一种细长形型材零件的数控加工装夹方法

1.一种细长形型材零件的数控加工装夹方法，其特征在于包含以下内容，1)待加工的型材零件在其底部预留工艺余料，该工艺余料包括分离刀口余料层和夹持余料层；2)型材零件放置于自动液压夹具的真空平台上，真空平台的宽度小于型材零件的底部宽度，由自动液压夹具对型材零件的夹持余料层进行自动夹紧；3)进行型材零件的数控加工，完成型材零件底平面以上所有部位的加工；4)进行型材零件与夹持余料层的分离，先采用数控盘铣刀沿型材零件底平面下的分离刀口余料层，以“S”形轨迹分别从工件的两侧进行逐层切削，形成工件与夹持余料呈“S”形的薄壁连接筋，之后，再用数控盘铣刀从两侧对“S”形的薄壁连接筋进行切削，形成工件与夹持余料层的离散柱状连接，由这些离散柱状连接支撑工件本体，5)由钳工将离散柱状连接彻底分离。

一种细长形型材零件的数控加工装夹方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及数控加工的零件装夹技术，特别是一种细长形型材零件的数控加工装夹方法。\n背景技术\n[0002] 在数控加工过程中，零件的装夹技术十分关键，零件装夹方式直接影响加工方法、加工效率和质量。在飞机类的典型结构件中，细长型的型材类结构件是一类典型的飞机结构件。此类零件由于具有细长结构、易变形的特点，装夹十分困难。在传统的加工过程中，主要采用以下装夹方式：\n[0003] 专用的工装夹具以及螺栓压板的装夹方式，这种装夹方式需要这对每项零件设计制造专用的工装夹具，成本高，周期长，使用中装夹效率低，加工中需要切换装夹。\n[0004] 自动液压夹紧方式，这种装夹方式较专用的工装夹具方式先进，采用自动液压夹系统，实现自动液压夹紧，效率高，有利于实现自动化加工过程。但是这种方式最大的问题是如何实现工件与夹持余料的分离，传统上往往需要进行多次装夹工位的切换来解决，这就影响到整体加工效率。\n发明内容\n[0005] 本发明的目的在于公开一种细长型的型材类飞机结构件的数控加工快速装夹方法，可以实现该类零件自动化装夹，在一个装夹工位下完成所有数控加工内容，实现无需工位切换的加工过程。\n[0006] 一种细长形型材零件的数控加工装夹方法，其特征在于包含以下内容，1)待加工的型材零件在其底部预留工艺余料，该工艺余料包括分离刀口余料层和夹持余料层；2)型材零件放置于自动液压夹具的真空平台上，真空平台的宽度小于型材零件的底部宽度，由自动液压夹具对型材零件的夹持余料层进行自动夹紧；3)进行型材零件的数控加工，完成型材零件底平面以上所有部位的加工；4)进行型材零件与夹持余料层的分离，先采用数控盘铣刀沿型材零件底平面下的分离刀口余料层，以“S”形轨迹分别从工件的两侧进行逐层切削，形成工件与夹持余料呈“S”形的薄壁连接筋，之后，再用数控盘铣刀从两侧对“S”形的薄壁连接筋进行切削，形成工件与夹持余料层的离散柱状连接，由这些离散柱状连接支撑工件本体，5)由钳工将离散柱状连接彻底分离。\n[0007] 本发明的优点在于，上述的压紧方法能够方便地实现自动化装夹过程，并且在一个装夹工位下完成所有数控加工，不需要进行装夹的切换，保证加工的连续性和加工效率，从而实现自动化的数控加工。由于整个工件是在一个装夹工位下完成的，工件尺寸的协调性大大提高。同时，这种快速装夹方法对同类零件具有通用性，无须设计制造专用工装，大大节约了工装制造成本，便于实现产品的快速更换。\n[0008] 以下结合实施例附图对该申请作进一步详细描述：\n附图说明：\n[0009] 图1是一种细长型飞机结构件的型材零件示意图；\n[0010] 图2是数控加工前型材零件在自动液压夹具上装夹示意图；\n[0011] 图3是数控盘铣刀示意图；\n[0012] 图4是数控盘铣刀加工形成“S”形的薄壁连接筋后的装夹示意图。\n[0013] 图5是“S”形的薄壁连接筋的剖面示意图；\n[0014] 图6是工件与夹持余料层的离散柱状连接剖面示意图；\n[0015] 图7是工件与夹持余料层的离散柱状连接端面示意图；\n[0016] 图中编号说明：1待加工的型材零件、2真空平台、3自动液压夹具、4分离刀口余料层、5夹持余料层、6数控盘铣刀、7“S”形的薄壁连接筋、8离散柱状连接具体实施例\n[0017] 参见附图，本实施例以某工字形型材零件的数控加工为例，对本发明进行详细地阐述。\n[0018] 如图1是一种细长型飞机结构件的型材零件示意图，材料为铝合金。\n[0019] 如图2所示，首先，待加工的型材零件1必须在在其底部预留出足够的工艺余料，该工艺余料包括分离刀口余料层4和夹持余料层5；夹持余料层5厚度不小于5mm，用于满足自动液压夹具3对工件的夹持；分离刀口余料层4厚度不小于3mm，用于满足工件与夹持余料层分离时的刀口宽度。在数控加工之前，工件1放置于自动液压夹具3的真空平台2上，由真空平台2进行吸附。真空平台2的宽度小于工件1的宽度。自动液压夹具3对工件1的夹持余料层5进行自动夹紧，完成装夹。装夹完成后，分离刀口余料层4的位置略高于自动液压夹具3的上表面。然后，进行工件的数控加工，完成工件底平面以上所有部位的数控加工。\n[0020] 如图3所示是一种数控盘铣刀，用于工件与夹持余料层5分离时的铣切，其厚度约等于分离刀口余料层4的厚度。\n[0021] 工件1数控加工完成后，进行工件与夹持余料层5的分离铣切。\n[0022] 如图4、图7所示，先采用数控盘铣刀6沿型材零件底平面下的分离刀口余料层4，以“S”形轨迹分别从工件的两侧从外向内进行逐层切削，形成工件1与夹持余料层5呈“S”形的薄壁连接筋7连接，其余部分实现分离。“S”形的薄壁连接筋7的壁厚约为1mm，高度约3mm，在工件底面呈“S”形均匀规律分布，位于工件1与夹持余料层5之间，其范围大体覆盖工件的通长通宽，用于连接工件。“S”形的薄壁连接筋7的曲率半径大于数控盘铣刀6的半径。\n[0023] 之后，再用数控盘铣刀6从两侧对“S”的薄壁连接筋7进行逐层切削，最终形成工件1与夹持余料层5的离散柱状连接8，其截面尺寸约为1mm×1mm，大致均匀分布于工件底面，如图6、图7所示。\n[0024] 至此，数控机床上的分离切削结束。最后，由钳工将离散柱状连接彻底分离，完成型材零件的数控加工。