大型薄壁零件防变形加工工艺

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1、帅hE№m。NCMac№mg高效数控加工大型薄壁零件防变形加工工艺Anti—-DeformationProcessofMachiningLarge-SizeThinWalledParts中航工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司王家颖王家颖工程师．从事航空数控加工专业技术工作18年．获4项国家级发明专利。我集团公司与欧洲直升机公司合作生产飞机的零部件，这其中大部分是薄壁零部件。加工薄壁零件的主要问题是加工中出现材料变形的现象，如果被加工的薄壁材料产生了塑性变形，将无法对材料进行进一步的加工。为了生产出合格的飞机铝合金薄壁零部件，特别是大型薄壁零部件，我公司进行了加工工艺防变形

2、大型薄壁零件防变形加工工艺主要从整体材料加工出成品。有合理的防变形工装夹具参数、防变形工艺安排和程序编制策略。其目的是减少薄壁结构件变形量，提高加工质量。的深人研究，研究出了切实可行的防变形加工工艺，并已成功加工出了优质的大型飞机薄壁零部件。本文将对大型飞机薄壁件的防变形工艺予以详细论述。改进前的加工工艺以外形尺寸为2200mm×1650mm×70mm、壁厚度为2～01mm的大型薄壁零件为例进行说明。外形特点为“开”字形，具体加工步骤见图1～图4，正反和前端面详细形状见图5．图7。改进前的具体工艺见表1。图2翻转反面粗加工内型腔示意图图3零件正面精加工示意圈移禺图1方料加

3、工外形和钻定位孔示意图图4零件反面精加工示意图2011年第23／24期·航空制造技术79图6零件反面立体图面带下陷左侧9个孔和1个下陷圈7零件左前面侧面立体图改进后的工艺1改进后工装夹具防变形措施11措施一设计正反两面加工的真空夹具，为使真空夹具正反两面与粗加工面的各型腔平面尺寸相吻合且配合准表1改进前的具体工艺确，在CATIA的加工模块中将仿真后剩余的毛料零件的立体数模存成egr的格式文件，再用装配模块导人工装设计模块中．进行分析比较，用以检验正反两面真空夹具与零件的配合吻合情况。12措施二在正面精加工夹具中设计的3个定位孔凸台，定位孔为咖12H7，一个定位孔在“开”字

4、形中间，另两个孔位置在“开”字形的延长部分，这样设计定位}L成等边三角形，三点定位稳固。在反面的真空夹具上设坐标原点在板料几何中心．Zo为毛坯上表面【图1)精铣LF表血i徉证板厚72mm，Hj扣8085铣"盘下钻定位孔43一西i2．用曲12钻头43个定位孔数多．易产生过定位；在这个工步粗铣料外形，翻转反面时易变形钻4一M16吊环孔．用西14钻头下料粗铣外形，用,b2580铣刀；

5、

6、liⅢ坐标味点在^．j_!』孔qI心，二为毛坯l二表向¨割2)下第粗加工反面各型腔．留余量5ram．用毋2583铣刀世标啄点放n．左也扎定位，加I‘内彤腔时．易产生-4,l左右内彤崆壁厚小均的珊

7、象加【。往接筋匍；抒和外肜，留余量5n㈣．用曲2080铣7】坐标原点在板料左侧西20H7孔中心，Zo为毛坯上表面(【主j3)租加【I内形腔．留余量5ram．用咖29113铣川粗加工外形．留余量5ram，用西2580铣刀精加半精

8、lIf【l__fll精抓I’外肜．川击2083铣7】工在这工步精铣内形，无骑变形措施．零件加1_=易出第半精加工内彤．留余量O．5ram．用壬1684铣刀现内形腔薄壁不均的现象．变形量在0．2—0．5mra之闻；—J精加I：内形．用曲161{4铣刀无真空夹具约束调整零件变形的方法面清角和精铣立筋．用西1084铣刀精铣内彤底嘶，内}f三删壁留o5咖n

9、．J{{】咖Ifll{4铣u清根部残余．用西683铣刀坐标原点在板料左侧西20H7eL'I，心．磊斯毛坯F表

10、Ii『(㈣4)半精加工内形．冒余量05ram，用曲884铣刀精梢IJI]T内形．刷廿161{4铣7J坐标原点放到左孔中心j奎1、位置．43个定位孔不』Jn能完全时h无法渊整零什的变'[；量；住圳r之前没T清角和精铣立筋，用西884铣刀柯防变形蒯档措施．ji{现变距；在0．2～o5mm，发现每个第精铣内形底面．内形侧壁留们mn·，盯J曲1684铣玎内腔肇厚小均．由J‘零件变形．加1：哺侧孔的纽锰度二也超差而精加工内形侧面。用曲1084铣刀清根部残余．川咖8R4铣川钻

11、零件两侧和上面的孔H叼hElf⋯tieNcMac№∞高效数控加工计3个定位7L，为西20H7。正反两面的定位坐标系都设置在两孔中心连线位置，目的是为了加工时找正定位容易，而且不容易产生偏置的定位差异，零件出现变形情况，调整定位方便，同时也调整零件在西12和西20定位孔之间的微量变形。13措施三在夹具与零件外形接触部分设计深10ram、宽30mm的沟槽，以利于在采用随型摆加工零件外形时，刀具能伸向零件的底部，彻底达到切干净曲面外型面尺寸的加工要求。经过试验，工装基准平面度要达到O．02ram的精度要求，由于零件超大，通气孔需设计