[發明專利]大厚徑比平板圓孔加工方法

有效

• 申請號: 201410387860.5
• 申請日: 2014-08-07
• 公開（公告）號: CN104139342A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 李玉辰;曹杰;張杰剛;劉京平;胡順璽
• 申請（專利權）人: 天津航天長征火箭制造有限公司;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: B24C3/02
• 分類號: B24C3/02;B24C5/00;B24C9/00
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 李震勇

技術領域

本發明創造屬于對板材穿孔的領域，尤其是涉及一種航空航天領域中大厚徑比平板圓孔的加工方法，也可用于其它領域。

背景技術

蒙皮是維持運載火箭外形，承受一定空氣動力，保護火箭內部結構的關鍵零件，其厚度在0.8～4mm之間。現有技術中，對于厚度在0.8～2mm之間的蒙皮，可利用激光切割機進行平面加工；而對于厚度大于2mm的厚蒙皮，則采用數控沖床對蒙皮進行沖孔。

中國專利CN?103230975?A公開了一種薄板件沖孔方法，其步驟為：制作薄板件沖壓模具，在沖壓模具本體與薄板件需沖孔的相應位置處設置凹凸點；在沖壓過程中，所述凹凸點直接在薄板件上壓出所要開孔的成孔位置印痕；將沖壓成形后的薄板件置入薄板件沖孔裝置的工作平臺中，根據所述成孔位置印痕，沖頭找準所述成孔位置后進行沖孔。利用本方法對蒙皮進行沖孔時僅適用于裝配孔直徑大于材料規格(即厚徑比小于1)的情況，而對于裝配孔直徑小于材料規格(即厚徑比大于1)的情況，由于設備結構及參數限制，該方法加工出的孔無法滿足規格標準，還需要進一步的人工操作，而且該方法不僅會造成材料局部變形，還會對沖床本身造成損傷，且依賴于模具，孔的規格不能靈活選擇。

因此，在大厚徑比的蒙皮上加工裝配孔時，如果依然采用數控沖床，勢必會存在產品精度差、生產效率低、勞動強度大、生產成本高等缺點，很難滿足產品生產研制需要。

水切割技術時利用高壓水與切割介質混合完成零件加工，屬于冷加工，不會造成材料局部變形。其通過繪制產品CAD圖并編制加工程序完成對噴嘴運動線路的模擬與控制，主要工藝參數為進給率、刀具補償值、水壓力等。因此通過水切割機對大厚徑比的平板進行孔加工，不僅能避免上述缺點，還可按照每個圓孔在平板上所需的位置，實現準確、快速地孔加工，且加工出的孔能夠符合相關的規格標準。

發明內容

本發明創造要解決的問題是提供一種大厚徑比平板圓孔加工方法，用于在航空航天領域中的大厚徑比的蒙皮上加工裝配孔，并保證裝配孔符合規格標準。

為解決上述技術問題，本發明創造采用的技術方案是：大厚徑比平板圓孔加工方法，使用水切割機進行孔加工，其特征在于：包括以下步驟：

S1，測量平板的厚度，根據所需圓孔的直徑及平板圓孔的厚徑比設置水切割機的參數并選擇水切割機噴嘴的口徑規格，然后將待加工平板水平固定在水切割機的工作臺上且位于水切割機噴嘴的正下方；

S2，選取所述平板上的任意一點作為基點，并將水切割機的噴嘴調至該基點的正上方1mm～3mm距離處，且噴嘴的噴射方向垂直于所述平板的板面；

S3，根據多個待加工圓孔與所述基點的相對位置，確定所述噴嘴的在水平面上的運動線路，控制所述噴嘴順序地沿每個圓孔所在的圓周線路切割平板，且對每個圓孔切割兩次；

S4，清理所述噴嘴切割圓孔產生的料渣。

水切割機的噴嘴噴射出的水箭沿著預設的線路對平板進行切割，但由于材料硬度、水流反作用力等影響，對圓孔的第一次切割后形成的孔徑和孔圓度不能達到規格標準，孔截面成錐形，所以每個圓孔需切割兩次，并按同樣的圓周線路切割，第二次切割時前述的環境影響減少很多，可切割出精度滿足要求的圓孔。

其中，S3中對每個圓孔切割兩次的線路為：控制所述噴嘴順序地沿每個圓孔所在的圓周線路切割平板一次后，回到基點，再次順序地沿每個圓孔所在的圓周線路切割平板一次；或者，控制所述噴嘴沿單個圓孔所在的圓周線路切割兩次之后再沿下一個圓孔所在的圓周線路切割兩次，按此，順序地切割每個圓孔。

兩種方式均可實現對圓孔的兩次切割，經過兩次切割的圓孔的孔徑及孔圓度等方面均可滿足精度要求。

其中，所述水切割機的進給率設置為20％、刀具補償值設置為1。

其中，所述水切割機的水壓力設置為3800bar。

本發明創造具有的優點和積極效果是：使用水切割機在大厚徑比的平板上進行圓孔的加工，控制水切割機的噴嘴噴射出的水箭沿著規定的線路切割平板，并在每個圓孔的圓周線路上切割兩次，按本方法的加工步驟可實現在平板上加工相對位置固定的多個圓孔，并保證每個圓孔的孔徑和孔圓度等滿足精度要求。總之，本方法加工出的圓孔精度高，生產效率高，自動化程度高，無需依賴模具，生產成本降低。

附圖說明

圖1是本發明中水切割機沿圓周線路切割一次后的圓孔狀態示意圖，其中，虛線示出了圓孔的標準規格

圖2是本發明中水切割機沿圓周線路切割兩次后的圓孔狀態示意圖

具體實施方式

下面結合附圖對本發明創造的具體實施例做詳細說明。