[發明專利]復雜空間曲面法向柔性劃線法

有效

• 申請號: 201110203452.6
• 申請日: 2011-07-20
• 公開（公告）號: CN102267132A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發明（設計）人: 鄭鑫
• 申請（專利權）人: 沈陽飛機工業（集團）有限公司
• 主分類號: B25H7/04
• 分類號: B25H7/04
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 楊華

技術領域

本發明涉及一種復雜空間曲面法向柔性劃線法，用于機身蒙皮制造過程的劃線工藝，同時適用于航空、汽車和船舶制造領域。

背景技術

機身蒙皮等鈑金零件大多具有復雜的空間曲面，厚度也常有變化。通常采用鈑金成型和化學銑切相結合的方式來加工。為了制造出曲面弧度較大的零件，先需制造出與零件型面協調一致的三維化銑成型樣板，在樣板上刻劃出銑切線和化銑余量線，然后將這些線移形到零件上，按線對非化銑區覆蓋保護膜。

傳統的化銑樣板上的化銑線主要采用模擬量傳遞方式。首先技術員根據零件結構先做出其內、外形曲面的展開模線，將模線繪制在明膠板或聚酯薄膜上，然后再將其鋪在樣板毛坯料上劃線開視口；如果化銑區形狀規則，也可在樣板工藝圖上給出化銑區余量線的尺寸或者直接測量樣件上的尺寸，由鉗工按尺寸劃線開口。最近也有部分樣板利用軟件編制定軸加工程序，通過手動調整擺角A、B、C角和Z值來進行數控剛性劃線。這些加工方式存在如下不足：

1、尺寸鏈傳遞環節多，累計誤差大，制造精度難以提高。繪制模線-制造樣件-測量模線-移形模線等各個環節都存在著傳遞誤差，機身蒙皮樣板成形件體積很大，薄壁易變形，手工描制，一經拆卸，復位困難；

2、各個環節手工參與的比例大，生產周期長，加工效率低下；

3、采用數控剛性劃線法劃線時，幾乎加工全程都需要設備操作者手工干預，劃線工具容易損壞，線條不均勻，機身樣件和樣板易產生剛性損傷，產品質量差。?

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種復雜空間曲面法向柔性劃線法，該方法減少尺寸傳遞環節，降低累計誤差，提高制造精度和產品質量，同時摒棄鉗工手工劃線，縮短生產周期，提高加工效率。

為解決以上問題，本發明的具體技術方案如下：一種復雜空間曲面法向柔性劃線法，其特征在于包括以下步驟：

1）根據產品結構特點及工藝要求編制出各類化銑數據，生成制造數據集；

2）樣板劃線前，采用活動插銷進行定位固定，使曲面壓板覆蓋貼于模胎表面；

3）針對樣板不同材料調整彈性劃針的彈性壓緊力，確定劃針劃線的力的大小，從而保證劃線深度；

4）調用步驟1中的生產制造數據集，以導柱孔為加工定位基準劃線；

5）利用仿真軟件，仿真刀具軌跡，調整加工參數，生成多軸加工程序；

6）在成型后的樣板上制出銷釘孔，并固定在夾具上，以兩個銷釘孔為基準，對刀尖及轉心距生成調整彈性劃針的伸縮量的設定程序；

7）調用步驟4生成的加工程序和步驟5的劃線程序，進行多軸法向柔性劃線。

該復雜空間曲面法向柔性劃線法具有以下優點：1.減少了尺寸傳遞環節，工程數據集-制造數據集-制造樣板，數據集間的移形誤差很小，可以忽略不計，提高了制造精度；2.制造環節鉗工的工作量大幅度減少，工作效率大大提高；3.法向柔性劃線法還減少機加工人的工作量，提高劃線的質量，并提高了刀具的耐用度。

附圖說明

圖1為有復雜空間曲面的鈑金零件。

圖2為數控劃線過程狀態圖。

其中1、零件樣板；2、曲面線；3、模胎；4、工藝銷釘孔；5、導柱孔；6、數控機床；7、彈性劃針。

具體實施方式

一種復雜空間曲面法向柔性劃線法，其特征在于包括以下步驟：

1）根據產品結構特點及工藝要求編制出各類化銑數據，生成制造數據集；

2）樣板劃線前，采用活動插銷進行定位固定，使曲面壓板覆蓋貼于模胎表面；

3）針對樣板不同材料調整彈性劃針的彈性壓緊力，確定劃針劃線的力的大小，從而保證劃線深度；

4）調用步驟1中的生產制造數據集，以導柱孔為加工定位基準劃線；

5）利用仿真軟件，仿真刀具軌跡，調整加工參數，生成多軸加工程序；

6）在成型后的樣板上制出銷釘孔，并固定在夾具上，以兩個銷釘孔為基準，對刀尖及轉心距生成調整彈性劃針的伸縮量的設定程序；

7）調用步驟4生成的加工程序和步驟5的劃線程序，進行多軸法向柔性劃線。

以圖1所示，零件樣板1空間曲面壓板劃線為例，采用三維空間曲線的劃線方法。調取零件樣板工程數據集，編制合理空間曲面線2劃線策略，調整彈性劃針7，彈性壓緊力來決定劃線深度。如圖2所示，安裝模胎3，裝夾成型樣板，采用工藝銷釘孔4定位樣板，對于外突形曲面可以使用彈性可調繃帶約束固定樣板與模胎型面貼合，同時把安裝好的樣板與支撐模胎裝夾于數控機床6工作臺上，以模胎上的導柱孔5為加工劃線基準，調整數控機床主軸上夾持的彈性劃針7，針對樣板不同材料調整彈性劃針彈性壓緊力劃線深度。通過機床控制虛擬軸W的線性長度來調整彈性劃針的劃線過程中力的大小，從而確定劃針劃線力的大小。圖2所示，按三維空間曲線的劃線工藝方法執行劃線即可完成樣板全部曲面線。