：采用前述方法的航空梁类产品的加工方法，该方法工序简单效率高；

本发明的目的之三在于：应用于前述方法的适用于航空梁类产品快速定位装夹的装夹工装，采用该装置使得加工航空梁类产品工序简单效率高。

本发明的航空梁类产品是指宽度不超过600mm(即立式安装后产品直立高度不超过600mm)的产品，通常为长条形产品，材料通常为铝合金材料。

本发明目的通过下述技术方案来实现：

一种快速提高航空梁类产品加工效率的方法，利用零点定位装置将待加工的航空梁类零件进行立式装夹，在立式装夹的状态下进行机床加工；立式装夹采用装夹工装将待加工的航空梁类零件以其长度方向水平朝向、宽度方向竖直朝向的状态装夹固定；装夹工装包括零点定位装置和定位固定装置，零点定位装置包括若干对应的零点定位器和定位接头，定位固定装置包括底板和固定于底板上的若干支撑块；待加工的航空梁类零件的长度方向的底边上设有若干定位接头，各定位接头下方分别对应一支撑块，支撑块的顶面设有零点定位器，支撑块侧面还设有容纳驱动零点定位器的压力介质管路通过的管路孔。

一种航空梁类产品的加工方法，由以下步骤组成：

1)领料；

2)装夹固定：利用零点定位装置将待加工的航空梁类零件进行立式装夹，立式装夹采用装夹工装将待加工的航空梁类零件以其长度方向水平朝向、宽度方向竖直朝向的状态装夹固定；

3)数铣，铣厚度、制工艺孔：铣基准平面厚度，保证厚度尺寸及平面度，制定位接头安装孔，保证定位接头安装孔尺寸及垂直度；

4)数铣，粗铣正面：粗铣正面尺寸，粗加工留一定余量，通常为3mm以上；

5)数铣，粗铣反面：粗铣反面尺寸，粗加工留一定余量，通常为3mm以上；

6)数铣，精铣正面：精铣正面尺寸，精加工至所有设计要求尺寸；

7)数铣，精铣反面：精铣反面尺寸，精加工至所有设计要求尺寸；

8)检验：检验设计尺寸；

9)钳工：钳工去毛刺；

10)包装。

本发明的航空梁类产品的加工方法，整个加工过程中只需一次装夹定位来完成产品的双面加工，而无需现有技术中数铣正反面之间多次来回翻转以及重新装夹、定位，同时也无需现有技术的自然时效和数铣(精铣基准)两步工序，粗铣后可以直接进行精铣；同时零件本身也无需如现有技术那样需要有方便夹持机构夹持的环绕零件一周的边框4，而只需要用于零点定位装置定位固定的底部边框41。

一种适用于航空梁类产品快速定位装夹的装夹工装，包括零点定位装置和定位固定装置，零点定位装置包括若干对应的零点定位器和定位接头，定位固定装置包括底板和固定于底板上的若干支撑块；待加工的航空梁类零件的长度方向的底边上设有若干定位接头，各定位接头下方分别对应一支撑块，支撑块的顶面设有零点定位器，支撑块侧面还设有容纳驱动零点定位器的压力介质管路通过的管路孔。

作为选择，底板上设有若干匹配支撑块的支撑块安装槽，支撑块安装固定于支撑块安装槽内。

作为选择，支撑块顶面上设有若干匹配零点定位器的零点定位器安装槽，零点定位器安装固定于零点定位器安装槽内。

作为选择，底板上还设有若干减重固定孔。

前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案；且本发明，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。

本发明的有益效果：

1、缩短工序流程，提高加工效率；

2、缩短加工周期降低成本；

3、装夹定位精准，装卸产品快捷；

4、减少重复装夹工作。

附图说明

图1是现有技术的航空梁类产品加工时的装夹固定状态示意图；

图2是本发明实施例的航空梁类产品加工时的装夹固定状态示意图；

图3是本发明实施例的定位固定装置的结构示意图；

图4是本发明实施例的定位固定装置的底板的结构示意图；

图5是图4的A-A剖视图；

图6是本发明实施例的定位固定装置的支撑块的结构示意图；

图7是图6的A-A剖视图；

图8是图6的仰视图；

其中1为机床平台、2为待加工的航空梁类零件、3为夹持机构、4为边框、41为底部边框、5为零点定位器、6为定位接头、7为底板、8为支撑块、81为管路孔、9为支撑块安装槽、10为零点定位器安装槽、11为减重固定孔。

具体实施方式

下列非限制性实施例用于说明本发明。

参考图2至图8所示，一种快速提高航空梁类产品加工效率的方法，利用零点定位装置将待加工的航空梁类零件2进行立式装夹，在立式装夹的状态下进行机床加工；立式装夹采用装夹工装将待加工的航空梁类零件2以其长度方向l水平朝向、宽度方向w竖直朝向的状态(即立式装夹的立式状态)装夹固定；装夹工装包括零点定位装置和定位固定装置，零点定位装置包括若干对应的零点定位器5和定位接头6，定位固定装置包括底板7和固定于底板7上的若干支撑块8；待加工的航空梁类零件2的长度方向的底边(即底部边框41)上设有若干定位接头6(图中未示出)，各定位接头6下方分别对应一支撑块8，支撑块8的顶面设有零点定位器5(图中未示出)，支撑块8侧面还设有容纳驱动零点定位器5的压力介质管路通过的管路孔81。

零点定位装置可采用现有技术的各种零点定位基准夹具系统。零点定位装置的作用是实现工装夹具与机床之间的快速定位和夹紧，包括两部分：零点定位器(凹头)和定位接头(凸头)，零点定位器通常通过大直径高刚度的滚珠夹紧定位接头，当给零点定位器通入压力介质(液压或者气压)时，滚珠向两侧散开，定位接头可自由进出零点定位器；当切断压力时滚珠向中心聚拢并锁紧定位接头。通常使用情况下，使用时将零点定位器(凹头)安装到机床工作台上，凹头在机床工作台上的位置标记为零点，根据实际加工需要可安装多个定位器凹头(至少2个)；定位接头凸头与夹具、工装或者工件通过定位台阶和螺栓紧固到一起(每个夹具、工装或工件至少安装2个定位接头凸头)。当需要加工某个工件时可直接通过零点定位装置安装到机床工作台上，无需调整位置和找正精度。

一种航空梁类产品的加工方法，由以下步骤组成：

1)领料；

2)装夹固定：利用零点定位装置将待加工的航空梁类零件进行立式装夹，立式装夹采用装夹工装将待加工的航空梁类零件2以其长度方向l水平朝向、宽度方向w竖直朝向的状态装夹固定，参考图2所示；图1中待加工的航空梁类零件2的上、下面分别为正、反面，对应图2中待加工的航空梁类零件2的前、后面。

3)数铣，铣厚度、制工艺孔：铣基准平面厚度，保证厚度尺寸及平面度，制定位接头安装孔，保证定位接头安装孔尺寸及垂直度；

4)数铣，粗铣正面：粗铣正面尺寸，粗加工留一定余量，通常为3mm以上；

5)数铣，粗铣反面：粗铣反面尺寸，粗加工留一定余量，通常为3mm以上；

6)数铣，精铣正面：精铣正面尺寸，精加工至所有设计要求尺寸；

7)数铣，精铣反面：精铣反面尺寸，精加工至所有设计要求尺寸；

8)检验：检验设计尺寸；

9)钳工：钳工去毛刺；

10)包装。

参考图2至图8所示，一种适用于航空梁类产品快速定位装夹的装夹工装，包括零点定位装置和定位固定装置，零点定位装置包括若干对应的零点定位器5和定位接头6，定位固定装置包括底板7和固定于底板7上的若干支撑块8；待加工的航空梁类零件2的长度方向的底边(即底部边框41)上设有若干定位接头6，各定位接头6下方分别对应一支撑块8，支撑块8的顶面设有零点定位器5，支撑块8侧面还设有容纳驱动零点定位器5的压力介质管路通过的管路孔81。作为选择，如本实施例所示，底板7上设有若干匹配支撑块8的支撑块安装槽9，支撑块8通过螺栓等方式安装固定于支撑块安装槽9内。支撑块8顶面上设有若干匹配零点定位器5的零点定位器安装槽10，零点定位器5通过螺栓等方式安装固定于零点定位器安装槽10内。底板7上还设有若干减重固定孔11，既可对底板减重，又可用于底板7和机床平台1的固定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。