一种化铣样板加工方法与流程

本发明属于工装制造技术，具体涉及一种化铣样板的加工方法。

背景技术：

对尺寸较大的单曲面薄壁类化铣零件，经常是要提供零件的化铣样板和切面样板进行加工的。如图1所示，传统加工化铣样板的工艺方法是按产品图纸或产品数模制造反切内样板，再按反切内样板制造拉伸模胎，并由工人将化铣图形及基准线刻画在模胎上，然后按模胎制造实样，再按实样制造标准样板，接着制造化铣样板，上述化铣样板加工过程中，存在着模胎划线精度、样板移形精度、样板加工精度，样板加工周期过长，费用高等方面的缺陷。

随着生产力的快速发展，原有的这种化铣样板加工方法慢慢变得越来越不能够满足现在的生产需要了，迫切需要一种新的能够快速加工化铣样板的方法来满足现在的生产需要。

技术实现要素：

发明目的：提供一种在保证了曲面外形要求、加工精度的同时，能够大大缩短化铣样板制造周期和有效降低制造成本的加工方法。

技术方案

一种化铣样板加工方法，根据产品数模的工艺信息制取工艺数模，然后根据工艺数模制取平板毛料和切内样板以及PCM图,采用滚弯成型的方式加工单曲度化铣样板的平板毛料得到化铣样板毛坯曲面，其次使用切内样板来检查滚弯成型曲面内形面，合格后数控加工化铣样板毛坯，得到化铣样板半成品，再用切内样板和PCM图进行检测，对合格的化铣样板半成品进行后续处理得到化铣样板。

所述化铣样板的加工方法，PCM图制作过程如下：将工艺数模展开后得到的图形进行投影，再经CAD软件处理得到数模工程图，使用绘图机将数模工程图绘制在明胶板上，添加说明文字，得到的就是所欲需的PCM图。

所述化铣样板的加工方法，切内样板制作过程如下：在工艺数模做出一组平行于曲面宽度方向的平面，平面要求位于化铣区内，再使用该组平面切割工艺数模得到一组平形的双层曲线，使用双层曲线的内层曲线，在各内层曲线上做出化铣区横向边界点的法线，接下来将各内层曲线及其化铣区横向边界点的法线以所取平面为投影平面投影成样板工程图，将样板工程图处理制作成样板图后，按照样板图加工即可得到内形样板。

所述化铣样板的加工方法，曲面内形面检查时：

将经过滚弯成型的化铣样板毛坯凹口向上放置于检验台上，保证化铣样板毛坯沿中心面两侧对称，中心面垂直于检验平台表面，固定好化铣样板毛坯，将切内样板沿平行于化铣样板毛坯一侧宽度方向缓慢竖直放入，边放边注意切内样板与化铣样板毛坯内形面的贴合情况。第一次放置位置距化铣样板毛坯一侧长度方向边缘20～50mm处，下一次放置位置距上一次放置位置300～500mm,直到长度方向另一端；

若切内样板直到完全放置时，过程中没有卡住情况，完全放置后两者之间无缝隙，则为合格；若放置过程中发生卡住现象或完全放置之后有明显缝隙现象，则为不合格。

对合格的化铣样板半成品进行后续处理包括喷漆和打标记。

有益效果

本发明的优点和效果：

1)采用蒙皮滚弯机滚弯成型样板曲面外形，替代了使用拉伸模成型的方式；

2)在能够保证曲面外形、加工精度的同时，可以大大缩短化铣样板的制造周期，能够有效地提高化铣零件的制造效率和节省生产成本；

3)使得化铣样板的加工制造能够批量化，满足现在的生产需要。

附图说明

图1是化铣样板传统加工方法流程图。

图2是本发明化铣样板加工方法流程图。

图3是PCM图及其所含的工艺信息。其中，1-展开外形线，2-化铣余量边界线，3-销钉孔外形线，4-化铣余量视口外形线，5-化铣定位孔外形线。

图4是数控铣切加工得到的化铣样板半成品。

图5是切内样板横向检查剖面示意图。其中，6-样板外形边界线，7-化铣样板半成品剖面，8-化铣样板半成品化铣余量视口，9-切内样板上化铣余量视口横向边界线，10-数控机床柔性支撑。

具体实施步骤

下面就本发明作进一步详细描述。

本发明首先使用蒙皮滚弯机采用滚弯成型的方式加工单曲度化铣样板的平板毛料得到化铣样板毛坯曲面，其次使用切内样板来检查滚弯成型曲面内形的准确性，然后在其确定符合技术要求后使用五坐标数控铣床数控加工化铣样板毛坯料，得到化铣样板半成品，接下来使用切内样板和PCM图检验检查外形线、化铣区余量补加、化铣余量视孔、化铣定位孔、销钉孔等是否相互符合；合格后，对化铣样板半成品进行喷漆，打标记等工序后就得到所要的化铣样板。

本发明化铣样板加工方法在保证曲面外形、加工精度的同时，可以大大缩短化铣样板的制造周期，其流程图如图2所示，包括以下步骤：

1)生产数据准备

生产数据准备阶段最终的结果为：PCM图、切内样板。

(1)根据化铣样板技术条件在产品数模上按要求取制含化铣区余量补加、化铣区余量视孔、化铣定位孔、销钉孔等工艺信息的工艺数模。

(2)PCM图(图3)的制作：将工艺数模展开后得到的图形进行投影，再经CAD软件处理得到数模工程图，使用绘图机将数模工程图绘制在明胶板上，添加说明文字，得到的就是所欲需的PCM图。

(3)切内样板的制作：在工艺数模做出一组平行于曲面宽度方向的平面，平面要求位于化铣区内，再使用该组平面切割工艺数模得到一组平形的双层曲线，只使用双层曲线的内层曲线，在各内层曲线上作出化铣区横向边界点的法线，这就是图5中的切内样板上化铣余量视口横向边界线9的依据。接下来将各内层曲线及其化铣区横向边界点的法线以所取平面为投影平面投影成样板工程图。将样板工程图经过CAD、CAPP软件处理制作成样板图后，工人按照样板图就可以加工得到内形样板。

2)制造化铣样板平板毛料

按工艺数模展开后的外形尺寸制造一块在展开后尺寸的长度及宽度方向均多出100～200mm的厚度为2mm铝板化铣样板平板毛料。

3)滚弯成型

根据从产品数模测得的曲面弯曲半径，在蒙皮滚弯机上设定好参数。使用蒙皮滚弯机直接将化铣样板平板毛料滚弯加工成所需的化铣样板毛坯。

4)检查内形面

将经过滚弯成型的化铣样板毛坯凹口向上放置于检验台上，保证化铣样板毛坯沿中心面两侧对称，中心面垂直于检验平台表面，固定好化铣样板毛坯，将切内样板沿平行于化铣样板毛坯一侧宽度方向缓慢竖直放入，边放边注意切内样板与化铣样板毛坯内形面的贴合情况。第一次放置位置距化铣样板毛坯一侧长度方向边缘20～50mm处，下一次放置位置距上一次放置位置300～500mm,直到长度方向另一端。

若切内样板直到完全放置时，过程中没有卡住情况，完全放置后两者之间也无明显缝隙，这种情况就是合格；若放置过程中发生卡住现象或完全放置之后有明显缝隙现象，这种情况就是不合格，在不合格处用粉笔做上记号。

内形面检查合格后，进入下一步骤；检查不合格重新进行滚弯成型。

5)数控铣切加工

(1)首先将五坐标数控铣床上的柔性支撑调节到符合化铣样板毛坯的外形面，保证柔性支撑凹面沿中心面两侧对称，再将化铣样板毛坯凹口向上缓慢放置在柔性支撑上，使用切面样板再次检查化铣样板毛坯内形面，具体操作如上一步骤中的操作。

检查合格后，进入下一步操作；检查不合格时，调节相对应出的柔性支撑件，使之符合要求。

(2)按照工艺数模编写的数控程序，数控铣切加工化铣样板毛坯，得到化铣样板半成品(如图4)。

6)检验

(1)数控加工完毕，清理完化铣样板半成品上的碎屑后。使用切内样板上化铣余量视口横向边界线9检查化铣样板半成品化铣余量视口8,如图5所示。

将切内样板沿平行于化铣样板半成品宽度方向缓慢竖直放入，直到完全贴合。放置时，要保证两者的中心面重合。第一次放置在化铣余量视孔内侧距化铣余量视孔边缘10～20mm处。接下来放置距上一次30～50mm,直到所有的化铣部位都检查完毕。

贴合后看切内样板上的切内样板上化铣余量视口横向边界线9是否与化铣样板半成品上的化铣区余量补加、化铣区余量视孔沿化铣样板半成品长度方向上的边界线处于一条直线上。

若检查结果处于一条直线上，则数控加工合格；若检查结果不处于一条直线上，则数控加工不合格，需要在下架后人工修型到两者处于一条直线上。

(2)将化铣样板半成品下架后，首先将其凹口朝下轻轻放置于检验台上。再将PCM图平铺于化铣样板外曲面上，检查外形线、化铣区余量补加、化铣区余量视孔、化铣定位孔、销钉孔是否一致。

若所有的边界线重合一致，则表明化铣样板半成品合格，可以进入下一步步骤；若边界线有不重合一致的，则表明化铣样板半成品不合格，需要人工修型，直到所有的边界线重合一致。

7)工人按照样板加工工序在上述加工好的化铣样板半成品上喷漆、打标记，形成最终的化铣样板。

本发明法使用蒙皮滚弯机滚弯成型化铣样板毛坯曲面外形来替换拉伸模成型化铣样板曲面外形，在保证了加工精度的同时，能够大大缩短化铣样板的制造周期，节约生产成本，能够满足快速化加工化铣样板的生产需求。