板料五點(diǎn)校正方法在數(shù)控銑床臺(tái)面上的應(yīng)用

赫建利

（中航工業(yè)第一飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院飛豹公司，陜西 西安 710089）

板料五點(diǎn)校正方法在數(shù)控銑床臺(tái)面上的應(yīng)用

赫建利

（中航工業(yè)第一飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院飛豹公司，陜西 西安 710089）

通過(guò)機(jī)械加工過(guò)程中鋁合金板料的變形，對(duì)被加工板料的平面度誤差的校正，以傳統(tǒng)方法和創(chuàng)新方法進(jìn)行了對(duì)比闡述。根據(jù)工件的裝夾與校正，壓板在數(shù)控機(jī)床臺(tái)面上對(duì)加工板料，薄壁工件的五點(diǎn)校正進(jìn)行了研究。使工件在安全校正，單面校正，精確校正后的效果，具有較強(qiáng)的推廣普及和實(shí)用參考價(jià)值。

平面度；五點(diǎn)校正；單面校正；精確校正

0 引言

鋁合金板料的加工由于受變形因素的影響，對(duì)零件的平面彎曲變形，在數(shù)控銑床臺(tái)面進(jìn)行五點(diǎn)校正。利用工件在機(jī)床臺(tái)面的長(zhǎng)度范圍，采用螺栓，壓板，墊塊，工件在數(shù)控機(jī)床上裝夾，螺母施加壓力的校正方法，進(jìn)行單面精確校正，獲得工件的最終制造精度。避免了因壓力機(jī)的工作臺(tái)面短，工件長(zhǎng)，需要分段校正，兩大面反復(fù)校正，工件的平面度難以達(dá)到公差標(biāo)準(zhǔn)，校正工序周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)。

1 傳統(tǒng)校正

在數(shù)控銑床上加工如（3000×300×30）mm的長(zhǎng)條鋁板加工中，硬質(zhì)合金鑲齒端銑刀銑完上下兩大面后，被加工鋁板出現(xiàn)約5mm的一維彎曲變形，按照傳統(tǒng)的校正方法，在壓力機(jī)上校正，由于零件比較長(zhǎng)，比較薄，壓力機(jī)工作臺(tái)面比較短，因此需要采用分段，兩大面反復(fù)校正的方法，實(shí)現(xiàn)工件的校正。零件的上下表面容易出現(xiàn)波浪彎，平面度難以達(dá)到零件需要的公差。在工件的變形校正中，時(shí)常發(fā)生因校正載荷過(guò)大產(chǎn)生校正裂紋而導(dǎo)致工件報(bào)廢或出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破壞而失穩(wěn)的現(xiàn)象，產(chǎn)品質(zhì)量難以保證，因此有必要研究航空材料變形校正過(guò)程中的安全校正問(wèn)題［2］。避免因壓力機(jī)操作不熟練或工件裝夾不當(dāng)，引起的校正量過(guò)大，局部變形。如圖1所示。

圖1　傳統(tǒng)校正效果圖

2 創(chuàng)新校正的步驟

2.1零件的裝夾

首先在臺(tái)面上裝夾鋁板，在壓點(diǎn)式變形校正中，工件的正確裝夾是變形校正精確的首要解決的關(guān)鍵技術(shù)之一，校正時(shí)支點(diǎn)位置以及支點(diǎn)間距的大小等，直接影響變形校正參數(shù)值的大小和校正質(zhì)量［3］。因此上表面3塊墊塊與工件的接觸直角必須倒圓R10，墊塊4，墊塊5內(nèi)側(cè)直角倒圓R2，防止墊塊的棱角對(duì)工件壓出痕跡，破壞型面的表面光潔度。并在彎曲變形校正過(guò)程中，支撐位置應(yīng)盡可能選擇工件特征曲線的拐點(diǎn)，如圖2所示，墊塊4，墊塊5的位置，墊塊尺寸為（300×150×100）mm。同時(shí)1號(hào)部位的墊塊選擇在工件初始變形量的最高點(diǎn)，作用是加載時(shí)形成工件校正時(shí)的主壓力。2號(hào)，3號(hào)部位的墊塊主要是輔助1號(hào)部位施加壓力，針對(duì)2號(hào)，3號(hào)部位高點(diǎn)的校形。其次是確保工件在施壓的過(guò)程中，保護(hù)工件的滑落，起安全校正的作用。墊塊尺寸為（300×100×50）mm。限位千斤頂?shù)母叨戎颠x擇，是加載量過(guò)大時(shí)對(duì)變形量數(shù)值的實(shí)際限制，是對(duì)精確校正，安全校正的保護(hù)措施。如圖2所示。

圖2　工件裝夾示意圖

2.2墊塊壓力點(diǎn)的分布

由于墊塊壓力點(diǎn)的分布位置不同，工件上表面3塊墊塊的寬窄對(duì)工件校形平面度起著至關(guān)重要的作用。在開始施加壓力的時(shí)候，工件的下表面位于墊塊4，墊塊5的平面之上，1號(hào)部位墊塊是中間部分施加壓力，2號(hào)，3號(hào)墊塊是內(nèi)側(cè)圓弧部分施加壓力。在壓力的作用下，工件的平面度處于公差范圍內(nèi)時(shí)，工件上表面3塊墊塊底部全部接觸到零件，同時(shí)施加壓力。當(dāng)零件的下表面低于墊塊4，墊塊5的平面度時(shí)，1號(hào)部位墊塊是兩側(cè)圓弧部分施加壓力，2號(hào)，3號(hào)墊塊是外側(cè)圓弧部分施加壓力。所以墊塊的寬度取決于工件的長(zhǎng)短。

2.3零件的校正

（1）初始變形量校正。調(diào)節(jié)限位千斤頂，使千斤頂?shù)母叨戎禐閴|塊4的高度減去工件的初始變形量，用扳手旋轉(zhuǎn)中間的1號(hào)部位螺母，施加壓力，兩邊的2號(hào)，3號(hào)壓板，僅限于稍微的帶勁，起輔助的作用，緩解1號(hào)部位的載荷。2號(hào)、3號(hào)壓板主要是校正各自兩點(diǎn)的平面度，防止在校正載荷作用下，工件內(nèi)1號(hào)部位的應(yīng)力集中過(guò)大，超過(guò)工件材料的強(qiáng)度極限，會(huì)引起破裂而報(bào)廢，起到安全校正的作用。就是要確定不使工件產(chǎn)生無(wú)限變形及超過(guò)工作強(qiáng)度極限的最大校正載荷。隨著壓力的增大，零件的下表面中部與限位千斤頂貼合，螺栓卸載后，零件放在床面上查看變形量值。只有當(dāng)初始變形量等于校正載荷卸去后的彈復(fù)變形量時(shí)，卸載后變形零件才會(huì)變直［3］（P1.4.2.1）。達(dá)到校正目的。

（2）彈復(fù)變形量校正。由于工件內(nèi)部殘余應(yīng)力的作用，工件的變形校正一次不會(huì)恢復(fù)平面度，需要多次校正。限位千斤頂?shù)母叨戎惦S著校正次數(shù)要逐級(jí)減小，防止加載過(guò)量。用扳手旋轉(zhuǎn)中間的1號(hào)部位螺母，增加壓力，2號(hào)，3號(hào)壓板的壓力也隨著加大，當(dāng)零件接觸到限位千斤頂時(shí)，停止施加壓力，用高度尺測(cè)量零件上表面中間1號(hào)部位的高度值，記錄測(cè)量數(shù)值，給下次校正作參考依據(jù)。待壓板卸載后，把零件平放在床面上，測(cè)量1號(hào)部位的變形量，根據(jù)前面的校正順序，依次校正。

（3）矯枉過(guò)正。在矯正的過(guò)程中，在零件凸起處施加壓力，使材料內(nèi)應(yīng)力超過(guò)屈服極限，產(chǎn)生塑性變形，從而糾正原有變形。應(yīng)當(dāng)適當(dāng)采用矯枉過(guò)正的方法，因?yàn)榧词乖诔C正時(shí)，材料由塑性變形而獲得平正，但在卸載后還是有些部分彈性恢復(fù)［1］。零件的平面度達(dá)到要求時(shí)，用高度尺測(cè)量零件上表面中間1號(hào)部位的高度值，壓力逐點(diǎn)增大，確保校正量不易過(guò)多。卸載后工件兩端與臺(tái)面有0.1mm的間隙，達(dá)到部分彈性恢復(fù)，零件平面度達(dá)到公差要求。

2.4校正的優(yōu)點(diǎn)

（1）單面整體施加壓力校正，說(shuō)明反彎校正的單一性。

（2）不用兩面反復(fù)校正，分段校正，型面不會(huì)出現(xiàn)波浪彎，破壞型面。

（3）加工件平面度可控制在0.1mm以內(nèi)。

（4）加載時(shí)不會(huì)出現(xiàn)機(jī)械校正的壓力值不穩(wěn)定性，不安全性，可控性強(qiáng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)五點(diǎn)彎曲校正法，有效的解決了零件在機(jī)械加工過(guò)程中的變形，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)機(jī)械校正與手工校正之間的空白，而且能保證零件的尺寸精度，使零件在機(jī)械加工中，省時(shí)，省力，靈活多變。確保了零件在一臺(tái)數(shù)控銑床上的加工與校正的完美結(jié)合。有效降低了工序周轉(zhuǎn)時(shí)間，提高了效率。可以在同類產(chǎn)品實(shí)際制造過(guò)程中應(yīng)用及推廣，以解決更多零件制造中的變形，校正問(wèn)題。

［1］陳宏鈞.鉗工實(shí)用技術(shù)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

［2］姜亦濤.航空整體結(jié)構(gòu)件加工變形安全校正關(guān)鍵技術(shù)研究［D］.山東大學(xué)，2009，5.

［3］孫杰.航空整體結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工變形校正理論和方法研究［D］.浙江大學(xué)，2013，12.

TG54

A

10.3969/j.issn.1002-6673.2015.02.046

1002-6673（2015）02-123-02

2015-03-02

赫建利（1972-），男，陜西富平縣人，技師。研究方向：精密裝配。