多孔類復(fù)雜殼體去毛刺技術(shù)探討(上) 航空殼體零件加工難點(diǎn)分析 以某型號飛機(jī)的殼體為例,復(fù)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(guān)系非常復(fù)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(fù)雜的結(jié)構(gòu)設(shè)計,造成加工難點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個方面: 外形結(jié)構(gòu)復(fù)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(shè)計非常復(fù)雜,有些殼體設(shè)計既要承擔(dān)油路分配又要完成部分驅(qū)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(dá)0.02mm。高精度的設(shè)計需求與零件的應(yīng)力變形和加工效率形成矛盾,給機(jī)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(guān)系復(fù)雜精度高 航空液壓殼體零件對于液壓油路控制非常嚴(yán)格,包含了絕大多數(shù)孔的類型:直孔、斜孔、相交孔、復(fù)合角度孔、臺階孔、沉孔、細(xì)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(biāo)準(zhǔn)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(xì)長孔系已經(jīng)遠(yuǎn)超出了標(biāo)準(zhǔn)刀具的加工范圍。這些孔不僅要求精度高,而且相交關(guān)系復(fù)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(jié)構(gòu)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(xiàn)。 去除毛刺難度大 去除毛刺的工藝技術(shù),通常在傳統(tǒng)加工工藝中被忽略。但隨著復(fù)雜殼體設(shè)計能力的提升和高精度設(shè)備的普及應(yīng)用,去毛刺技術(shù)被越來越多的工藝技術(shù)人員所掌握。復(fù)雜的相交孔系毛刺往往用肉眼無法觀測,液壓殼體內(nèi)如果存在加工殘余物,對整個系統(tǒng)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(chǎn)品性能的一個關(guān)鍵點(diǎn)。 如上所述,如果在普通機(jī)床上按傳統(tǒng)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(fù)定位誤差大,人為因素影響零件的質(zhì)量的因素大,生產(chǎn)周期長和效率低,所以應(yīng)將部分工作通過高精度的數(shù)控設(shè)備來完成。 數(shù)控工藝方法及編程技術(shù) 數(shù)控工藝方法 加工數(shù)控化 殼體加工應(yīng)盡量由數(shù)控設(shè)備來完成,對可以進(jìn)行數(shù)控加工的部分再進(jìn)行具體的分解,即根據(jù)各數(shù)控機(jī)床的加工精度、設(shè)備特點(diǎn)再進(jìn)一步細(xì)化數(shù)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(yán)格的孔、型面都可以在加工中心上完成。而相互之間有嚴(yán)格位置要求的孔系,型面可在精密數(shù)控機(jī)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(jù)機(jī)床的加工特點(diǎn)及參照圖紙的設(shè)計基準(zhǔn),選擇零件的定位基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)的選擇要能夠?qū)崿F(xiàn)快速、準(zhǔn)確、可靠的定位。另外,所有數(shù)控機(jī)床的定位基準(zhǔn)盡量選擇同一基準(zhǔn),減少基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換的誤差。根據(jù)定位基準(zhǔn)的不同,可以把用同一定位基準(zhǔn)加工的內(nèi)容集中,并且根據(jù)已制定好的工藝,安排好加工順序,即哪個定位基準(zhǔn)所確定的加工內(nèi)容可以先加工,哪個定位基準(zhǔn)所確定的加工內(nèi)容需要后加工。當(dāng)然,中間可能也會存在同一定位基準(zhǔn)的加工內(nèi)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(nèi)容的,一定要在一次裝夾中完成加工,減少裝夾的次數(shù)。 高精度率的數(shù)控設(shè)備和刀具 航空液壓殼體加工需要依靠高精度的設(shè)備來保證。不同數(shù)控設(shè)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(shù)發(fā)展拓展了數(shù)控機(jī)床的加工范圍,合理地選擇應(yīng)用數(shù)控刀具將給數(shù)控設(shè)備帶來成倍增長的加工效果。 合理的數(shù)控加工工藝流程 復(fù)合型設(shè)備,改變了傳統(tǒng)工藝流程的編排。復(fù)雜的殼體零件加工,傳統(tǒng)工藝流程往往需要上百道工序,而現(xiàn)在已經(jīng)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(shù) 零件加工質(zhì)量與編程技術(shù)有直接的關(guān)系,因為一個程序的加工內(nèi)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(biāo)位置信息、坐標(biāo)系的信息、加工參數(shù)信息、所加工部分的加工信息等等。(未完,接下篇)
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