解決口框零件化銑臺(tái)階輪廓超差問(wèn)題

解決口框零件化銑臺(tái)階輪廓超差問(wèn)題

摘

要：鈑金零件加工技術(shù)是現(xiàn)代航空制造領(lǐng)域必不可少的技術(shù)，化學(xué)銑切類(lèi)零件是鈑金零件的重要組成部分。本文從改善化學(xué)銑切樣板制造方案角度出發(fā)，綜述了傳統(tǒng)制造方案的現(xiàn)狀以及改進(jìn)后制造方案的優(yōu)勢(shì)，完善零件制造方案，解決零件化銑輪廓超差問(wèn)題。關(guān)鍵詞：飛機(jī)鈑金零件；樣板成形；化學(xué)銑切成形樣板；化銑輪廓；引言對(duì)于飛機(jī)鈑金零件，化學(xué)銑切是一種比較常見(jiàn)的工藝方法，并且大部分都是在零件成形之后進(jìn)行，因此在鈑金零件加工過(guò)程中會(huì)經(jīng)常使用到化學(xué)銑切樣板。依照現(xiàn)有的化學(xué)銑切樣板制造方案，化銑樣板化銑輪廓數(shù)據(jù)，通常是通過(guò)選取三維數(shù)模中內(nèi)外表面或中性層得到的，得到的化銑輪廓的精度會(huì)存在一定的誤差，零件曲率越大、材料厚度越厚，誤差越大，本文所研究的零件，就出現(xiàn)樣板精度不夠?qū)е禄娸喞顖?bào)廢的問(wèn)題如圖1。圖1、零件外形由于樣板無(wú)法保證較高的精度，導(dǎo)致零件化銑輪廓超差，與下一級(jí)裝配件干涉，出現(xiàn)了大概率報(bào)廢的情況，需要一種改善的方案來(lái)解決現(xiàn)有的問(wèn)題。1現(xiàn)有的制造方案1.1方案的內(nèi)容現(xiàn)有的零件加工方案是先下平板毛料，接下來(lái)在零件制造車(chē)間滾彎成形，隨后送到化銑車(chē)間化學(xué)銑切零件，化學(xué)銑切完成后移交回到零件制造車(chē)間五坐標(biāo)銑切外形，最終在噴漆車(chē)間表面處理后，交付給裝配車(chē)間?，F(xiàn)有的化學(xué)銑切成形樣板的設(shè)計(jì)與制造均基于MBD技術(shù)[1],首先，按照基于MBD技術(shù)的數(shù)據(jù)集，進(jìn)行工藝裝備的設(shè)計(jì)與制造，然后，由零件制造廠(chǎng)提供成形后的化銑成形樣板毛坯和零件實(shí)樣，零件實(shí)樣成形后返回工藝裝備制造車(chē)間，利用數(shù)控設(shè)備直接在零件實(shí)樣上，刻出化學(xué)銑切線(xiàn)。最后，制造數(shù)據(jù)中心依據(jù)零件實(shí)樣加工化銑成形樣板。1.2制造的過(guò)程1.2.1實(shí)樣和樣板毛坯的制造在樣板的制造過(guò)程中，由零件制造車(chē)間提供的零件實(shí)樣，代表的是將來(lái)要投產(chǎn)的零件，二者成形方法也完全相同，也就是說(shuō)，除了沒(méi)有進(jìn)行化學(xué)銑切工序加工出化銑槽外，其余部分與將來(lái)投產(chǎn)的實(shí)際零件完全一樣。1.2.2化銑成形樣板的制造與檢驗(yàn)零件制造車(chē)間將實(shí)樣和成形工藝裝備送到工藝裝備制造車(chē)間后，由其依據(jù)劃線(xiàn)制造數(shù)據(jù)集進(jìn)行實(shí)樣的劃線(xiàn)。通常情況下，根據(jù)不同的零件的形狀，和化銑輪廓設(shè)計(jì)情況，以及檢驗(yàn)用工藝裝備的設(shè)計(jì)情況，制造數(shù)據(jù)中心會(huì)通過(guò)截取零件三維實(shí)體內(nèi)表面或外表面選取劃線(xiàn)制造數(shù)據(jù)集。劃線(xiàn)完成后，工藝裝備制造車(chē)間對(duì)劃線(xiàn)結(jié)果與劃線(xiàn)依據(jù)進(jìn)行符合性檢查，隨后由制造數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)將劃線(xiàn)后的實(shí)樣調(diào)回并對(duì)于劃線(xiàn)結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確性檢查，若不符合劃線(xiàn)依據(jù)，通知零件制造車(chē)間后退回返修。數(shù)據(jù)制造中心按照工藝裝備制造車(chē)間的數(shù)控劃線(xiàn)，手工開(kāi)出實(shí)樣的化銑區(qū)視口后，按實(shí)樣上的視口協(xié)調(diào)開(kāi)出化銑（成）樣板的化銑區(qū)視口。1.3存在的弊端本文中所研究的零件為雙面化銑，雙面化銑的零件通常為兩塊學(xué)銑切成形樣板，為了保證兩塊樣板與零件所帶定位孔協(xié)調(diào)統(tǒng)一，兩塊樣板的劃線(xiàn)制造數(shù)據(jù)集只能選取一個(gè)面來(lái)設(shè)計(jì)，針對(duì)此零件，我們選擇零件與劃線(xiàn)時(shí)使用的模胎相貼合的外表面作為劃線(xiàn)制造數(shù)據(jù)集的截取面。2改善的制造方案2.1改善的內(nèi)容零件為滾彎成形的鈑金化銑零件，現(xiàn)有的化銑成形樣板制造方案，是在實(shí)樣和樣板毛坯的滾彎成形階段，由樣板制造單位依據(jù)零件數(shù)模分別做出實(shí)樣和樣板的三維數(shù)據(jù)[2]，并依據(jù)該三維數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)并制造銑切以及檢驗(yàn)用的工藝裝備（銑切夾具和模胎），在成形后數(shù)控銑切出實(shí)樣和樣板的輪廓、化銑區(qū)并鉆制銷(xiāo)釘定位孔，其中實(shí)樣的銷(xiāo)釘孔直接按展開(kāi)數(shù)據(jù)鉆制，樣板的銷(xiāo)釘孔在成形后按實(shí)樣協(xié)調(diào)手工鉆制。依據(jù)現(xiàn)有的化銑成形樣板制造方案，制定出如下分析與改善計(jì)劃：（1）通過(guò)分析化銑成形樣板制造方案、零件成形方案、化銑槽液侵蝕誤差、化銑樣板與零件工裝定位孔間協(xié)調(diào)性等方面分析超差原因；（2）對(duì)比化銑臺(tái)階數(shù)模理論尺寸和已加工的不合格產(chǎn)品的實(shí)際尺寸，制定化銑成形樣板返修方案；（3）返修化銑樣板后，先行生產(chǎn)一架份驗(yàn)證新方案加工的化銑臺(tái)階輪廓的準(zhǔn)確性，到裝配車(chē)間驗(yàn)證是否滿(mǎn)足裝配要求，是否還有與下級(jí)裝配件干涉的情況或者其他影響交付的情況發(fā)生，完善解決方案。（4）制定并驗(yàn)證最終方案，最大限度降低報(bào)廢率，使零件投入批量生產(chǎn)。2.2方案的驗(yàn)證

零件的化銑分為內(nèi)表面化銑和外表面化銑，如圖2。圖2、化銑的種類(lèi)由于零件內(nèi)外表面厚度相差較大，我們先將劃線(xiàn)制造數(shù)據(jù)集的截取面分別更改為內(nèi)化銑面、外化銑面和中性層面三種情況來(lái)驗(yàn)證，此種完善方案可以減小零件自身厚度對(duì)于內(nèi)、外表面兩塊化銑成形樣板化銑輪廓的協(xié)調(diào)性的影響，減小內(nèi)表面化銑輪廓誤差。通過(guò)三種化銑成形樣板返修方案，制造完成三塊樣板，外化銑面、中性層面、內(nèi)化銑面分辨編號(hào)化銑（成）SY1、化銑（成）SY2、化銑（成）SY3，每塊樣板分別試制兩件零件，6件加工完成的零件，化銑輪廓距離零件外形邊緣最大垂直距離的實(shí)測(cè)值如表1。表1、化銑輪廓距離零件外形邊緣尺寸測(cè)量表

類(lèi)型化銑（成）SY1化銑（成）SY2化銑（成）SY3試驗(yàn)件#117.4mm16.6mm16.2mm試驗(yàn)件#2

17.5mm

16.5mm

16.1mm針對(duì)內(nèi)表面的化銑輪廓尺寸，理論值為17.3±0.8mm，化銑（成）SY1、化銑（成）SY2符合公差要求。同時(shí)驗(yàn)證外表面化銑輪廓尺寸，三者均滿(mǎn)足理論值23.5±0.8mm的要求。因此不難看出，選擇的截取面由外表面向內(nèi)表面移動(dòng)時(shí)，內(nèi)表化銑輪廓距離零件外形邊緣最大垂直距離隨之變小，在截取面為外化銑面時(shí)最近接理論值。3結(jié)論對(duì)于此類(lèi)原材料厚度較厚、零件本身曲率較大的雙面化銑零件，不可以按常規(guī)的化銑成形樣板制造方法去選取劃線(xiàn)制造數(shù)據(jù)集截取面，需要通過(guò)試驗(yàn)去驗(yàn)證并選擇最佳的面來(lái)制造樣板，提高樣板化銑區(qū)域精度，減少樣板和零件返工、報(bào)廢的情況發(fā)生。Refe