多孔類復雜殼體去毛刺技術探討(上) 航空殼體零件加工難點分析 以某型號飛機的殼體為例,復雜的外形需要保證的尺寸近千余,縱橫交錯排列著各類孔近百個,孔與孔之間的位置關系非常復雜,需要通過不同的加工工藝完成零件的zui終加工。因此,由于殼體零件復雜的結構設計,造成加工難點主要表現在以下幾個方面: 外形結構復雜精度高 為了保證功能和零件自身需求,液壓殼體類零件外形設計非常復雜,有些殼體設計既要承擔油路分配又要完成部分驅動功能。因此各種型面之間的形狀位置度要求高,如平面度、平行度、垂直度等往往要求達0.02mm。高精度的設計需求與零件的應力變形和加工效率形成矛盾,給機械加工造成非常大的難度,需要靠各種工藝手段去保證。 孔系相交關系復雜精度高 航空液壓殼體零件對于液壓油路控制非常嚴格,包含了絕大多數孔的類型:直孔、斜孔、相交孔、復合角度孔、臺階孔、沉孔、細長孔、異形孔等。按精度等級分:一般精度要求孔、高精度孔、形狀位置要求精密孔系、精密柱塞孔系、標準堵頭孔、異形電加工孔等。不同精度和功效的孔需要定制截然不同的工藝方法和加工手段。這些孔的直徑范圍跨度大,分布在Φ0.5mm至Φ120mm之間,其中孔徑小于Φ5mm的孔徑比多為1:30,如此深度的細長孔系已經遠超出了標準刀具的加工范圍。這些孔不僅要求精度高,而且相交關系復雜,除電火花溝通孔外,其余各孔有的是平面正交、斜交,有的是空間正交、斜交,有的同直徑孔相交,也有不同直徑孔相交。要想保證各孔的精度要求,加工順序的安排就會受殼體結構的約束。某些加工部位的加工工藝性不好,需要采用特殊的刀具和加工方法來實現。 去除毛刺難度大 去除毛刺的工藝技術,通常在傳統加工工藝中被忽略。但隨著復雜殼體設計能力的提升和高精度設備的普及應用,去毛刺技術被越來越多的工藝技術人員所掌握。復雜的相交孔系毛刺往往用肉眼無法觀測,液壓殼體內如果存在加工殘余物,對整個系統是致命的危害。這就需要借助于各種輔助工具和去毛刺工藝來完成。有時一道去毛刺工序就需要十余種工具。因此,如何有效去除相交孔毛刺,將成為保證殼體零件產品性能的一個關鍵點。 如上所述,如果在普通機床上按傳統方式加工航空液壓類殼體零件,一次定位裝夾,僅可以加工一個型面或一個孔系,而且重復定位誤差大,人為因素影響零件的質量的因素大,生產周期長和效率低,所以應將部分工作通過高精度的數控設備來完成。 數控工藝方法及編程技術 數控工藝方法 加工數控化 殼體加工應盡量由數控設備來完成,對可以進行數控加工的部分再進行具體的分解,即根據各數控機床的加工精度、設備特點再進一步細化數控加工。如位置精度要求不高,但自身的形狀、位置公差要求嚴格的孔、型面都可以在加工中心上完成。而相互之間有嚴格位置要求的孔系,型面可在精密數控機床上完成。同時為了減少精加工的余量,降低切削力對零件變形的影響,粗加工、半精加工可以由加工中心完成。 可靠的定位夾具 根據機床的加工特點及參照圖紙的設計基準,選擇零件的定位基準。定位基準的選擇要能夠實現快速、準確、可靠的定位。另外,所有數控機床的定位基準盡量選擇同一基準,減少基準的轉換的誤差。根據定位基準的不同,可以把用同一定位基準加工的內容集中,并且根據已制定好的工藝,安排好加工順序,即哪個定位基準所確定的加工內容可以先加工,哪個定位基準所確定的加工內容需要后加工。當然,中間可能也會存在同一定位基準的加工內容,由于圖紙、工藝要求而分解加工的情況,但如果能夠一次定位就能加工出來的部分,在以后的加工中精度不會被破壞也不影響其他的加工內容的,一定要在一次裝夾中完成加工,減少裝夾的次數。 高精度率的數控設備和刀具 航空液壓殼體加工需要依靠高精度的設備來保證。不同數控設備的加工范圍和功能,會直接影響工藝方案的編排。日新月異的刀具技術發展拓展了數控機床的加工范圍,合理地選擇應用數控刀具將給數控設備帶來成倍增長的加工效果。 合理的數控加工工藝流程 復合型設備,改變了傳統工藝流程的編排。復雜的殼體零件加工,傳統工藝流程往往需要上百道工序,而現在已經簡化到了只需劃分大的加工階段:粗加工—半精加工—精加工。 編程技術 零件加工質量與編程技術有直接的關系,因為一個程序的加工內容多,加工時間長,所包含的信息量就大,有刀具尺寸信息、加工坐標位置信息、坐標系的信息、加工參數信息、所加工部分的加工信息等等。(未完,接下篇)
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