某型號(hào)彎梁的常規(guī)轉(zhuǎn)數(shù)控?cái)?shù)字化加工

張躍興

（沈陽(yáng)飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)有限公司數(shù)控加工廠，遼寧 沈陽(yáng) 110850）

彎梁零件是某型號(hào)飛機(jī)的重要件，該零件無(wú)數(shù)字化模型，原工藝方案為常規(guī)加工，工作量和工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，加工周期長(zhǎng)。為減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高加工效率，優(yōu)質(zhì)高效地完成加工任務(wù)，將此項(xiàng)零件進(jìn)行常規(guī)轉(zhuǎn)數(shù)控的轉(zhuǎn)化工作。由于種種不利因素的限制，給轉(zhuǎn)化工作帶來(lái)了一定的困難，文中巧妙地采取措施，將存在的困難逐一破解，順利地完成零件數(shù)字化加工的轉(zhuǎn)化工作。該零件方案的轉(zhuǎn)化過(guò)程，對(duì)新員工起到一定的引導(dǎo)作用，對(duì)有經(jīng)驗(yàn)的工藝人員也有一定的借鑒價(jià)值。

1 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

彎梁零件規(guī)格為600 mm×200 mm×50 mm，需5坐標(biāo)機(jī)床翻面加工來(lái)完成，結(jié)構(gòu)見圖1零件軸側(cè)圖。

圖1 零件軸側(cè)圖

2 常規(guī)轉(zhuǎn)數(shù)控轉(zhuǎn)化方案的確定

2.1 零件外形曲面的建立

（1）零件制造和檢驗(yàn)依據(jù)。零件外形為變擺角，按檢夾檢驗(yàn)；內(nèi)形筋條位置和兩側(cè)端頭位置按樣板；筋條、緣條和腹板厚度尺寸按圖紙。

（2）零件外形取點(diǎn)建曲面。零件外形依據(jù)檢夾，由于檢夾外形有些位置狀態(tài)不好，凹凸不平，用記號(hào)筆在檢夾上做點(diǎn)，共438個(gè)，讓測(cè)量機(jī)操作者按給定的位置手動(dòng)取點(diǎn)測(cè)量，在同一曲面上取兩排點(diǎn)，每排點(diǎn)都位于同一高度，便于以后建立曲面。

取點(diǎn)結(jié)束后，開始將取得的點(diǎn)導(dǎo)入CATIA，導(dǎo)點(diǎn)方式有3種：

一是將測(cè)得的點(diǎn)一個(gè)個(gè)按坐標(biāo)輸入CATIA；

二是采用點(diǎn)云方式將所有的點(diǎn)一起導(dǎo)入CATIA；

三是采用EXCEL模板導(dǎo)點(diǎn)。

方式一的工作量大，點(diǎn)的位置可以調(diào)控，點(diǎn)少時(shí)適用，點(diǎn)多時(shí)實(shí)在不可??；

方式二導(dǎo)入簡(jiǎn)單，工作量小，但導(dǎo)入的點(diǎn)不受控制，不可按操作者意愿來(lái)更改點(diǎn)位，不可取；

方式三導(dǎo)入點(diǎn)方法簡(jiǎn)單，且點(diǎn)位置可控。經(jīng)考慮采用第三種方式進(jìn)行導(dǎo)點(diǎn)。

方式三具體操作方法為：

首先將數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為EXCEL模板格式，到文件夾D:ProgramFilesDassaultSystemesB18intel_acodecommand下打開導(dǎo)入點(diǎn)數(shù)據(jù)模板GSD_PointSplineLoftFromExcel，也可將該模板拷貝到其他位置再打開。打開選項(xiàng)欄，啟用“安全警告宏”，按模板格式將點(diǎn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入，啟用“宏”，選擇“Feuil1.Main”，并執(zhí)行，輸入1，可在CATIA中導(dǎo)入點(diǎn)數(shù)據(jù)；輸入2，可在CATIA中導(dǎo)入點(diǎn)和曲線數(shù)據(jù)；輸入3，可在CATIA中導(dǎo)入點(diǎn)，曲線和曲面數(shù)據(jù)。注意，形成曲線或曲面時(shí)，數(shù)據(jù)輸入時(shí)具有順序性。

該彎梁零件采用的是第三種導(dǎo)點(diǎn)方式。點(diǎn)導(dǎo)入后，形成初級(jí)曲面，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)個(gè)別點(diǎn)明顯趨勢(shì)不對(duì)，稱之為壞點(diǎn)，編輯將壞點(diǎn)刪除。由于取點(diǎn)較多，刪除個(gè)別壞點(diǎn)并不影響大局。

（3）零件外形曲面數(shù)據(jù)反測(cè)。在已建立的初級(jí)曲面上，取點(diǎn)反測(cè)檢夾，注意在曲率變化較大處要多取，平緩處可以少取一些；在已建成的曲面上，曲面狀態(tài)不好處多取點(diǎn)，曲面平緩處可以相對(duì)少取點(diǎn)。

反測(cè)后，發(fā)現(xiàn)兩次數(shù)據(jù)嚴(yán)重不符，最大處數(shù)值位置相差1.3 mm。經(jīng)分析和實(shí)地考查，認(rèn)為是由于測(cè)量機(jī)矢量方向?qū)е?，第一次是純手?dòng)測(cè)量，矢量方向不準(zhǔn)，第二次采用第一次的數(shù)據(jù)取點(diǎn)建立矢量方向，與零件理論矢量方向逼近，因此決定舍棄第一次數(shù)據(jù)，采用第二次反測(cè)數(shù)據(jù)。

（4）零件外形曲面調(diào)整。利用第二次反測(cè)數(shù)據(jù)，采用EXCEL模板導(dǎo)點(diǎn)方式，重新建立外形曲面，同樣發(fā)現(xiàn)壞點(diǎn)要?jiǎng)h除，并編制外形程序。

2.2 零件外形程序的編制

零件外形程序加工分4步走，分別是：

（1）粗加工，外形留有2 mm余量；

（2）半精加工，外形留有1 mm和0.5 mm余量；

（3）精加工，外形到位。

零件按檢夾定位，檢驗(yàn)零件加工出的外形是否均勻，如不均勻，記錄各部位差值，并將已建立的外形進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，直到加工出的外形符合檢夾，并通過(guò)檢驗(yàn)員驗(yàn)證為止。

2.3 零件筋位和兩側(cè)端頭的建立

（1）零件制造和檢驗(yàn)依據(jù)。零件內(nèi)形筋條位置和兩側(cè)端頭位置按樣板。

（2）零件筋位和兩側(cè)端頭取點(diǎn)建曲面。選取工段加工狀態(tài)好的零件1個(gè)，到測(cè)量機(jī)手動(dòng)測(cè)量筋位和端頭，之后建立筋位和端頭曲面，趨勢(shì)明顯不對(duì)的壞點(diǎn)應(yīng)刪除。

（3）零件筋位和兩側(cè)端頭數(shù)據(jù)反測(cè)。在已建立的初級(jí)筋位和端頭曲面上取點(diǎn)反測(cè)零件，反測(cè)零件筋位和端頭后，將新數(shù)據(jù)導(dǎo)入CATIA后發(fā)現(xiàn)兩次數(shù)據(jù)最大相差1.1 mm，經(jīng)過(guò)上次檢夾的測(cè)量經(jīng)驗(yàn)，可直接將第一次測(cè)量結(jié)果丟棄，采用第二次測(cè)量結(jié)果。

（4）零件外形曲面調(diào)整。利用第二次反測(cè)數(shù)據(jù)建立筋位和端頭位置，同樣發(fā)現(xiàn)壞點(diǎn)要?jiǎng)h除，并編制外形程序。

2.4 零件筋位和端頭曲面程序的編制

零件筋位和端頭曲面程序加工同樣分4步走，分別是：粗加工，外形留有2mm余量；半精加工，外形留有1 mm和0.5 mm余量；精加工，外形到位。

通過(guò)以上的加工和調(diào)試，零件外形、筋位和兩端頭的位置全部滿足要求，并通過(guò)檢驗(yàn)。

2.5 刀具的選擇

刀具選擇總的原則是：安裝調(diào)整便捷，剛性好，耐用度和精度高，切削性能好。在滿足加工要求的前提下，盡量選擇較短的刀具及刀柄，以提高刀具加工時(shí)的剛性。

選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸相適應(yīng)。

2.6 機(jī)加工方案的確定

零件在機(jī)加工時(shí)，必須要理順先后順序，否則，后續(xù)機(jī)加工會(huì)很有難度，甚至?xí)?dǎo)致機(jī)加工的無(wú)法進(jìn)行，對(duì)零件品質(zhì)造成極大的威脅。

（1）零件的定位。彎梁零件加工時(shí)定位采用同一基準(zhǔn)，即一面二孔定位，避免出現(xiàn)定位誤差累計(jì)，數(shù)控加工時(shí)，毛料周邊加以輔助壓板。

（2）程序的編制。彎梁零件程序的編制是利用CATIA V5工作站來(lái)完成的。

（3）加工策略。粗銑時(shí)主要是以去除零件工藝余量為目的，徑向排刀盡可能地大一些，軸向排刀根據(jù)刀具直徑、刀具刀長(zhǎng)、零件材料性能等確定。對(duì)于相同材質(zhì)刀具，當(dāng)切寬一定，直徑越大，下刀深越大；刀越長(zhǎng)，切深反而越??；半精加工及精加工時(shí)，要充分利用刃長(zhǎng)切削，即加工時(shí)，采用徑向分層方式，而軸向只要沒(méi)超過(guò)刃長(zhǎng)范圍，就不必軸向分層。

另外，銑削方式直接影響零件的加工品質(zhì)及刀具壽命。粗銑時(shí)，刀具采用逆銑加工，將模鍛件氧化皮去除；精加工，則采用順銑加工，順銑時(shí)，刀具的震動(dòng)小，切除材料厚度由厚變薄，避免在已加工表面冷硬層上的滑走過(guò)程，提高刀具的使用壽命，并且切屑容易折斷，不會(huì)粘在刀具上，避免粘刀，加工零件表面光潔度好；同時(shí)刀具后角磨損小，提高刀具壽命。

3 數(shù)模的建立

經(jīng)過(guò)上述方案的試切，零件外形、筋位和兩端頭的位置數(shù)據(jù)，已得到采集，結(jié)合圖紙信息，建立完整的數(shù)模數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)零件數(shù)字化。

4 結(jié)束語(yǔ)

彎梁零件經(jīng)工段數(shù)控銑床試切，優(yōu)質(zhì)高效地完成加工任務(wù)，效率提高5倍，表面品質(zhì)有了可靠保證，為零件順利交付贏得了時(shí)間。彎梁零件經(jīng)數(shù)控銑床試切，一次性成功，證明了工藝方案的正確性及合理性，是切實(shí)可行的方案。

在航空制造業(yè)飛速發(fā)展的今天，一成不變的加工方式，只會(huì)束縛我們探索的腳步，最終必然會(huì)導(dǎo)致從制造業(yè)中所淘汰。因此我們要加快步伐，大膽嘗試，不斷創(chuàng)新，并加強(qiáng)合作與交流，使機(jī)械制造業(yè)再創(chuàng)輝煌。