一种钛合金薄板加工变形控制方法与流程

本发明属于机械制造技术领域，具体涉及一种钛合金薄板类零件加工变形控制方法。

背景技术：

钛合金零件具有强度高而密度又小、韧性和抗蚀性好、耐热性高等特点，其机械性能优良，因此越来越广泛地用于飞机制造。随着飞机性能的进一步提升，飞机的设计对零件的重量要求越来越高。钛合金薄板类零件既具有较好的机械性能，又符合飞机的轻量化设计要求。

钛合金零件数控精加工前一般要先进行数控修面，使零件具有较好的表面质量再对零件进行数控内外形的精加工，达到较高的加工精度并保证尺寸到位。

钛合金薄板类零件一般的加工方案为数控修面至零件最厚处的厚度，再进行热成形，将平板类零件变成曲面形状的零件，最后对曲面形的零件所有腹板内外形加工到位加工成零件的最终成品。由于零件为薄板类零件，数控修面过程中由于零件不平容易导致零件尺寸超差、表面质量差等，从而影响后面的成形及精加工过程。因此，控制薄板类零件修面过程中的变形情况具有非常积极的作用。

为满足钛合金薄板类零件修面要求，保证零件加工质量及加工过程的稳定性，目前常规的方法是先搭压板铣出压板槽，再拆掉已搭压板重新在新铣出的压板槽处搭压板修面。然而这种方法存在以下的局限性：

（1）通过在零件周边搭压板，零件周边的加工变形虽然能够得到一定的控制，但是仍有些部位会由于压紧状态不到位造成加工出的零件表面质量不好，尺寸超差；

（2）搭上压板后，零件中间区域的压紧状态得不到保证，零件中间区域容易拱起，最终造成中间区域的尺寸超小、表面质量不好；

（3）加工第一面时由于压紧状态不到位，第一面没有修平，以未修平的第一面作为基准面与工作台贴合，极易造成第二面加工完后尺寸不到位。

技术实现要素：

本发明的目的是针对目前钛合金薄板类零件数控铣削修面过程中变形控制的缺陷，发明的一种用于钛合金薄板类零件数控修面铣削加工过程中变形控制的方法。

本发明主要通过以下技术方案实现：

一种钛合金薄板加工变形控制方法，步骤为：

步骤s1：将薄板零件的毛坯装夹，搭压板压紧毛坯，铣出所有的压板槽、钻压紧孔并锪窝；

步骤s2：检查零件底面与工作台的间隙，根据间隙值增加垫块；

步骤s3：在步骤s1中铣出的压板槽处搭压板，在锪窝处压紧螺钉，修平第一面；

步骤s4：以步骤s3中修平的第一面作为基准面与工作台贴合，搭压板铣压板槽，在压板槽处搭压板修平第二面。

所述的压板槽及锪窝深度比待修基准面低0.2mm以上，利于压板压在正确的位置。

所述的钻孔、锪窝，指根据零件的形状，在零件余料区域钻孔、锪窝，通过压紧螺钉压紧，有效控制中间区域的变形情况。

所述步骤s3中在压板槽处搭压板压紧零件后拆除前面步骤s1中的压板。

本发明用于毛坯厚度小于等于10mm的钛合金薄板类零件的加工，在薄板零件加工过程中，搭压板施加预紧力，通过检查零件与基准面的间隙得到零件的变形情况，在间隙处加垫块铣出压板槽及在零件中间余料处钻孔、锪窝，换搭压板，在锪窝处压紧螺钉，修平第一面；翻面搭压板铣压板槽，换搭压板修面到位。

本发明在间隙处加垫块，指搭上压板后检查零件与基准面的间隙，并根据间隙大小增加垫块。

本发明有效解决薄板类零件修面过程中变形难控制，零件的厚度尺寸容易超薄及表面质量不好等问题，避免薄板零件尺寸超差报废，减少零件表面波纹和接刀台阶。

本发明在制备过程中，先压紧薄板零件铣出所有的压板槽，并在零件余料处钻压紧孔锪窝，其中压板槽及锪窝深度要比待修基准面低0.2mm以上，在零件底面与工作台间隙处增加垫块，压紧零件后拆除前面压板防止零件移动导致加工原点不一致，修平第一面；以修平后的第一面作为基准面与工作台贴合，搭压板压紧铣出压板槽，其中压板槽要比待修基准面低0.2mm以上，压板槽处搭压板修平第二面，从而有效地控制薄板零件厚度尺寸。

本发明针对的钛合金薄板类零件的毛坯，有效地解决钛合金薄板类零件修面过程中变形大且不可控的问题，从而使钛合金薄板类零件厚度尺寸得到有效地控制，满足尺寸要求；另一方面，通过加垫块、压板槽及螺钉压紧保证零件定位面与工作台面有较好的接触，减少修面过程中零件的振动，提高零件表面质量，减少钳工打磨零件表面的工作量及加工过程中的人工干预，提高钛合金薄板类零件的加工效率，确保零件的加工质量及加工过程的稳定性。

附图说明

图1为薄板零件搭压板加垫块未开压板槽未钻孔锪窝之前的装夹示意图（图1a为主视图，图1b为俯视图）；

图2为在开出的压板槽处搭压板并压紧螺钉示意图（图2a为主视图，图2b为俯视图）；

图3为翻面加工第二面开压板槽之前的装夹示意图（图3a为主视图，图3b为俯视图）；

图4为在开出的压板槽处搭压板压紧薄板零件毛坯示意图。

其中，1-垫块，2-工作台，3-毛坯，4-最终零件成品，5-压板，6-锪窝，7-螺钉，8-压板槽。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步的说明，但本发明专利并不限于本实例。

实施例1

本发明一种钛合金薄板加工变形控制方法，步骤为：

步骤s1：将薄板零件的毛坯3装夹，搭压板5压紧毛坯3，铣出所有的压板槽8、钻压紧孔并制锪窝6；

步骤s2：检查零件底面与工作台的间隙，根据间隙值增加垫块1；

步骤s3：在步骤s1中铣出的压板槽8处搭压板5，在锪窝处压紧螺钉7，修平第一面；

步骤s4：以步骤s3中修平的第一面作为基准面与工作台2贴合，搭压板5铣压板槽8，在压板槽8处搭压板5修平第二面。

所述的压板槽8及锪窝6深度比待修基准面低0.2mm以上，利于压板压在正确的位置

所述的钻孔、锪窝，指根据零件的形状，在零件余料区域钻孔、锪窝，通过压紧螺钉压紧，有效控制中间区域的变形情况。

所述步骤s3中在压板槽8处搭压板5压紧零件后，拆除前面步骤s1中的压板。

实施例2

如图1所示，零件加工时，本发明方法首先选择零件表面质量较好的一面作为定位面与工作台贴合，在零件四周搭压板压紧薄板零件，压紧之后零件变形情况如图1所示；

如图2所示，然后拆除压板，在铣出的压板槽处搭压板，在锪窝处压紧螺钉，修平第一面；

再翻面，以修平后的第一面作为基准面与工作台贴合，搭压板铣压板槽；

最后，拆除压板，在压板槽处搭压板，修平第二面并保证尺寸到位。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

技术特征：

1.一种钛合金薄板加工变形控制方法，其特征在于，步骤为：

步骤s1：将薄板零件的毛坯装夹，搭压板压紧毛坯，铣出所有的压板槽、钻压紧孔并锪窝；

步骤s2：检查零件底面与工作台的间隙，根据间隙值增加垫块；

步骤s3：在步骤s1中铣出的压板槽处搭压板，在锪窝处压紧螺钉，修平第一面；

步骤s4：以步骤s3中修平的第一面作为基准面与工作台贴合，搭压板铣压板槽，在压板槽处搭压板修平第二面。

2.根据权利要求1所述的一种钛合金薄板类零件加工变形控制方法，其特征在于，所述的压板槽及锪窝深度比待修基准面低0.2mm以上，利于压板压在正确的位置。

3.根据权利要求1所述的一种钛合金薄板类零件加工变形控制方法，其特征在于，所述的钻孔、锪窝，指根据零件的形状，在零件余料区域钻孔、锪窝，通过压紧螺钉压紧，有效控制中间区域的变形情况。

技术总结
本发明公开了一种钛合金薄板类零件加工变形控制方法，先压紧薄板零件的毛坯，检查并测量零件底面与工作台之间的间隙，根据间隙值在间隙处增加垫块，开出压板槽并钻孔锪窝，其中压板槽及锪窝深度比待修基准面低0.2mm以上，再压紧毛坯修平第一面；将修平后的第一面与工作台贴合，压紧毛坯并开出第二面的压板槽，再压紧毛坯修平第二面。本发明可以有效降低钛合金薄板零件的加工误差，避免钛合金薄板零件尺寸超薄，提高薄板零件的加工效率，同时确保钛合金薄板类零件的加工质量和加工过程的稳定性。

技术研发人员：马南峰;李仁政;刘翘楚
受保护的技术使用者：成都飞机工业(集团)有限责任公司
技术研发日：2018.11.22
技术公布日：2020.05.29