CN115055975B - 一种飞机座椅支撑板的加工工艺方法及加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种飞机座椅支撑板的加工工艺方法及加工装置，所述加工工艺方法包括的以下步骤，S1、计算零件的工艺数模；S2、下料；S3、成型；S4、固溶处理；S5、校型；S6、钻孔；S7、铣切外形；S8、检验。本发明的加工工艺方法中，通过对用于毛坯零件成型、校型、钻孔、检验以及铣切的模板进行重新设计，使得在零件的加工过程中，能够实现快速定位和装夹，提高了零件的检测效率，降低了零件的加工成本。

Description

一种飞机座椅支撑板的加工工艺方法及加工装置

技术领域

本发明涉及航空制造钣金加工技术领域，特别是涉及一种飞机座椅支撑板的加工工艺方法及加工装置。

背景技术

在航空钣金加工领域，钣金零件多为复杂曲面结构特点，对曲面轮廓及外形轮廓精度要求高。且多数零件需要具备较高的互换性，钣金零件上涉及到多种高精度的孔位位置度要求。

对于曲面轮廓度，目前多数采用四柱液压机凹凸模冲压工艺，模具结构复杂，模具制造成本高，模具装夹时间长。对于小批量多品种的航空钣金零件制造成本非常高。对于高精度要求的孔位置度及外形轮廓度，航空钣金零件多数孔都在复杂曲面上，孔多数为垂直曲面的法向孔，且外形轮廓为不规则弧形边，目前采用的是使用专用机加装夹工装，在五轴机床上进行打孔铣切外形轮廓。五轴机床加工小时费率高，且需要较长装夹时间和专用工装，导致零件加工成本高。对于零件检验，有形位公差要求的航空钣金零件目前多采用三坐标进行测量，需要使用专用的测量工装进行支撑装夹，且航空钣金零件都为薄板，测量探头很难准确的探到孔中心，导致三坐标测量误差大，耗时长，零件检测效率低，很难一次准确的检测出合格零件。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种飞机座椅支撑板的加工工艺方法及加工装置，旨在解决现有的航空钣金零件加工成本高，检测效率低且误差大的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出的飞机座椅支撑板的加工工艺方法，包括以下步骤：

S1、计算零件的工艺数模：使用三维绘图软件绘制并计算零件；

S2、下料：按照计算后的零件尺寸对板材进行数控铣切下料；

S3、成型：将毛坯零件定位于盖板与成型模胎之间，使用液压机对毛坯零件进行液压成型；

S4、固溶处理：将已成型零件吊挂于固溶炉中，进行固溶处理至W状态；S5、校型：将淬火后的W状态下的零件使用成型模胎进行校型；

S6、钻孔：将已校型零件定位于钻检模胎上，使用枪钻配合钻检模板对零件进行钻孔；

S7、铣切外形：将已钻孔零件定位于铣切靠板上，使用风动铣对零件进行铣切；

S8、检验：将已铣切零件定位于钻检模胎上，按照钻检模胎上的外形边缘线检验零件的外形轮廓，并使用检验销检验零件孔位置度；

可选的，，所述步骤S4中，所述步骤S4中，固溶炉的保温温度为524～534℃，保温时间为35～45min，淬火水温≤32℃,且淬火过程中水温上升不超过10℃，最高水温≤37.8℃，淬火转移时间≤10秒，淬火时间≥8秒。

本发明还提出了一种飞机座椅支撑板的加工装置，所述飞机座椅支撑板的加工装置包括：

成型装置，用于对毛坯零件进行液压成型和校型，所述成型装置包括成型模胎、第一定位件和盖板，所述第一定位件用于将盖板、毛坯零件依次定位于成型模胎上；

钻检装置，用于对成型零件进行钻孔、检验零件的孔位置度和外形轮廓，所述钻检装置包括钻检模胎、第二定位件和钻检组件，所述第二定位件用于将成型零件定位于钻检模胎上；以及，

铣切装置，用于对已钻孔零件进行铣切，所述铣切装置包括铣切靠板、第三定位件和铣切压板，所述第三定位件用于将已钻孔零件、铣切压板依次定位于铣切靠板上。

可选的，所述第一定位件包括若干个第一定位销，所述成型模胎和盖板开设若干个第一定位孔，各所述第一定位销依次对应连接所述盖板上的第一定位孔、毛坯零件上的耳片孔和所述成型模胎上的第一定位孔，以将毛坯零件定位于所述盖板和成型模胎之间。

可选的，所述第二定位件包括若干个第二定位销，所述钻检模胎开设若干个第二定位孔，各所述第二定位销依次对应连接成型零件上的耳片孔和所述第二定位孔，以将成型零件定位于所述钻检模胎。

可选的，所述钻检组件包括若干个钻检模板、若干个第四定位销，所述钻检模胎和各所述钻检模板均对应开设有若干个第四定位孔，各所述第四定位销依次对应连接各所述钻检模板上的第四定位孔和所述钻检模胎上的第四定位孔，以将各所述钻检模板定位在钻检模胎上；

成型零件位于所述钻检模胎和各所述钻检模板之间。

可选的，所述钻检模胎中设置有第一钢丝牙套，所述钻检模板上设有第一螺栓穿过孔，所述钻检模板还包括钻检螺栓，所述钻检螺栓穿过所述第一螺栓穿过孔且螺纹连接所述第一钢丝牙套，以将所述钻检模板和成型零件锁紧于钻检模胎。

可选的，所述钻检模板还设有规格钻套和多个检验销，所述规格钻套用于零件制孔，各所述检验销用于检验零件的孔位置度。

可选的，所述第三定位件包括若干个第三定位销，所述铣切靠板和铣切压板上均开设有若干个第三定位孔，各所述第三定位销依次对应连接所述铣切压板上的第三定位孔和所述铣切靠板上的第三定位孔，以将所述铣切压板定位在铣切靠板上；

已钻孔零件位于所述铣切靠板和铣切压板之间。

可选的，所述铣切靠板中设置有第二钢丝牙套，所述铣切压板中设置第二螺栓穿过孔，所述铣切压板还包括铣切螺栓，所述铣切螺栓穿过所述第二螺栓穿过孔且螺纹连接所述第二钢丝牙套，以将已钻孔零件和所述铣切压板锁紧于铣切靠板。

本发明的技术方案中，通过对用于毛坯零件成型、校型、钻孔、检验以及铣切的模板进行重新设计，使得在零件的加工过程中，能够实现快速定位和装夹，提高了零件的检测效率，降低了零件的加工成本。

附图说明

图1是本发明的飞机座椅支撑板的加工工艺方法的流程示意图；

图2是本发明的飞机座椅支撑板的加工装置的成型装置的装夹示意图；

图3是本发明的飞机座椅支撑板的加工装置的钻检装置的装夹示意图；

图4是本发明的飞机座椅支撑板的加工装置的钻检装置的另一装夹示意图；

图5是本发明的飞机座椅支撑板的加工装置的铣切装置的装夹示意图；

图6是本发明的飞机座椅支撑板的加工装置的铣切装置的另一装夹示意图；

图7是本发明的毛坯零件的结构示意图。

标号说明：毛坯零件1、耳片孔-11、成型装置-2、成型模胎-21、第一定位销-22、盖板-23、第一定位孔-24、吊装螺纹孔-25、钻检装置-3、钻检模胎-31、第一钢丝牙套-310、第二定位销-32、第二定位孔-33、钻检模板-34、第四定位销-341、第四定位孔-342、第一螺栓穿过孔-343、钻检螺栓-344、规格钻套-35、第一基础定位销-36、第二基础定位销-37、检验销-38、铣切装置-4、铣切靠板-41、第三定位销-42、铣切压板-43、第三定位孔-44、铣切螺栓-45、第二螺栓穿过孔-46。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了更好地描述和说明本申请的实施例，可参考一幅或多幅附图，但用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对本申请的发明创造、目前所描述的实施例或优选方式中任何一者的范围的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示所指的装置必须具有特定的方位或以特定的方位操作，因此不能理解为对本发明的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

在航空钣金加工领域，钣金零件多为复杂曲面结构特点，对曲面轮廓及外形轮廓精度要求高。目前多数采用四柱液压机凹凸模冲压工艺，模具结构复杂，模具制造成本高，模具装夹时间长；且采用专用机加装夹工装，在五轴机床上进行打孔铣切外形轮廓，五轴机床加工小时费率高，且需要较长装夹时间和专用工装，导致零件加工成本高；零件检验时，有形位公差要求的航空钣金零件目前多采用三坐标进行测量，需要使用专用的测量工装进行支撑装夹，且航空钣金零件都为薄板，测量探头很难准确的探到孔中心，导致三坐标测量误差大，耗时长，零件检测效率低，很难一次准确的检测出合格零件。

鉴于此，本发明提出一种飞机座椅支撑板的加工工艺方法，请参阅图1-7，所述加工工艺方法包括以下步骤：

S1、计算零件的工艺数模：使用三维绘图软件绘制并计算零件。

在本实施例中，使用CATIA绘图软件计算展开零件，将此零件的外圈边缘放大约10mm余量，绘制7个定位耳片，得出展开零件的图纸数据。

S2、下料：按照计算后的零件尺寸对板材进行数控铣切下料。

在本实施例中，请参阅图7，利用数控下料铣机床，按照计算后的展开零件尺寸对O状态（也即软状态）的薄铝板进行数控铣切下料，得到毛坯零件。

S3、成型：将毛坯零件定位于盖板与成型模胎之间，使用液压机对毛坯零件进行液压成型。

在本实施例中，使用7个耳片定位销将展开毛坯与盖板定位于成型模胎上，并且展开毛坯位于盖板与成型模胎之间，将定位好的成型装置吊入橡皮囊液压机，使用橡皮块在液压机内填充成型装置周围及成型装置上表面,将橡皮囊液压机压力设置500bar，对展开毛坯进行液压成型，得到已成型零件。

S4、固溶处理：将已成型零件吊挂于固溶炉中，进行固溶处理至W状态。

在本实施例中，将成型后的零件吊挂于固溶炉中，使用已成型零件上的耳片孔进行吊挂，进行固溶处理，将零件材料状态处理至W状态。其中，步骤S4中，固溶炉的保温温度为524～534℃，保温时间为35～45min，淬火水温≤32℃,且淬火过程中水温上升不超过10℃，最高水温≤37.8℃，淬火转移时间≤10秒，淬火时间≥8秒。

S5、校型：将淬火后的W状态下的零件使用成型模胎进行校型。

在本实施例中，将淬火后的W状态下的零件使用成型模胎校型，使零件校型至贴合成型模胎胎面，消除间隙，得到已校型零件。

S6、钻孔：将已校型零件定位于钻检模胎上，使用枪钻配合钻检模板对零件进行钻孔。

在本实施例中，将已校型的零件使用耳片定位销定位于钻检模胎上，使用钻检模板定位销将钻检模板定位于钻检模胎上，已校型的零件位于钻检模板和钻检模胎之间，使用钻检模板锁紧螺栓锁紧钻检模板于钻检模胎上，钻检模板上设置对应规格钻套，定位好钻检模板后，使用枪钻配合钻检模板进行钻孔，在零件上钻出各类规格的孔径。其中，根据零件外形，所述钻检模板包括很多个。

S7、铣切外形：将已钻孔零件定位于铣切靠板上，使用风动铣对零件进行铣切。

在本实施例中，将铣切靠板放置于已钻孔零件的下方，将铣切压板放置于钻完孔后的零件上方，按照步骤S7中已经制出对应规格孔位，使用铣切定位销将铣切压板、已钻孔零件、铣切靠板进行定位，并使用铣切锁紧螺栓进行锁紧，使用风动铣靠住右侧的铣切靠板铣切零件右侧外形，去除余量；完成右侧外形铣切后，拆下零件，按照以上步骤安装左侧的铣切靠板、铣切压板，使用风动铣靠住铣切靠板铣切零件左侧外形，去除余量。左右侧外形余量都去除完成后，将零件上的7个定位耳片进行去除。

S8、检验：将已铣切零件定位于钻检模胎上，按照钻检模胎上的外形边缘线检验零件的外形轮廓，并使用检验销检验零件孔位置度。

在本实施例中，将加工完成后的零件放置于钻检模胎上，使用基准定位销将钻检模板及零件定位于钻检模胎上，插入钻检模板定位销并使用钻检模板锁紧螺栓锁紧钻检模板，并参照步骤S6，将各种类型的钻检模板定位锁紧于钻检模胎上。钻检模胎上刻有零件外形边缘线，按照外形边缘线检验零件外形轮廓，按照零件孔径公差及位置度公差要求设置多种规格的检验销，检验零件孔位置度。

本发明的技术方案中，通过对用于毛坯零件成型、校型、钻孔、检验以及铣切的模板进行重新设计，使得在零件的加工过程中，能够实现快速定位和装夹，提高了零件的检测效率，降低了零件的加工成本。

本发明还提出了一种飞机座椅支撑板的加工装置，图2-7为本发明的飞机座椅支撑板的加工装置一实施例，请参阅图2-7，所述飞机座椅支撑板的加工装置包括成型装置2、钻检装置3和铣切装置4。

具体的，所述成型装置2用于对毛坯零件1进行液压成型和校型，所述成型装置2包括成型模胎21、第一定位件和盖板23，所述第一定位件用于将盖板23、毛坯零件1依次定位于成型模胎21上；所述钻检装置3用于对成型零件进行钻孔、检验零件的孔位置度和外形轮廓，所述钻检装置3包括钻检模胎31、第二定位件和钻检组件，所述第二定位件用于将成型零件定位于钻检模胎31上；所述铣切装置4用于对已钻孔零件进行铣切，所述铣切装置包括铣切靠板41、第三定位件和铣切压板43，所述第三定位件用于将已钻孔零件、铣切压板43依次定位于铣切靠板41上。需要说明的是，所述第一定位件、第二定位件和第三定位件的定位方式可以是螺栓螺纹连接固定，也可以是销和销孔的形式进行固定；所述钻检组件包括具有各种规格钻孔的模板，以便于对零件进行钻孔和检验孔位置度。

进一步的，请参阅图2和图7，在使用所述成型装置2进行液压成型时，为使毛坯零件1能在成型模胎21上快速精准定位，所述第一定位件包括7个第一定位销22，毛坯零件1上具有7个耳片孔11，所述成型模胎21和盖板23各开设7个第一定位孔24，各所述第一定位销22依次对应连接所述盖板23上的第一定位孔24、毛坯零件1上的耳片孔11和所述成型模胎21上的第一定位孔24，以将毛坯零件1定位于所述盖板23和成型模胎21之间。此外，所述成型模胎21的侧面制出4个吊装螺纹孔25，用于在液压成型时进行吊装。

请参阅图3，在使用所述钻检装置3进行钻孔时，为使成型零件能够在钻检模胎31上快速精准定位，所述第二定位件包括7个第二定位销32，所述钻检模胎31开设7个第二定位孔33，各所述第二定位销32依次对应连接成型零件上的耳片孔11和所述第二定位孔33，以将成型零件定位于所述钻检模胎31。当然，这里的第二定位销32和上述的第一定位销22是同一种，是与上述耳片孔11对应的耳片定位销。

请参阅图3，为便于快速进行成型零件的钻孔和检验，所述钻检组件包括4个钻检模板34、若干个第四定位销341，所述钻检模胎31和各所述钻检模板34均对应开设有若干个第四定位孔342，各所述第四定位销341依次对应连接各所述钻检模板34上的第四定位孔342和所述钻检模胎31上的第四定位孔342，以将各所述钻检模板34定位在钻检模胎31上；当然，成型零件设置于所述钻检模胎31和各所述钻检模板34之间。

请参阅图3，为使钻孔和检验过程更加稳定，所述钻检模胎中设置有第一钢丝牙套310，所述钻检模板34上设有第一螺栓穿过孔343，所述钻检模板34还包括钻检螺栓344，所述钻检螺栓344穿过所述第一螺栓穿过孔343且螺纹连接所述第一钢丝牙套310，以将所述钻检模板34和成型零件锁紧于钻检模胎31。当然，其他钻检模板34上设置同上。需要说明的是，使用所述第一钢丝牙套310可明显提高钻检螺栓344和钻检模胎之间的螺纹连接强度和耐磨性。

请参阅图4，所述钻检模板34上还设有规格钻套35和多个检验销38，所述规格钻套35用于零件制孔，在进行检验时，还设有第一基础定位销36和第二基础定位销37，各所述检验销38根据零件孔位公差和孔径公差设置，以检验零件的孔位置度。所述钻检模胎31上表面还刻印有零件外形线（图中未示出），所述零件外形线符合零件外形标准，用来检验零件外形轮廓。当然，其他钻检模板34上设置同上。

请参阅图5和图6，在使用所述铣切装置4进行铣切时，为使已钻孔零件能够在铣切装置4上快速精准定位，所述第三定位件包括若干个第三定位销42，所述铣切靠板41和铣切压板43上均开设有若干个第三定位孔44，各所述第三定位销42依次对应连接所述铣切压板43上的第三定位孔44和所述铣切靠板41上的第三定位孔44，以将所述铣切压板43定位在铣切靠板41上；当然，已钻孔零件设置于所述铣切靠板41和铣切压板43之间。并且，为适应零件外形轮廓，所述铣切靠板41和铣切压板43具有多个。

请参阅图5和图6，为使铣切过程更加稳定，所述铣切靠板41中设置有第二钢丝牙套（图中未示出），所述铣切压板43中设置第二螺栓穿过孔46，所述铣切压板43还包括铣切螺栓45，所述铣切螺栓45穿过所述第二螺栓穿过孔46且螺纹连接所述第二钢丝牙套，以将已钻孔零件和所述铣切压板43锁紧于铣切靠板41。需要说明的是，使用所述第二钢丝牙套可明显提高铣切螺栓45和铣切靠板41之间的螺纹连接强度和耐磨性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种飞机座椅支撑板的加工工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、计算零件的工艺数模：使用三维绘图软件绘制并计算零件；

S2、下料：按照计算后的零件尺寸对板材进行数控铣切下料；

S3、成型：将毛坯零件定位于盖板与成型模胎之间，使用液压机对毛坯零件进行液压成型；

S4、固溶处理：将已成型零件吊挂于固溶炉中，进行固溶处理

至W状态；

S5、校型：将淬火后的W状态下的零件使用成型模胎进行校型；

S6、钻孔：将已校型零件定位于钻检模胎上，使用枪钻配合钻检模板对零件进行钻孔；

S7、铣切外形：将已钻孔零件定位于铣切靠板上，使用风动铣对零件进行铣切；

S8、检验：将已铣切零件定位于钻检模胎上，按照钻检模胎上的外形边缘线检验零件的外形轮廓，并使用检验销检验零件孔位置度；

其中，所述步骤S4中，固溶炉的保温温度为524～534℃，保温时间为35～45min，淬火水温≤32℃,且淬火过程中水温上升不超过10℃，最高水温≤37.8℃，淬火转移时间≤10秒，淬火时间≥8秒；

所述飞机座椅支撑板的加工工艺方法使用的加工装置包括：

成型装置（2），用于对毛坯零件进行液压成型和校型，所述成型装置（2）包括成型模胎（21）、第一定位件和盖板（23），所述第一定位件用于将盖板（23）、毛坯零件依次定位于成型模胎（21）上；

钻检装置（3），用于对成型零件进行钻孔、检验零件的孔位置度和外形轮廓，所述钻检装置（3）包括钻检模胎（31）、第二定位件和钻检组件，所述第二定位件用于将成型零件定位于钻检模胎（31）上；以及，

铣切装置（4），用于对已钻孔零件进行铣切，所述铣切装置包括铣切靠板（41）、第三定位件和铣切压板（43），所述第三定位件用于将已钻孔零件、铣切压板（43）依次定位于铣切靠板（41）上。

2.如权利要求1所述的飞机座椅支撑板的加工工艺方法，其特征在于，所述第一定位件包括若干个第一定位销（22），所述成型模胎（21）和盖板（23）开设若干个第一定位孔（24），各所述第一定位销（22）依次对应连接所述盖板（23）上的第一定位孔（24）、毛坯零件上的耳片孔和所述成型模胎（21）上的第一定位孔（24），以将毛坯零件定位于所述盖板（23）和成型模胎（21）之间。

3.如权利要求1所述的飞机座椅支撑板的加工工艺方法，其特征在于，所述第二定位件包括若干个第二定位销（32），所述钻检模胎（31）开设若干个第二定位孔（33），各所述第二定位销（32）依次对应连接成型零件上的耳片孔和所述第二定位孔（33），以将成型零件定位于所述钻检模胎（31）。

4.如权利要求1所述的飞机座椅支撑板的加工工艺方法，其特征在于，所述钻检组件包括若干个钻检模板（34）、若干个第四定位销（341），所述钻检模胎（31）和各所述钻检模板（34）均对应开设有若干个第四定位孔（342），各所述第四定位销（341）依次对应连接各所述钻检模板（34）上的第四定位孔（342）和所述钻检模胎（31）上的第四定位孔（342），以将各所述钻检模板（34）定位在钻检模胎（31）上；

成型零件位于所述钻检模胎（31）和各所述钻检模板（34）之间。

5.如权利要求4所述的飞机座椅支撑板的加工工艺方法，其特征在于，所述钻检模胎中设置有第一钢丝牙套（310），所述钻检模板（34）上设有第一螺栓穿过孔（343），所述钻检模板（34）还包括钻检螺栓（344），所述钻检螺栓（344）穿过所述第一螺栓穿过孔（343）且螺纹连接所述第一钢丝牙套（310），以将所述钻检模板（34）和成型零件锁紧于钻检模胎（31）。

6.如权利要求4所述的飞机座椅支撑板的加工工艺方法，其特征在于，所述钻检模板（34）还设有规格钻套（35）和多个检验销（38），所述规格钻套（35）用于零件制孔，各所述检验销（38）用于检验零件的孔位置度。

7.如权利要求1所述的飞机座椅支撑板的加工工艺方法，其特征在于，所述第三定位件包括若干个第三定位销（42），所述铣切靠板（41）和铣切压板（43）上均开设有若干个第三定位孔（44），各所述第三定位销（42）依次对应连接所述铣切压板（43）上的第三定位孔（44）和所述铣切靠板（41）上的第三定位孔（44），以将所述铣切压板（43）定位在铣切靠板（41）上；

已钻孔零件位于所述铣切靠板（41）和铣切压板（43）之间。

8.如权利要求1所述的飞机座椅支撑板的加工工艺方法，其特征在于，所述铣切靠板（41）中设置有第二钢丝牙套，所述铣切压板（43）中设置第二螺栓穿过孔（46），所述铣切压板（43）还包括铣切螺栓（45），所述铣切螺栓（45）穿过所述第二螺栓穿过孔（46）且螺纹连接所述第二钢丝牙套，以将已钻孔零件和所述铣切压板（43）锁紧于铣切靠板（41）。