[發明專利]一種薄壁弧形框變形控制加工工藝方法

有效

• 申請號: 202010322609.6
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111390509B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 劉元吉;王慧;姜振喜;陳清良;匡勇
• 申請（專利權）人: 成都飛機工業（集團）有限責任公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 蘇丹

一種薄壁弧形框變形控制加工工藝方法，用于飛機薄壁弧形框類零件的變形控制，分為粗加工，留工藝筋；時效，釋放變形及應力，無應力修面；半精加工，進一步去除加工余量，無應力修面；精加工，去除工藝凸臺；切斷工藝筋后進行時效，釋放加工應力；通過定位銷及工裝定位，使用輔助連接塊及螺釘將工藝筋連接，對弧形框進行校形；工藝筋由后續裝配工序去除。本發明方法可有效控制弧框類零件的翹曲和擴張變形，零件內部應力在交付前得到充分釋放，防止零件扭曲變形，保證了裝配的質量及精度。

技術領域

本發明涉及一種薄壁弧形框變形控制加工工藝方法，屬于數控加工領域。

背景技術

隨著航空技術的發展，現代飛機機動性能、飛行性能、壽命和低制造成本等性能指標不斷提高，航空結構件已逐漸向大型化、整體化、薄壁化等方向發展。以飛機座艙蓋的弧框為例，為滿足使用性能及輕量化需求，該類零件一般采用薄壁、開敞式的設計，導致零件整體剛性較弱；弧框一般采用單面設計，一面為光面定位面或特征較少，另一側為裝配特征面，由于材料去除量較大且不均勻，在加工完后零件存在翹曲和擴張變形，呈現零件扭曲變形的狀態，裝配定位孔及基準面的精度無法保證，如附圖1所示。由于弧框一般作為座艙蓋的裝配基準，其精度將影響后續的裝配精度及質量，因此該類零件的變形控制尤為重要。

目前，為實現薄壁弧框類零件的穩定加工，在滿足裝配要求的情況下，一般會增加零件兩端工藝凸臺數量的方法，雖然工藝凸臺數量增加一定程度上增加了數控加工過程中零件剛性，但是并沒有改變零件弧形框的整體結構特征，零件翹曲-擴張復合產生的扭曲變形不能得到有效控制。

由于弧框類零件變形大、應力釋放不充分等問題，現有的工藝方案已經無法滿足當前的加工需求，亟需新的工藝工藝方法來控制弧框類零件的變形，從而保證零件加工及裝配質量。

發明內容

針對現有弧框類零件變形大、應力釋放不充分等問題，本發明提出了一種薄壁弧形框變形控制加工工藝方法。

本發明提供的技術方案為：

一種薄壁弧形框變形控制加工工藝方法，步驟包括粗加工、時效、無應力修面、半精加工、無應力修面；精加工、切斷工藝筋、時效、工藝筋連接、校形； 具體為：

步驟1） 粗加工，弧形框側面留5~6mm余量，頂面余量根據毛坯厚度確定；留工藝凸臺、弧形框兩端之間留連接的工藝筋；

步驟2）時效，松開所有壓緊裝置，零件自然時效不小于48小時；

步驟3）無應力修面，使用墊片墊實因零件變形產生的間隙，然后壓緊零件，銑削工藝凸臺及零件頂面參與定位區域；

步驟4）半精加工，側面留有工藝余量2~3mm，頂面余量根據毛坯厚度確定；

步驟5）無應力修面，使用墊片墊實因零件變形產生的間隙，然后壓緊零件，銑削工藝凸臺及零件頂面參與定位區域；

步驟6）精加工，精銑零件到位，下斷所有工藝凸臺；

步驟7）切斷工藝筋，在工藝筋中間位置將工藝筋用小直徑刀具切斷；

步驟8）時效48小時，釋放應力及變形；

步驟9）連接工藝筋，使用工裝和定位銷將弧形框定位并工裝貼合后連接工藝筋；

步驟10）校形，對弧形框進行校形；

步驟11）去除工藝筋。

進一步地，所述步驟1）所留工藝凸臺間的間距L₁=250~300mm

進一步地，所述步驟7）工藝筋切斷的開口尺寸L₄=5~10mm。