化学铣切样板的设计与制造研究

化学铣切样板的设计与制造研究

方静

航空工业沈阳飞机工业（集团）有限公司制造数据中心

摘要：随着MBD技术和条件逐步成熟，模线样板技术也不断发展，正迎来一个新的发展阶段，大量化铣样板也全面实现智能设计制造，由于化铣样板加工的特殊性，需要加工工人全面掌握设计意图、样板应用、加工细节等，对于不同种类的零件采用相适宜的加工方法，本文对化铣样板的数字化设计制造作了详尽的介绍。

关键词：化铣（展）样板，化铣（成）样板，实样

1引言

在现代航空制造业中，化学铣切技术作为一种特殊的工艺加工方法有着广泛的应用。所谓化学铣切加工，是依靠化学溶液对零件表面溶解的加工技术，即利用化学腐蚀和电化学腐蚀原理加工零件的一种工艺方法。目前，在飞机各类零件中，依赖化学铣切技术的零件有很大比例。化学铣切加工过程中，化铣区的确定是非常关键的一道工序。化铣样板是铝合金零件化学铣切选取的样板，按制造和使用情况分为化铣（展开）和化铣（成形）样板。化学铣切样板是确定化铣区的重要辅助工具，其主要作用是确定零件表面应接受铣切的部位。因此，提高化铣样板的质量和生产效率，对飞机的试制进度有非常重要的意义。

随着飞机设计、生产的数字化进程的逐渐深入，模线样板技术也不断发展，在我国MBD技术和条件已逐步成熟。模线样板技术正迎来一个新的发展阶段，大量化铣样板也基本实现数字化制造，由于化铣样板加工的特殊性，化铣样板的样板制造与其它种类的样板也不同，需要数控技术与手工作业结合的加工方式，既保证化铣样板的准确度又保证加工进度。

2化铣（展）样板制造

2.1化铣（展）样板设计

化铣（展）样板是先化铣后成形的零件进行化铣刻线用的样板，即零件在下料后平板状态进行化铣，样板也为展开平面状态。在化铣零件制造数据集中，提取零件外形曲面片，将其偏移至化铣区所在面，按照样板申请单中化铣余量的要求，对已投影的化铣线进行平行偏移，形成化铣余量线，其余同展开样板模线设计。样板工艺图中除增加化铣余量线外，与展开样板相同。

2.2化铣（展）样板制造

激光切割样板技术以其短周期、高精度、易复制、制造数据易管理等先进特性取代了传统的手工生产方式。激光切割生产要求样板设计员提供切割数据，然后再经过优化处理并转化为激光切割程序即可驱动激光切割机进行生产。化铣（展）样板模线设计完成后，按照模线进行激光切割编程，为了保证零件与样板的协调性，激光切割文件中销钉孔、定位孔孔径应与制造数据集一致。另外，化铣样板不镶钻套，激光切割编程按实际孔径设计即可，不需要预留钻套底孔。

3化铣（成）样板制造

3.1化铣（成）样板设计

化铣（成）样板是对先成形后化学铣切的零件进行化学铣切划线用的样板，即零件在成形后进行化铣，样板为非平面状态。化铣（成）样板按设计方式可分为按展开模线加工的化铣（成）样板、按尺寸加工的化铣（成）样板和按数控划线加工的化铣（成）样板。

化铣（成）样板的制作所需要的标准实样与样板毛坯都是由零件生产厂提供的，因此在制作化铣（成）样板前，需要检验标准实样与样板毛坯的贴合度、孔位协调度及标准实样与样板毛坯上的工艺孔与制造数据集的一致性等问题。

3.2按展开模线加工化铣（成）样板

对于化铣区曲率变化较小、化铣区相对简单的零件，可按展开模线加工化铣（成）样板。即按照化铣（展）样板的设计方式，在制造数据集中提取化铣面曲面，将曲面展开，应用0.8mm厚的镀锌板作为辅助样板，用来进行化铣（成）样板化铣区的加工。

辅助样板应包含零件化铣区形状并带有工艺孔，可为一块或多块。在保证完全定位的情况下，工艺孔不需全部给出，工艺图中的草图为化铣样板而不是辅助样板。辅助样板的激光文件可只示出化铣零件的局部形状，但应示出全部化铣区的形状。辅助样板不是正式的样板品种，作为化铣（成）样板的制造依据使用后作废。化铣成样板最终按模线检验。

3.3按尺寸加工的化铣（成）样板

对于化铣区曲率变化较小、化铣区形状规则、便于利用测量基准进行化铣区加工的化铣（成）零件，应使用尺寸测量的方式进行化铣样板的设计，且尺寸精度为±0.1mm。按工艺草图中尺寸标注进行样板加工。

3.4按数控划线加工的化铣（成）样板

对于化铣区曲率变化较大的零件，其化铣（成）样板应按化铣划线制造数据集对标准实样进行划线，对划线结果进行验证后手工加工制得。

3.5化铣（成）样板的加工

无论是按何种依据加工的化铣（成）样板都需要工人手工进行切割制造，为了保证化铣样板正确性，在加工之前将实样与化铣毛坯料用抽丁连接，目前最有效的工具为曲线锯。对于化铣余量线处的开孔位置按工艺图，开孔大小可由工人确定，要考虑实样和样板的强度和刚性。化铣样板耳片上的销钉孔中心，孔径为φ5.2mm，不镶钻套并保证实样与化铣样板的一致性。在化铣样板加工合格后，由工人在工作边划5mm的等宽线并加打检印。

4结论

在现代航空制造业中，化学铣切技术作为一种特殊的工艺加工方法有着广泛的应用。目前，在飞机各类零件中，依赖化学铣切技术的零件有很大比例。化学铣切加工过程中，化铣区的确定是非常关键的一道工序。化学铣切样板是确定化铣区的重要辅助工具，其主要作用是确定零件表面应接受铣切的部位。

化铣样板的生产状态较传统的生产模式有了突破性的改革，在很大程度上应用计算机进行数字量传输，零件的精度提高而且生产周期缩短，保证零件的精确尺寸。