飞机蒙皮零件的柔性装夹及数控铣切技术.pdf

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1、飞机蒙皮零件的柔性装夹及数控铣切技术FlexibleClampingandCNCMillingTechnologyofAircraRSkin中航飞机西安飞机分公司张新娟段雪锋【摘要】针对飞机蒙皮零件的柔性装夹及数控铣切技术，主要是一种蒙皮类零件数控加工轮廓的铣切方法研究。飞机蒙皮类零件数控加工铣切轮廓时的典型特点为零件薄、曲率大、易振颤。解决振颤的措施主要有防振颤装置和特殊的数控铣切方法。最后，对飞机蒙皮零件的镜像铣加工技术进行了简单介绍。关键词：飞机蒙皮柔性装夹数控铣切振颤镜像铣加工[ABSTRACT]FlexibleclampingandCNC

2、millingofaircraftskinisdescribed，methodofaskinpartprofileCNCmillingismainlyfocusedon．Thinskin，bigcurvatureandeasyvibrationarethedifficultiesthathappenduringmachiningofaircraftskinprofile．Vibration—proofdeviceandspecialCNCmachiningmethodsareusedtoovercomevibration．Atlast，mirror

3、millingofaircraftskinisalsointroduced．Keywords：AircraftskinFlexibleclampingCNCmillingVibrationMirrormillingDOI：10．16080巧．issnl671—833x．2015．SI．042随着现代飞机制造业以及飞机钣金制造技术的发展，新一代飞机中大量采用了大型蒙皮。飞机大型蒙皮的典型特点为形状复杂、尺寸大、刚性小、易变形。飞机大型蒙皮在制造过程中具有成形、数控加工、检测难度大等特点，对飞机大型蒙皮采用数字化制造可以在很大程度上降低成本、提高加工效

4、率，更重要的是能够保证飞机大型蒙皮的加工质量⋯。目前，随着数控加工技术、飞机设计技术的飞速发展，原先采用手工切割的飞机大蒙皮零件现逐步采用柔性装夹及五轴数控铣切轮廓。飞机蒙皮化铣加工工艺，由于化学污染、耗电量大以及消耗铝材无法回收等固有弊病而成为该行业的一项困扰。要成功地解决这个问题，目前的途径为蒙皮镜像铣工艺。蒙皮镜像铣工艺其优越性已被空客使用验证。在国内中航洪都公司已安装到位1台蒙皮镜像铣设备。蒙皮镜像铣工艺，具有逐步取代化铣加工工艺的趋势。42航空嗣造技术·2015年增刊s11飞机蒙皮零件的柔性装夹五坐标钣金轮廓铣设备为五坐标龙门高速数控钻铣

5、床与柔性托架集成的先进设备。该设备主要用于飞机铝合金材料的蒙皮、壁板、整流罩、前缘等零件的五轴铣边、钻铣孔高效数控加工。柔性托架作为机床的工作台和支撑吸附夹具使用，五坐标龙门高速数控钻铣床与柔性托架在硬件和软件上均为标准模块化的兼容配套。整套设备按被加工零件的三维数模编程，随后将被加工零件支撑、吸附、固定在柔性托架系统上，运行零件加工程序，完成整个零件的铣边、钻铣孔，完成蒙皮类零件的数控加工工作。1．1柔性立柱的真空吸附柔性夹具的主要功能是提供必要的硬件和软件，在空间精确地对系统真空吸盘和末端受动器定位，受动器是通用支持夹具和工件的接触点，无论是单

6、曲面还是复杂轮廓的蒙皮，柔性夹具都能装夹。只有在固定好蒙皮零件后，操作者通过设备对工件进行铣、钻、下料或切边加工。用1个多轴控制系统来实现上述任务。柔性夹具基本上是模块化的，包括数个在x轴向移动的排架，排架的具体数量要取决于每个项目的具体要求。每个排架包括数个在y轴方向移动的支撑杆，当然支撑杆的数量也要根据每个零件的实际要求确定。每个支撑杆在z轴方向垂直移动。末端受动器和真空吸盘位于每个支撑杆的顶端。通用柔性夹具由一种型面的配置到下一个型面的配置仅需2min或更少的时间。图l所示为五坐标钣金轮廓铣设备正在加工零件。图1五坐标钣金轮廓铣设备Fig．1

7、FiveaxissheetmetalCNCoutlinemillingmachineCNCMANCHlNlNG数控加工真空吸盘的最小吸附面积是由真空吸盘直径配置所决定的。柔性夹具提供2种直径尺寸的真空吸盘。设备配备100ram(4”)直径的真空吸盘，同时也配备60mm(2．33”)直径的真空吸盘。吸附单元最小倾斜角度是在任意方向450。吸盘的最大真空吸力为90kPa。吸盘上设有1个真空人口，在底部与真空站相连，用于显示吸盘内是否抽真空。这些信息会被集中到操作者PC控制台上，那些不使用的真空支撑杆将完全退回其零点位置，并被切断真空。支撑杆上的可编程的

8、点与包含着真空吸盘的球体的中心是一致的。这个点就是吸盘与工件的接触点。这样就实现了旋转中心点固定，当承载工件时，无论吸盘的