一种窄长蒙皮零件加工工装及工艺的制作方法

本发明属于数控加工技术领域，具体涉及一种窄长蒙皮零件加工工装及工艺。

背景技术：

大飞机窄长蒙皮零件为铝锂合金零件，是大型蒙皮搭接处所需的零件，厚度一般为δ1.6mm～δ6.35mm，零件长宽比≥15，属于窄长型蒙皮，且该类零件为曲面薄壁结构双面下陷加工零件。该类零件一方面刚性差，因此需真空吸附加工，但由于机床z轴加工行程有限，且型面真空平台设计复杂、质量大、成本高等原因，不宜采用型面真空吸附加工；另一方面零件材料铝锂合金易被冷却液腐蚀，因此加工过程中尽量不采用切削液，且铝锂合金材料加工参数与铝合金材料加工参数不同。针对窄长蒙皮零件的加工，设计一套适合该类零件加工的真空吸附平台，根据零件特征及加工特性，制定一套合理的工艺加工方案，满足该类零件高效精密加工。

技术实现要素：

本发明所要解决的是现有大飞机窄长蒙皮零件不易加工的技术问题，提供一种窄长蒙皮零件的加工工艺，采用先滚弯后加工下陷的工艺方法从装夹、切削参数、工艺方案等几个方面优化窄长蒙皮加工工艺，解决双面下陷窄长蒙皮装夹及正反两面对接问题，保证窄长蒙皮加工厚度公差及位置公差，防止先加工下陷后滚弯带来的下陷区域开裂问题。

为了解决本发明的技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种窄长蒙皮零件加工工装，包括真空吸附平台1，所述真空吸附平台1上设有工装吊装环2、工装校正孔3、正面吸附加工区域4和反面吸附加工区域5，所述工装吊装环2固定在真空吸附平台1侧边，所述工装校正孔3设置在真空吸附平台1水平中心线两端；所述正面吸附加工区域4上设置工装正面标识孔6和工装正面定位孔7，所述反面吸附加工区域5上设置工装反面标识孔8和工装反面定位孔9；所述正面吸附加工区域4和反面吸附加工区域5周围设有螺钉装夹孔10、压板11和压条12，通过螺钉装夹孔10将压板11压至压条12上；所述正面吸附加工区域4和反面吸附加工区域5上布满通气槽13，所述正面吸附加工区域4和反面吸附加工区域5上设有排气孔14，通过排气孔14排出加工区域通气槽13中的空气；所述正面吸附加工区域4和反面吸附加工区域5边缘设有密封槽15，所述反面吸附加工区域5内设有工装台阶16。

一种窄长蒙皮零件加工工艺，包括以下步骤：

步骤1：定制曲面窄长蒙皮17展平数模，定制零件展平数模，并定制展开数模毛坯状态，包括零件余量18、零件工艺孔19及零件标识孔20位置。

步骤2：窄长蒙皮17下料：根据定制的展开数模毛坯大小下料，并制出工装正面标识孔6、工装正面定位孔7、工装反面标识孔8和工装反面定位孔9。

步骤3：窄长蒙皮17滚弯：按照蒙皮设计状态滚弯成形。

步骤4：装夹窄长蒙皮17：通过工装校正孔3找正真空吸附平台3，以零件工艺孔19为定位基准将窄长蒙皮17装至真空吸附平台1上，通过真空吸附并在零件周围布置压板11来装夹零件，保证零件平面度，保证加工过程吸附稳定性和蒙皮表面吸附力均匀。

步骤5：窄长蒙皮17正面加工：将窄长蒙皮17装夹至正面吸附加工区域4，以工装正面定位孔7及工装表面为加工基准，采用整体硬质合金铣刀将零件厚度加工到位，加工过程不需开切削液，切削参数为普通铝合金加工参数的20％，加工完成后，铣出长度及宽度两方向上的直线作为校验边，并将工装正面定位孔7半径扩大，保证零件加工基准的统一。

步骤6：窄长蒙皮17反面加工：重复步骤4定位装夹窄长蒙皮，将窄长蒙皮17装夹至反面吸附加工区域5，通过校验边校正零件长度及宽度方向的直线度；校正零件后，采用硬质合金铣刀半精加工下陷，加工过程不需开切削液，测量厚度是否均匀，通过半精加工结果，调整加工时刀具的刀长进行精加工，待厚度加工完后，铣切零件外形，留工艺凸台。

步骤7：关真空泵，拆下螺钉及压板11，将零件吊离机床。

步骤8：钳工均匀切断工艺凸台，并对外形进行打光。

优选地，所述步骤5和步骤6中的长度及宽度方向基准铣出后，通过校正两个方向直线度，保证翻面后正反两面零件轮廓和下陷的位置度。

优选地，所述步骤4窄长蒙皮装夹定位方法包括以下步骤：

s1：校正工装，通过工装吊装环2将真空吸附平台1吊至机床上，校正工装校正孔3中心，通过保证直线度来找正工装。

s2：将密封槽15用密封圈填满，滚弯窄长蒙皮1放余量后，通过零件工艺孔19将毛坯放置正面吸附加工区域4/反面吸附加工区域5，使用定位销插入零件工艺孔19和工装正面定位孔7/工装反面定位孔9，找准零件和工装相对位置，将零件由零件工艺孔19处向两端扩充压平，零件周围均匀布置压条12，通过螺钉装夹孔10将压板11压至压条12上，将零件周围用压板11压紧；通过排气孔14将通气槽13中的空气排出，压紧压板11，达到真空吸附效果。

优选地，工装正面标识孔6及反面工装标识孔8用于区分零件装夹方向是否正确，工装台阶16用于反面加工时与正面已加工面贴合。正面加工通常去台阶，反面加工通常存在厚度变化，反面吸附加工区域5通常存在多处工装台阶16，工装台阶16用于窄长蒙皮17已加工面不同厚度层的吸附贴合。

与现有技术相比，本发明获得的有益效果是：

本发明公开的一种窄长蒙皮零件加工工装及工艺，通过采用先滚弯成形再真空吸附展开的加工工艺方法，保证了双面窄长蒙皮加工过程的吸附稳定性；通过设计正反两面长度和宽度基准，能快速满足正反两面加工时零件轮廓和下陷的位置度，实现窄长蒙皮的优质高效加工。

本发明公开的一种窄长蒙皮零件加工工装及工艺，设计了一套模块化的窄长蒙皮装夹工装，满足滚弯蒙皮真空吸附加工的要求，降低了型面真空吸附平台的成本，并减少了工装夹具自身重量和占地面积。

本发明公开的一种窄长蒙皮零件加工工装及工艺，采用模块化装夹工装,在切削过程中，能有效降低铝锂合金的腐蚀问题。同时，真空吸附与模块化工装的合装夹和定位，能实现窄长蒙皮的快速装夹和定位。

附图说明

图1为真空吸附平台示意图。

图2为滚弯窄长蒙皮结构示意图。

图3为展平窄长蒙皮示意图。

附图标记：1、真空吸附平台；2、工装吊装环；3、工装校正孔；4、正面吸附加工区域；5、反面吸附加工区域；6、工装正面标识孔；7、工装正面定位孔；8、反面工装标识孔；9、工装反面定位孔；10、螺钉装夹孔；11、压板；12、压条；13、通气槽；14、排气孔；15、密封槽；16、工装台阶；17、窄长蒙皮；18、零件余量；19、零件工艺孔；20、零件标识孔。

具体实施方式

下面结合附图，对实施例进行详细说明。

参见附图1，一种窄长蒙皮零件加工工装，包括真空吸附平台1，用于装夹加工的窄长蒙皮17。所述真空吸附平台1上设有工装吊装环2、工装校正孔3、正面吸附加工区域4和反面吸附加工区域5，所述工装吊装环2固定在真空吸附平台1侧边，所述工装校正孔3设置在真空吸附平台1水平中心线两端；所述正面吸附加工区域4上设置工装正面标识孔6和工装正面定位孔7，所述反面吸附加工区域5上设置工装反面标识孔8和工装反面定位孔9；所述正面吸附加工区域4和反面吸附加工区域5周围设有螺钉装夹孔10、压板11和压条12，通过螺钉装夹孔10将压板11压至压条12上；所述正面吸附加工区域4和反面吸附加工区域5上布满通气槽13，所述正面吸附加工区域4和反面吸附加工区域5上设有排气孔14，通过排气孔14排出加工区域通气槽13中的空气；所述正面吸附加工区域4和反面吸附加工区域5边缘设有密封槽15，所述反面吸附加工区域5内设有工装台阶16。

参见附图1，真空吸附平台1，用于装夹加工的窄长蒙皮17。工装吊装环2用于运输吊装所述真空吸附平台1，工装校正孔3用于找正真空吸附平台1在机床上的摆放位置，正面工装标识孔6和反面工装标识孔8用于辨别窄长蒙皮17装夹的方向是否正确，螺钉装夹孔10、压板11和压条12用于辅助装夹，压紧加工窄长蒙皮17边缘，正面吸附加工区域4和反面吸附加工区域5中布满了通气槽13，通过排气孔14排出加工区域通气槽13中的空气，从而吸附窄长蒙皮17非加工面，密封槽15用于密封窄长蒙皮17周边，保证加工时吸附好的窄长蒙皮17不会漏气。工装台阶16用于窄长蒙皮17已加工面不同厚度层的吸附贴合，工装反面定位孔9和工装正面定位孔7用于快速定位加工窄长蒙皮17与真空吸附平台1的相对位置。

参见附图1、附图2及附图3，一种窄长蒙皮零件加工工艺，包括以下步骤：

步骤1：定制曲面窄长蒙皮17展平数模，定制零件展平数模，并定制展开数模毛坯状态，包括零件余量18、零件工艺孔19及零件标识孔20位置。

步骤2：窄长蒙皮17下料：根据定制的展开数模毛坯大小下料，并制出工装正面标识孔6、工装正面定位孔7、工装反面标识孔8和工装反面定位孔9。

步骤3：窄长蒙皮17滚弯：按照蒙皮设计状态滚弯成形。

步骤4：装夹窄长蒙皮17：通过工装校正孔3找正真空吸附平台3，以零件工艺孔19为定位基准将窄长蒙皮17装至真空吸附平台1上，通过真空吸附并在零件周围布置压板11来装夹零件，保证零件平面度，保证加工过程吸附稳定性和蒙皮表面吸附力均匀。

步骤5：窄长蒙皮17正面加工：将窄长蒙皮17装夹至正面吸附加工区域4，以工装正面定位孔7及工装表面为加工基准，采用整体硬质合金铣刀将零件厚度加工到位，加工过程不需开切削液，切削参数为普通铝合金加工参数的20％，加工完成后，铣出长度及宽度两方向上的直线作为校验边，并将工装正面定位孔7半径扩大，保证零件加工基准的统一。

步骤6：窄长蒙皮17反面加工：重复步骤4定位装夹窄长蒙皮，将窄长蒙皮17装夹至反面吸附加工区域5，通过校验边校正零件长度及宽度方向的直线度；校正零件后，采用硬质合金铣刀半精加工下陷，加工过程不需开切削液，测量厚度是否均匀，通过半精加工结果，调整加工时刀具的刀长进行精加工，待厚度加工完后，铣切零件外形，留工艺凸台。

步骤7：关真空泵，拆下螺钉及压板11，将零件吊离机床。

步骤8：钳工均匀切断工艺凸台，并对外形进行打光。

优选地，所述步骤5和步骤6中的长度及宽度方向基准铣出后，通过校正两个方向直线度，保证翻面后正反两面零件轮廓和下陷的位置度。

优选地，所述步骤4窄长蒙皮装夹定位方法包括以下步骤：

s1：校正工装，通过工装吊装环2将真空吸附平台1吊至机床上，校正工装校正孔3中心，通过保证直线度来找正工装。

s2：将密封槽15用密封圈填满，滚弯窄长蒙皮1放余量后，通过零件工艺孔19将毛坯放置正面吸附加工区域4/反面吸附加工区域5，使用定位销插入零件工艺孔19和工装正面定位孔7/工装反面定位孔9，找准零件和工装相对位置，将零件由零件工艺孔19处向两端扩充压平，零件周围均匀布置压条12，通过螺钉装夹孔10将压板11压至压条12上，将零件周围用压板11压紧；通过排气孔14将通气槽13中的空气排出，压紧压板11，达到真空吸附效果。

进一步地，工装正面标识孔6及反面工装标识孔8用于区分零件装夹方向是否正确，工装台阶16用于反面加工时与正面已加工面贴合。正面加工通常去台阶，反面加工通常存在厚度变化，反面吸附加工区域通常存在多处工装台阶16。

一种窄长蒙皮零件加工工装及工艺，用于加工铝锂合金窄长蒙皮零件的五轴高速平面真空吸附加工，零件加工过程中刀具不使用切削液，能有效避免由于腐蚀造成的零件故障，同时该套工艺参数能有效保证零件厚度及尺寸。

以上列举的仅是本发明的具体实施例之一。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多类似的改形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明所要保护的范围。