一種曲面零件的加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于不規(guī)則零件加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種曲面零件的加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)雜曲面(不規(guī)則曲面)一般是由多曲率的曲面組合而成，達(dá)到某些數(shù)學(xué)特征的高精度、追求功能與美學(xué)效果的外觀形態(tài)，包括非球面、自由曲面和異型面等。復(fù)雜曲面已經(jīng)成為航空航天、天文、航海、汽車零部件、模具和生物醫(yī)用植入等領(lǐng)域眾多工業(yè)產(chǎn)品既零件的重要工作面。例如:非球面光學(xué)零件能夠跟好地矯正多種像差，提高儀器鑒別能力；復(fù)雜曲面反射鏡可有效減少反射次數(shù)和功率損失，提高精度及穩(wěn)定性；復(fù)雜曲面發(fā)動(dòng)機(jī)缸可提高工作效能；同時(shí)，一些模具型腔、汽車零部件越來越多的應(yīng)用復(fù)雜曲面外形，達(dá)到功能需求和美觀性。隨著復(fù)雜曲面類零件需求量的增加和性能要求的不斷提高，傳統(tǒng)加工方法以難以滿足實(shí)際應(yīng)用需求，迫切需要進(jìn)一步提高復(fù)雜曲面零件的加工水平，以期達(dá)到高效精密加工。
[0003]在加工曲面零件時(shí)，由于結(jié)構(gòu)原因，只有很少可供裝夾的基準(zhǔn)面，現(xiàn)有技術(shù)通過預(yù)留工藝凸臺(tái)的方式實(shí)現(xiàn)曲面零件的裝夾、定位。如CN101670462B公開了一種雙曲面薄壁壁板加工工藝，流程如下:1)粗加工:在毛坯兩側(cè)用壓板槽裝夾，進(jìn)行凹型面加工，留余量15mm，同時(shí)加工出兩側(cè)的工藝補(bǔ)塊；翻面進(jìn)行凸型面加工；加工前先將凸型面兩側(cè)的工藝補(bǔ)塊的平面銑至雙曲面薄壁壁板毛坯高度的1/4，加工后凸型面留工藝余量15_;加工毛坯的前后端面，在毛坯凸型面最高端的中心線處加工出二個(gè)帶孔的定位耳片，定位耳片分別與毛坯前后端連為一體；2)熱處理；3)半精加工:凹型面朝上，用標(biāo)準(zhǔn)墊塊墊高并夾緊兩側(cè)的工藝補(bǔ)塊，加工凹型面，預(yù)留5min工藝余量；凸型面朝上，定定位耳片進(jìn)行定位，加工凸型面，預(yù)留3mm工藝余量；4)時(shí)效；5)精加工:凹型面朝上，用標(biāo)準(zhǔn)墊塊墊高并夾緊兩側(cè)的工藝補(bǔ)塊，對(duì)定位耳片進(jìn)行定位，精加工凹型面后進(jìn)行計(jì)量；凸型面朝上，將雙曲面薄壁壁板裝夾于預(yù)制型面的真空平臺(tái)上，使型面與真空平臺(tái)的預(yù)制型面對(duì)應(yīng)吸附貼合平整，用定位耳片進(jìn)行定位，進(jìn)行凸型面精加工，使雙曲面薄壁壁板厚度達(dá)到1.5mm ;6)切斷工藝補(bǔ)塊和定位耳片。該方法減少了零件的變形量，解決的了零件裝夾、定位的難題。但是，復(fù)雜(不規(guī)則)曲面零件因其結(jié)構(gòu)多為不規(guī)則曲面，沒有可供裝夾的基準(zhǔn)面，制作工藝凸臺(tái)對(duì)零件進(jìn)行加工，工藝凸臺(tái)與零件的連接面積大，工藝凸臺(tái)的去除很容易在零件表面留下加工缺陷，后期難以彌補(bǔ)，這成為一道困擾加工操作人員的難題。不規(guī)則曲面零件復(fù)雜多樣，形狀千奇百怪，急需針對(duì)這種不規(guī)則曲面零件，找出其共性，提出其工藝凸臺(tái)制作及去除的可行性方法，以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜(不規(guī)則)曲面零件的快捷、精密加工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種曲面零件的加工方法，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜(不規(guī)則)曲面零件的快捷、精密加工。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種曲面零件的加工方法，包括下列步驟:
[0007]1)粗加工:對(duì)零件坯料進(jìn)行粗加工，零件的邊緣預(yù)留兩個(gè)以上用于裝夾的工藝凸臺(tái)；
[0008]2)裝夾:利用工藝凸臺(tái)將零件裝夾在加工工裝上；
[0009]3)加工輔助體:在工藝凸臺(tái)上加工出輔助體，所述輔助體的一端與零件的本體相連，另一端與剩余的工藝凸臺(tái)相連；
[0010]4)銑削:將輔助體作為零件的一部分參與銑削；
[0011]5)精加工:從零件的一面加工零件到設(shè)計(jì)尺寸，保留輔助體；
[0012]6)支撐:利用剩余的工藝凸臺(tái)將零件翻面后裝夾在加工工裝上，已加工好的一面用輔助支撐體進(jìn)行支撐；
[0013]7)精加工:加工零件另一面的本體到設(shè)計(jì)尺寸；
[0014]8)后加工:以輔助體為毛坯體，銑削未加工的零件曲面，輔助體留余量與剩余的工藝凸臺(tái)相連；
[0015]9)修整:去除輔助支撐體，斷開輔助體與剩余的工藝凸臺(tái)的連接，修掉零件上殘余的輔助體，完成零件加工。
[0016]步驟1)中，根據(jù)待加工的曲面零件(尤其是復(fù)雜曲面零件或不規(guī)則曲面零件)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在粗加工的毛還上預(yù)留兩個(gè)以上工藝凸臺(tái)(工藝凸臺(tái)與零件本體相連)。步驟1)中，預(yù)留的工藝凸臺(tái)在零件的左右兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置。工藝凸臺(tái)上設(shè)有用于裝夾的安裝孔和定位孔。安裝孔和定位孔應(yīng)設(shè)置在工藝凸臺(tái)上遠(yuǎn)離零件本體的一側(cè)，留出工藝凸臺(tái)上輔助體的位置(即讓出后期輔助體的加工空間)。
[0017]所述工藝凸臺(tái)的長寬方向與零件曲面UV方向一致。工藝凸臺(tái)的形狀結(jié)構(gòu)與尺寸大小需能提供有效可靠的裝夾。
[0018]根據(jù)待加工的曲面零件(尤其是復(fù)雜曲面零件或不規(guī)則曲面零件)及預(yù)留的工藝凸臺(tái)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)制作加工工裝。加工工裝的裝夾部與零件預(yù)留的工藝凸臺(tái)裝夾配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的有效、可靠裝夾。
[0019]步驟3)中，所得輔助體的厚度在零件曲面UV方向上與零件壁厚相等。所述輔助體的寬度不干涉工藝凸臺(tái)的裝夾位置，同時(shí)有足夠空間讓開曲面銑削刀具半徑。所述輔助體的長度與對(duì)應(yīng)工藝凸臺(tái)的長度相等。
[0020]輔助體的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是事先整體包絡(luò)在工藝凸臺(tái)之內(nèi)；加工輔助體時(shí)，對(duì)工藝凸臺(tái)上下前后周面上進(jìn)行加工，使形成的輔助體左右兩端分別與零件本體和剩余的工藝凸臺(tái)連接。
[0021]步驟4)中，將輔助體作為零件的一部分參與銑削需滿足:零件曲面銑削中刀具有足夠加工空間，同時(shí)保證剩余的工藝凸臺(tái)通過輔助體與零件的本體相連。此處銑削所用的刀具為球頭刀。步驟4)為數(shù)控粗銑，分兩面對(duì)零件進(jìn)行粗銑加工，數(shù)控編程及加工時(shí)，都把輔助體作為零件的一部分參與銑削，保證剩余的工藝凸臺(tái)通過輔助體與零件本體相連。
[0022]參與銑削的輔助體保證刀具能完全銑削到零件，又不對(duì)剩余的工藝凸臺(tái)產(chǎn)生過切。
[0023]步驟6)中，輔助支撐體的作用是增加零件剛性。輔助支撐體的支撐面與零件已加工好的一面緊密貼合適應(yīng)。
[0024]步驟7)中，加工零件另一面的本體到設(shè)計(jì)尺寸是指除輔助體與剩余的工藝凸臺(tái)夕卜，完全加工零件到設(shè)計(jì)尺寸。從步驟4)到步驟7)，保證剩余的工藝凸臺(tái)通過輔助體與零件本體可靠連接。
[0025]步驟8)中，所述余量為0.1mm。步驟8)中，數(shù)控編程要以輔助體為毛坯體，以未加工零件面為加工體，加工參數(shù)留0.1mm余量，以供最后修整到設(shè)計(jì)尺寸。
[0026]步驟9)中，修掉零件上殘余的輔助體是指采用銼刀修挫殘余的輔助體至零件設(shè)計(jì)尺寸。
[0027]本發(fā)明的曲面零件的加工方法，根據(jù)曲面零件的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)制作能就鵝考裝夾的工藝凸臺(tái)，并在工藝凸臺(tái)上加工輔助體，使其一端與加工零件的本體相連，一般與剩余的工藝凸臺(tái)相連，在零件本體加工至設(shè)計(jì)尺寸之后，再加工輔助體，后斷開輔助體與剩余的工藝凸臺(tái)，修正殘余的輔助體以完成加工；該方法以輔助體為過渡，方便數(shù)控編程及去除工藝凸臺(tái)，去除工藝凸臺(tái)后，零件表面無加工缺陷，加工精度高；提供了一種通用的曲面零件的工藝凸臺(tái)制作及去除指導(dǎo)，尤其實(shí)現(xiàn)了無可供裝夾基準(zhǔn)面的復(fù)雜曲面或不規(guī)則曲面零件的加工，加快了工藝編制速度，提高了數(shù)控編程與加工效率。
[0028]本發(fā)明的曲面零件的加工方法，對(duì)無安裝基準(zhǔn)、不規(guī)則曲面零件的加工有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義，可極大的方便此類零件的工藝編制與裝夾、加工，提高數(shù)控編程與加工效率，極大地增加零件加工成品率，縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，減低生產(chǎn)成本，具有較廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。
【附圖說明】
[0029]圖1為實(shí)施例1中不規(guī)則曲面零件裝夾在加工工裝上的結(jié)構(gòu)示意圖；