楊磊+於智良+張大鈞

摘要：文章對(duì)蒙皮類化銑零件的立體化銑樣板的數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造進(jìn)行了分析，詳述了立體化銑樣板精度對(duì)化銑蒙皮質(zhì)量有著重要的影響，由傳統(tǒng)的手工移形、開(kāi)視口而產(chǎn)生了加工誤差大等缺陷，通過(guò)采用CATIA VPM系統(tǒng)的在線關(guān)聯(lián)技術(shù)及新工藝數(shù)字化制造技術(shù)，提高了立體化銑樣板制造的制動(dòng)化程度及生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：VPM系統(tǒng)；立體化銑樣板；數(shù)字化加工

中圖分類號(hào)：TH164 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）01-0008-02

1 內(nèi)容簡(jiǎn)介

隨著飛機(jī)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)數(shù)字化進(jìn)程的逐步深入，運(yùn)輸機(jī)中的大型化銑蒙皮類零件進(jìn)行化銑加工時(shí)，立體化銑樣板精度對(duì)化銑蒙皮質(zhì)量有著重要的影響，由傳統(tǒng)的手工移形、開(kāi)視口而產(chǎn)生了加工誤差大等缺陷。為提高加工精度及生產(chǎn)效率，將VPM系統(tǒng)作為協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，通過(guò)在線關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)和并行產(chǎn)品的定義，對(duì)化銑蒙皮類零件進(jìn)行三維數(shù)字化設(shè)計(jì)，大幅度提高了設(shè)計(jì)信息與制造信息的集成，為零件數(shù)字化制造提供了有力的保障。

2 技術(shù)方案

在飛機(jī)零件制造過(guò)程中，根據(jù)飛機(jī)總質(zhì)量和強(qiáng)度的要求，有大量的等厚度或變厚度并具有單曲面或雙曲面蒙皮類的零件，見(jiàn)圖1：

圖1 局部零件圖

此類零件均需要化學(xué)銑切，其工藝過(guò)程是先將零件平板下料，然后塑性彎曲成相應(yīng)的曲面形狀，再通過(guò)立體化銑樣板對(duì)蒙皮類零件進(jìn)行化學(xué)銑切等厚度或變厚度。由于加工中存在著不可逆過(guò)程，使零件的化銑精度成為決定零件質(zhì)量和工作效率的關(guān)鍵。

3 化銑原理

蒙皮類零件的外形面一般為單曲面或雙曲面，根據(jù)曲面變化情況及長(zhǎng)桁的分布、飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與重量等要求，零件材料厚度為等厚度或變厚度，厚度的變化是通過(guò)化學(xué)銑切來(lái)完成零件加工，化銑過(guò)程是通過(guò)化銑樣板確定零件防蝕層上需要刻劃零件輪廓線，也就是通過(guò)化銑樣板確定零件上允許腐蝕液作用的部位，化銑樣板通過(guò)化銑樣板相對(duì)零件定位加工的特殊性，以完成零件化銑加工。

4 零件結(jié)構(gòu)分析

由于蒙皮零件既是飛機(jī)的外表零件，又是飛機(jī)的重要受力構(gòu)件，所以一般尺寸比較大、形狀比較復(fù)雜且厚度薄、剛性差，根據(jù)受力情況，有些蒙皮零件是不等厚度的，有些蒙皮零件在受力的部位，還要進(jìn)行局部厚度的減薄加工，其減薄部位厚度公差控制要求比較嚴(yán)，蒙皮零件外形精度要求比較高，如今VPM技術(shù)的應(yīng)用，使模線樣板技術(shù)迎來(lái)了新的發(fā)展階段，對(duì)雙曲面且需化銑的蒙皮類零件化銑加工中，其工藝方法是采用立體化銑樣板對(duì)蒙皮進(jìn)行化學(xué)銑切，而模線樣板生產(chǎn)是飛機(jī)制造的第一步，化銑樣板的生產(chǎn)進(jìn)度直接影響產(chǎn)品質(zhì)量與研制周期，模線樣板設(shè)計(jì)技術(shù)也在不斷地發(fā)展，大量的化銑樣板設(shè)計(jì)可促進(jìn)逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造。

5 立體化銑樣板的設(shè)計(jì)

5.1 傳統(tǒng)的工藝方法

傳統(tǒng)的立體化銑樣板制造工藝是首先由模線中心設(shè)計(jì)反切內(nèi)樣板、劃線圖，以制造成型模胎，然后由鈑金廠按模胎制造實(shí)樣，同時(shí)提供劃線圖將化銑圖形及基準(zhǔn)線刻在模胎上，經(jīng)裝配合格后，由鈑金廠向模線中心移交該實(shí)樣，由模線中心按模胎化銑線，開(kāi)出視口，工藝流程圖如圖2所示：

圖2 立體化銑樣板傳統(tǒng)加工工藝流程圖

5.2 技術(shù)創(chuàng)新

在蒙皮類化銑零件設(shè)計(jì)制造研制過(guò)程中，為解決技術(shù)關(guān)鍵及難點(diǎn)，對(duì)蒙皮立體化銑樣板采用數(shù)控加工，其工藝過(guò)程為：

首先設(shè)計(jì)蒙皮零件的三維數(shù)模及工藝數(shù)模，按工藝數(shù)模制造模胎數(shù)據(jù)集，并通過(guò)三坐標(biāo)龍門式數(shù)控銑數(shù)控加工模胎，同時(shí)刻出零件各種基準(zhǔn)線、結(jié)構(gòu)線，再將毛料按模胎拉伸成與模胎型面完全貼合的毛坯，見(jiàn)圖3。此胎是成型蒙皮零件毛坯所用的依據(jù)，用于零件毛坯型面拉伸與立體化銑樣板型面拉伸。

圖3 數(shù)控模胎及零件刻線

其次通過(guò)VAM CATIA系統(tǒng)建立兩個(gè)蒙皮實(shí)體數(shù)模：一個(gè)為零件外形數(shù)模且開(kāi)透視口的數(shù)據(jù)集，即為標(biāo)準(zhǔn)樣板；另一個(gè)為向內(nèi)偏移料厚并與前一個(gè)數(shù)據(jù)集（標(biāo)準(zhǔn)樣板）相協(xié)調(diào)的數(shù)據(jù)集，以補(bǔ)償由于料厚產(chǎn)生的誤差，同時(shí)在該數(shù)據(jù)集（工藝數(shù)模）的設(shè)計(jì)中，包含裝配定位孔，化銑定位孔，化銑區(qū)開(kāi)孔和完整的外形線、化銑線，化銑余量線。將按拉型模成型的毛坯通過(guò)五坐標(biāo)數(shù)控輪廓銑床進(jìn)行編程，對(duì)外形輪廓、化銑區(qū)，框軸線視口等進(jìn)行加工，該樣板為立體化銑樣板。

6 立體化銑樣板數(shù)控加工

基于CATIA VPM系統(tǒng)建立工藝數(shù)模，再通過(guò)CATIA三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)工藝數(shù)模進(jìn)行柔性卡具參數(shù)設(shè)定，使其生成AIPSOVRCE五坐標(biāo)X、Y、I、J、K，根據(jù)工藝數(shù)模將該零件加工程序進(jìn)行數(shù)據(jù)編程并轉(zhuǎn)換為NC通用代碼，通過(guò)柔性卡具控制命令，先不給料，帶刀空走行程，完成零件需銑切部位，觀察零件銑切部位處是否有柔性卡具被銑切，經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，方可上料，根據(jù)工藝數(shù)模裝配定位孔設(shè)備可自動(dòng)找正，通過(guò)設(shè)備定位孔兩點(diǎn)定位，采用真空吸盤通過(guò)外形技術(shù)參數(shù)的設(shè)定，使柔性卡具相對(duì)毛坯準(zhǔn)確定位，在銑切中有設(shè)備執(zhí)行器控制參數(shù)；設(shè)備理論定位精度0.4mm；設(shè)備定位板分為原點(diǎn)定位板和附件定位板，定位板的定位孔取制可根據(jù)萬(wàn)向裝置調(diào)整附件定位板的位置，以確定設(shè)備與零件的相對(duì)定位，從而保證定位精度。

經(jīng)過(guò)飛機(jī)壁板組件的裝配，我們對(duì)裝配精度進(jìn)行全方位的分析、檢測(cè)比對(duì)，化銑區(qū)無(wú)干涉現(xiàn)象，裝配精度滿足技術(shù)要求，從而驗(yàn)證了立體化銑樣板加工新工藝的科學(xué)性與有效性。實(shí)現(xiàn)了蒙皮類化銑零件的結(jié)構(gòu)數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化制造的目標(biāo)，提高了運(yùn)八飛機(jī)的產(chǎn)品質(zhì)量與效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 模線設(shè)計(jì)員手冊(cè)[M].

[2] VPM通用使用手冊(cè)[M].

[3] 典型工藝規(guī)程[M].

[4] 五坐標(biāo)數(shù)控輪廓銑說(shuō)明書(shū)[S].

作者簡(jiǎn)介：楊磊，中航工業(yè)陜西飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司工程技術(shù)部模線中心工藝裝備設(shè)計(jì)及制造技術(shù)主管工藝師，高級(jí)工程師，研究方向：數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)；於智良，中航工業(yè)陜西飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司工程技術(shù)部模線中心數(shù)字化制造技術(shù)專家，研究員級(jí)高級(jí)工程師，研究方向：數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)；張大鈞，中航工業(yè)陜西飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司工程技術(shù)部模線中心高級(jí)工程師，研究方向：信息化技術(shù)。

摘要：文章對(duì)蒙皮類化銑零件的立體化銑樣板的數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造進(jìn)行了分析，詳述了立體化銑樣板精度對(duì)化銑蒙皮質(zhì)量有著重要的影響，由傳統(tǒng)的手工移形、開(kāi)視口而產(chǎn)生了加工誤差大等缺陷，通過(guò)采用CATIA VPM系統(tǒng)的在線關(guān)聯(lián)技術(shù)及新工藝數(shù)字化制造技術(shù)，提高了立體化銑樣板制造的制動(dòng)化程度及生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：VPM系統(tǒng)；立體化銑樣板；數(shù)字化加工

中圖分類號(hào)：TH164 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）01-0008-02

1 內(nèi)容簡(jiǎn)介

隨著飛機(jī)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)數(shù)字化進(jìn)程的逐步深入，運(yùn)輸機(jī)中的大型化銑蒙皮類零件進(jìn)行化銑加工時(shí)，立體化銑樣板精度對(duì)化銑蒙皮質(zhì)量有著重要的影響，由傳統(tǒng)的手工移形、開(kāi)視口而產(chǎn)生了加工誤差大等缺陷。為提高加工精度及生產(chǎn)效率，將VPM系統(tǒng)作為協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，通過(guò)在線關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)和并行產(chǎn)品的定義，對(duì)化銑蒙皮類零件進(jìn)行三維數(shù)字化設(shè)計(jì)，大幅度提高了設(shè)計(jì)信息與制造信息的集成，為零件數(shù)字化制造提供了有力的保障。

2 技術(shù)方案

在飛機(jī)零件制造過(guò)程中，根據(jù)飛機(jī)總質(zhì)量和強(qiáng)度的要求，有大量的等厚度或變厚度并具有單曲面或雙曲面蒙皮類的零件，見(jiàn)圖1：

圖1 局部零件圖

此類零件均需要化學(xué)銑切，其工藝過(guò)程是先將零件平板下料，然后塑性彎曲成相應(yīng)的曲面形狀，再通過(guò)立體化銑樣板對(duì)蒙皮類零件進(jìn)行化學(xué)銑切等厚度或變厚度。由于加工中存在著不可逆過(guò)程，使零件的化銑精度成為決定零件質(zhì)量和工作效率的關(guān)鍵。

3 化銑原理

蒙皮類零件的外形面一般為單曲面或雙曲面，根據(jù)曲面變化情況及長(zhǎng)桁的分布、飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與重量等要求，零件材料厚度為等厚度或變厚度，厚度的變化是通過(guò)化學(xué)銑切來(lái)完成零件加工，化銑過(guò)程是通過(guò)化銑樣板確定零件防蝕層上需要刻劃零件輪廓線，也就是通過(guò)化銑樣板確定零件上允許腐蝕液作用的部位，化銑樣板通過(guò)化銑樣板相對(duì)零件定位加工的特殊性，以完成零件化銑加工。

4 零件結(jié)構(gòu)分析

由于蒙皮零件既是飛機(jī)的外表零件，又是飛機(jī)的重要受力構(gòu)件，所以一般尺寸比較大、形狀比較復(fù)雜且厚度薄、剛性差，根據(jù)受力情況，有些蒙皮零件是不等厚度的，有些蒙皮零件在受力的部位，還要進(jìn)行局部厚度的減薄加工，其減薄部位厚度公差控制要求比較嚴(yán)，蒙皮零件外形精度要求比較高，如今VPM技術(shù)的應(yīng)用，使模線樣板技術(shù)迎來(lái)了新的發(fā)展階段，對(duì)雙曲面且需化銑的蒙皮類零件化銑加工中，其工藝方法是采用立體化銑樣板對(duì)蒙皮進(jìn)行化學(xué)銑切，而模線樣板生產(chǎn)是飛機(jī)制造的第一步，化銑樣板的生產(chǎn)進(jìn)度直接影響產(chǎn)品質(zhì)量與研制周期，模線樣板設(shè)計(jì)技術(shù)也在不斷地發(fā)展，大量的化銑樣板設(shè)計(jì)可促進(jìn)逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造。

5 立體化銑樣板的設(shè)計(jì)

5.1 傳統(tǒng)的工藝方法

傳統(tǒng)的立體化銑樣板制造工藝是首先由模線中心設(shè)計(jì)反切內(nèi)樣板、劃線圖，以制造成型模胎，然后由鈑金廠按模胎制造實(shí)樣，同時(shí)提供劃線圖將化銑圖形及基準(zhǔn)線刻在模胎上，經(jīng)裝配合格后，由鈑金廠向模線中心移交該實(shí)樣，由模線中心按模胎化銑線，開(kāi)出視口，工藝流程圖如圖2所示：

圖2 立體化銑樣板傳統(tǒng)加工工藝流程圖

5.2 技術(shù)創(chuàng)新

在蒙皮類化銑零件設(shè)計(jì)制造研制過(guò)程中，為解決技術(shù)關(guān)鍵及難點(diǎn)，對(duì)蒙皮立體化銑樣板采用數(shù)控加工，其工藝過(guò)程為：

首先設(shè)計(jì)蒙皮零件的三維數(shù)模及工藝數(shù)模，按工藝數(shù)模制造模胎數(shù)據(jù)集，并通過(guò)三坐標(biāo)龍門式數(shù)控銑數(shù)控加工模胎，同時(shí)刻出零件各種基準(zhǔn)線、結(jié)構(gòu)線，再將毛料按模胎拉伸成與模胎型面完全貼合的毛坯，見(jiàn)圖3。此胎是成型蒙皮零件毛坯所用的依據(jù)，用于零件毛坯型面拉伸與立體化銑樣板型面拉伸。

圖3 數(shù)控模胎及零件刻線

其次通過(guò)VAM CATIA系統(tǒng)建立兩個(gè)蒙皮實(shí)體數(shù)模：一個(gè)為零件外形數(shù)模且開(kāi)透視口的數(shù)據(jù)集，即為標(biāo)準(zhǔn)樣板；另一個(gè)為向內(nèi)偏移料厚并與前一個(gè)數(shù)據(jù)集（標(biāo)準(zhǔn)樣板）相協(xié)調(diào)的數(shù)據(jù)集，以補(bǔ)償由于料厚產(chǎn)生的誤差，同時(shí)在該數(shù)據(jù)集（工藝數(shù)模）的設(shè)計(jì)中，包含裝配定位孔，化銑定位孔，化銑區(qū)開(kāi)孔和完整的外形線、化銑線，化銑余量線。將按拉型模成型的毛坯通過(guò)五坐標(biāo)數(shù)控輪廓銑床進(jìn)行編程，對(duì)外形輪廓、化銑區(qū)，框軸線視口等進(jìn)行加工，該樣板為立體化銑樣板。

6 立體化銑樣板數(shù)控加工

基于CATIA VPM系統(tǒng)建立工藝數(shù)模，再通過(guò)CATIA三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)工藝數(shù)模進(jìn)行柔性卡具參數(shù)設(shè)定，使其生成AIPSOVRCE五坐標(biāo)X、Y、I、J、K，根據(jù)工藝數(shù)模將該零件加工程序進(jìn)行數(shù)據(jù)編程并轉(zhuǎn)換為NC通用代碼，通過(guò)柔性卡具控制命令，先不給料，帶刀空走行程，完成零件需銑切部位，觀察零件銑切部位處是否有柔性卡具被銑切，經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，方可上料，根據(jù)工藝數(shù)模裝配定位孔設(shè)備可自動(dòng)找正，通過(guò)設(shè)備定位孔兩點(diǎn)定位，采用真空吸盤通過(guò)外形技術(shù)參數(shù)的設(shè)定，使柔性卡具相對(duì)毛坯準(zhǔn)確定位，在銑切中有設(shè)備執(zhí)行器控制參數(shù)；設(shè)備理論定位精度0.4mm；設(shè)備定位板分為原點(diǎn)定位板和附件定位板，定位板的定位孔取制可根據(jù)萬(wàn)向裝置調(diào)整附件定位板的位置，以確定設(shè)備與零件的相對(duì)定位，從而保證定位精度。

經(jīng)過(guò)飛機(jī)壁板組件的裝配，我們對(duì)裝配精度進(jìn)行全方位的分析、檢測(cè)比對(duì)，化銑區(qū)無(wú)干涉現(xiàn)象，裝配精度滿足技術(shù)要求，從而驗(yàn)證了立體化銑樣板加工新工藝的科學(xué)性與有效性。實(shí)現(xiàn)了蒙皮類化銑零件的結(jié)構(gòu)數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化制造的目標(biāo)，提高了運(yùn)八飛機(jī)的產(chǎn)品質(zhì)量與效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 模線設(shè)計(jì)員手冊(cè)[M].

[2] VPM通用使用手冊(cè)[M].

[3] 典型工藝規(guī)程[M].

[4] 五坐標(biāo)數(shù)控輪廓銑說(shuō)明書(shū)[S].

作者簡(jiǎn)介：楊磊，中航工業(yè)陜西飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司工程技術(shù)部模線中心工藝裝備設(shè)計(jì)及制造技術(shù)主管工藝師，高級(jí)工程師，研究方向：數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)；於智良，中航工業(yè)陜西飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司工程技術(shù)部模線中心數(shù)字化制造技術(shù)專家，研究員級(jí)高級(jí)工程師，研究方向：數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)；張大鈞，中航工業(yè)陜西飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司工程技術(shù)部模線中心高級(jí)工程師，研究方向：信息化技術(shù)。

摘要：文章對(duì)蒙皮類化銑零件的立體化銑樣板的數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造進(jìn)行了分析，詳述了立體化銑樣板精度對(duì)化銑蒙皮質(zhì)量有著重要的影響，由傳統(tǒng)的手工移形、開(kāi)視口而產(chǎn)生了加工誤差大等缺陷，通過(guò)采用CATIA VPM系統(tǒng)的在線關(guān)聯(lián)技術(shù)及新工藝數(shù)字化制造技術(shù)，提高了立體化銑樣板制造的制動(dòng)化程度及生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：VPM系統(tǒng)；立體化銑樣板；數(shù)字化加工

中圖分類號(hào)：TH164 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）01-0008-02

1 內(nèi)容簡(jiǎn)介

隨著飛機(jī)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)數(shù)字化進(jìn)程的逐步深入，運(yùn)輸機(jī)中的大型化銑蒙皮類零件進(jìn)行化銑加工時(shí)，立體化銑樣板精度對(duì)化銑蒙皮質(zhì)量有著重要的影響，由傳統(tǒng)的手工移形、開(kāi)視口而產(chǎn)生了加工誤差大等缺陷。為提高加工精度及生產(chǎn)效率，將VPM系統(tǒng)作為協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，通過(guò)在線關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)和并行產(chǎn)品的定義，對(duì)化銑蒙皮類零件進(jìn)行三維數(shù)字化設(shè)計(jì)，大幅度提高了設(shè)計(jì)信息與制造信息的集成，為零件數(shù)字化制造提供了有力的保障。

2 技術(shù)方案

在飛機(jī)零件制造過(guò)程中，根據(jù)飛機(jī)總質(zhì)量和強(qiáng)度的要求，有大量的等厚度或變厚度并具有單曲面或雙曲面蒙皮類的零件，見(jiàn)圖1：

圖1 局部零件圖

此類零件均需要化學(xué)銑切，其工藝過(guò)程是先將零件平板下料，然后塑性彎曲成相應(yīng)的曲面形狀，再通過(guò)立體化銑樣板對(duì)蒙皮類零件進(jìn)行化學(xué)銑切等厚度或變厚度。由于加工中存在著不可逆過(guò)程，使零件的化銑精度成為決定零件質(zhì)量和工作效率的關(guān)鍵。

3 化銑原理

蒙皮類零件的外形面一般為單曲面或雙曲面，根據(jù)曲面變化情況及長(zhǎng)桁的分布、飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與重量等要求，零件材料厚度為等厚度或變厚度，厚度的變化是通過(guò)化學(xué)銑切來(lái)完成零件加工，化銑過(guò)程是通過(guò)化銑樣板確定零件防蝕層上需要刻劃零件輪廓線，也就是通過(guò)化銑樣板確定零件上允許腐蝕液作用的部位，化銑樣板通過(guò)化銑樣板相對(duì)零件定位加工的特殊性，以完成零件化銑加工。

4 零件結(jié)構(gòu)分析

由于蒙皮零件既是飛機(jī)的外表零件，又是飛機(jī)的重要受力構(gòu)件，所以一般尺寸比較大、形狀比較復(fù)雜且厚度薄、剛性差，根據(jù)受力情況，有些蒙皮零件是不等厚度的，有些蒙皮零件在受力的部位，還要進(jìn)行局部厚度的減薄加工，其減薄部位厚度公差控制要求比較嚴(yán)，蒙皮零件外形精度要求比較高，如今VPM技術(shù)的應(yīng)用，使模線樣板技術(shù)迎來(lái)了新的發(fā)展階段，對(duì)雙曲面且需化銑的蒙皮類零件化銑加工中，其工藝方法是采用立體化銑樣板對(duì)蒙皮進(jìn)行化學(xué)銑切，而模線樣板生產(chǎn)是飛機(jī)制造的第一步，化銑樣板的生產(chǎn)進(jìn)度直接影響產(chǎn)品質(zhì)量與研制周期，模線樣板設(shè)計(jì)技術(shù)也在不斷地發(fā)展，大量的化銑樣板設(shè)計(jì)可促進(jìn)逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造。

5 立體化銑樣板的設(shè)計(jì)

5.1 傳統(tǒng)的工藝方法

傳統(tǒng)的立體化銑樣板制造工藝是首先由模線中心設(shè)計(jì)反切內(nèi)樣板、劃線圖，以制造成型模胎，然后由鈑金廠按模胎制造實(shí)樣，同時(shí)提供劃線圖將化銑圖形及基準(zhǔn)線刻在模胎上，經(jīng)裝配合格后，由鈑金廠向模線中心移交該實(shí)樣，由模線中心按模胎化銑線，開(kāi)出視口，工藝流程圖如圖2所示：

圖2 立體化銑樣板傳統(tǒng)加工工藝流程圖

5.2 技術(shù)創(chuàng)新

在蒙皮類化銑零件設(shè)計(jì)制造研制過(guò)程中，為解決技術(shù)關(guān)鍵及難點(diǎn)，對(duì)蒙皮立體化銑樣板采用數(shù)控加工，其工藝過(guò)程為：

首先設(shè)計(jì)蒙皮零件的三維數(shù)模及工藝數(shù)模，按工藝數(shù)模制造模胎數(shù)據(jù)集，并通過(guò)三坐標(biāo)龍門式數(shù)控銑數(shù)控加工模胎，同時(shí)刻出零件各種基準(zhǔn)線、結(jié)構(gòu)線，再將毛料按模胎拉伸成與模胎型面完全貼合的毛坯，見(jiàn)圖3。此胎是成型蒙皮零件毛坯所用的依據(jù)，用于零件毛坯型面拉伸與立體化銑樣板型面拉伸。

圖3 數(shù)控模胎及零件刻線

其次通過(guò)VAM CATIA系統(tǒng)建立兩個(gè)蒙皮實(shí)體數(shù)模：一個(gè)為零件外形數(shù)模且開(kāi)透視口的數(shù)據(jù)集，即為標(biāo)準(zhǔn)樣板；另一個(gè)為向內(nèi)偏移料厚并與前一個(gè)數(shù)據(jù)集（標(biāo)準(zhǔn)樣板）相協(xié)調(diào)的數(shù)據(jù)集，以補(bǔ)償由于料厚產(chǎn)生的誤差，同時(shí)在該數(shù)據(jù)集（工藝數(shù)模）的設(shè)計(jì)中，包含裝配定位孔，化銑定位孔，化銑區(qū)開(kāi)孔和完整的外形線、化銑線，化銑余量線。將按拉型模成型的毛坯通過(guò)五坐標(biāo)數(shù)控輪廓銑床進(jìn)行編程，對(duì)外形輪廓、化銑區(qū)，框軸線視口等進(jìn)行加工，該樣板為立體化銑樣板。

6 立體化銑樣板數(shù)控加工

基于CATIA VPM系統(tǒng)建立工藝數(shù)模，再通過(guò)CATIA三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)工藝數(shù)模進(jìn)行柔性卡具參數(shù)設(shè)定，使其生成AIPSOVRCE五坐標(biāo)X、Y、I、J、K，根據(jù)工藝數(shù)模將該零件加工程序進(jìn)行數(shù)據(jù)編程并轉(zhuǎn)換為NC通用代碼，通過(guò)柔性卡具控制命令，先不給料，帶刀空走行程，完成零件需銑切部位，觀察零件銑切部位處是否有柔性卡具被銑切，經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，方可上料，根據(jù)工藝數(shù)模裝配定位孔設(shè)備可自動(dòng)找正，通過(guò)設(shè)備定位孔兩點(diǎn)定位，采用真空吸盤通過(guò)外形技術(shù)參數(shù)的設(shè)定，使柔性卡具相對(duì)毛坯準(zhǔn)確定位，在銑切中有設(shè)備執(zhí)行器控制參數(shù)；設(shè)備理論定位精度0.4mm；設(shè)備定位板分為原點(diǎn)定位板和附件定位板，定位板的定位孔取制可根據(jù)萬(wàn)向裝置調(diào)整附件定位板的位置，以確定設(shè)備與零件的相對(duì)定位，從而保證定位精度。

經(jīng)過(guò)飛機(jī)壁板組件的裝配，我們對(duì)裝配精度進(jìn)行全方位的分析、檢測(cè)比對(duì)，化銑區(qū)無(wú)干涉現(xiàn)象，裝配精度滿足技術(shù)要求，從而驗(yàn)證了立體化銑樣板加工新工藝的科學(xué)性與有效性。實(shí)現(xiàn)了蒙皮類化銑零件的結(jié)構(gòu)數(shù)字化設(shè)計(jì)與數(shù)字化制造的目標(biāo)，提高了運(yùn)八飛機(jī)的產(chǎn)品質(zhì)量與效率。

參考文獻(xiàn)

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[2] VPM通用使用手冊(cè)[M].

[3] 典型工藝規(guī)程[M].

[4] 五坐標(biāo)數(shù)控輪廓銑說(shuō)明書(shū)[S].

作者簡(jiǎn)介：楊磊，中航工業(yè)陜西飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司工程技術(shù)部模線中心工藝裝備設(shè)計(jì)及制造技術(shù)主管工藝師，高級(jí)工程師，研究方向：數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)；於智良，中航工業(yè)陜西飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司工程技術(shù)部模線中心數(shù)字化制造技術(shù)專家，研究員級(jí)高級(jí)工程師，研究方向：數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)；張大鈞，中航工業(yè)陜西飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司工程技術(shù)部模線中心高級(jí)工程師，研究方向：信息化技術(shù)。