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多孔类复杂壳体去毛刺技术探讨(上)
点击次数:2307 更新时间:2011-06-27
 

多孔类复杂壳体去毛刺技术探讨(上)

航空壳体零件加工难点分析

以某型号飞机的壳体为例,复杂的外形需要保证的尺寸近千余,纵横交错排列着各类孔近百个,孔与孔之间的位置关系非常复杂,需要通过不同的加工工艺完成零件的zui终加工。因此,由于壳体零件复杂的结构设计,造成加工难点主要表现在以下几个方面:

外形结构复杂精度高

为了保证功能和零件自身需求,液压壳体类零件外形设计非常复杂,有些壳体设计既要承担油路分配又要完成部分驱动功能。因此各种型面之间的形状位置度要求高,如平面度、平行度、垂直度等往往要求达0.02mm。高精度的设计需求与零件的应力变形和加工效率形成矛盾,给机械加工造成非常大的难度,需要靠各种工艺手段去保证。

孔系相交关系复杂精度高

航空液压壳体零件对于液压油路控制非常严格,包含了绝大多数孔的类型:直孔、斜孔、相交孔、复合角度孔、台阶孔、沉孔、细长孔、异形孔等。按精度等级分:一般精度要求孔、高精度孔、形状位置要求精密孔系、精密柱塞孔系、标准堵头孔、异形电加工孔等。不同精度和功效的孔需要定制截然不同的工艺方法和加工手段。这些孔的直径范围跨度大,分布在Φ0.5mm至Φ120mm之间,其中孔径小于Φ5mm的孔径比多为1:30,如此深度的细长孔系已经远超出了标准刀具的加工范围。这些孔不仅要求精度高,而且相交关系复杂,除电火花沟通孔外,其余各孔有的是平面正交、斜交,有的是空间正交、斜交,有的同直径孔相交,也有不同直径孔相交。要想保证各孔的精度要求,加工顺序的安排就会受壳体结构的约束。某些加工部位的加工工艺性不好,需要采用特殊的刀具和加工方法来实现。

去除毛刺难度大

去除毛刺的工艺技术,通常在传统加工工艺中被忽略。但随着复杂壳体设计能力的提升和高精度设备的普及应用,去毛刺技术被越来越多的工艺技术人员所掌握。复杂的相交孔系毛刺往往用肉眼无法观测,液压壳体内如果存在加工残余物,对整个系统是致命的危害。这就需要借助于各种辅助工具和去毛刺工艺来完成。有时一道去毛刺工序就需要十余种工具。因此,如何有效去除相交孔毛刺,将成为保证壳体零件产品性能的一个关键点。

如上所述,如果在普通机床上按传统方式加工航空液压类壳体零件,一次定位装夹,仅可以加工一个型面或一个孔系,而且重复定位误差大,人为因素影响零件的质量的因素大,生产周期长和效率低,所以应将部分工作通过高精度的数控设备来完成。

数控工艺方法及编程技术

数控工艺方法

加工数控化

壳体加工应尽量由数控设备来完成,对可以进行数控加工的部分再进行具体的分解,即根据各数控机床的加工精度、设备特点再进一步细化数控加工。如位置精度要求不高,但自身的形状、位置公差要求严格的孔、型面都可以在加工中心上完成。而相互之间有严格位置要求的孔系,型面可在精密数控机床上完成。同时为了减少精加工的余量,降低切削力对零件变形的影响,粗加工、半精加工可以由加工中心完成。

可靠的定位夹具

 
根据机床的加工特点及参照图纸的设计基准,选择零件的定位基准。定位基准的选择要能够实现快速、准确、可靠的定位。另外,所有数控机床的定位基准尽量选择同一基准,减少基准的转换的误差。根据定位基准的不同,可以把用同一定位基准加工的内容集中,并且根据已制定好的工艺,安排好加工顺序,即哪个定位基准所确定的加工内容可以先加工,哪个定位基准所确定的加工内容需要后加工。当然,中间可能也会存在同一定位基准的加工内容,由于图纸、工艺要求而分解加工的情况,但如果能够一次定位就能加工出来的部分,在以后的加工中精度不会被破坏也不影响其他的加工内容的,一定要在一次装夹中完成加工,减少装夹的次数。

高精度率的数控设备和刀具

航空液压壳体加工需要依靠高精度的设备来保证。不同数控设备的加工范围和功能,会直接影响工艺方案的编排。日新月异的刀具技术发展拓展了数控机床的加工范围,合理地选择应用数控刀具将给数控设备带来成倍增长的加工效果。

合理的数控加工工艺流程

复合型设备,改变了传统工艺流程的编排。复杂的壳体零件加工,传统工艺流程往往需要上百道工序,而现在已经简化到了只需划分大的加工阶段:粗加工—半精加工—精加工。

编程技术
 
零件加工质量与编程技术有直接的关系,因为一个程序的加工内容多,加工时间长,所包含的信息量就大,有刀具尺寸信息、加工坐标位置信息、坐标系的信息、加工参数信息、所加工部分的加工信息等等。(未完,接下篇)

苏州中航长风全面提供去毛刺,欢迎新老客户洽谈。

 
 
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