化铣(成形)样板快速制造方法研究

化铣（成形）样板快速制造方法研究
针对化铣（成形）样板劳动强度大、加工周期长的生产现状，依据CAD软件曲面展开、数控划线和数控下料等技术手段，改进化铣（成形）样板加工流程，提出了一种化铣（成形）样板快速制造的方法，有效改善了样板加工质量，缩短了样板制造周期。

标签：化铣样板;快速制造;实样;模胎
1 引言
现阶段航空制造企业仍然普遍采用化学铣切加工技术。

化学铣切作为机械加工之外的一种重要补充加工手段，在蒙皮类和钣金框类零件加工中广泛应用。

化铣样板是确定化铣区域的重要辅助工具，用于化铣零件涂胶表面划线刻膜，使零件表面需要化铣的部位暴露在化学介质中进行腐蚀。

因此，化学铣切过程中化铣样板制造是非常关键的一道工序，化铣样板快速制造能有效缩短化铣零件的生产周期。

2 化铣（成形）样板常用制造方法
化铣（成形）样板简称化铣（成）样板，是先钣金成形后化学铣切加工的零件进行化铣划线的工具。

现阶段化铣（成）样板普遍采用的加工方法是按模胎成形零件毛坯和化銑（成）样板毛坯，按胎线手工加工零件外缘得到零件实样，依据尺寸、辅助展开样板或数控划线在化铣（成）样板毛坯上划出化铣余量线，按划线结果手工切割锉修化铣（成）样板化铣区开口，并按实样手工加工样板外缘，实样作为化铣（成）样板的最终检验依据。

3 化铣（成）样板快速制造方法
3.1 单曲度零件化铣（成）样板快速制造方法
单曲度或者曲度较小的零件在钣金成形过程中受力均匀、拉伸方向单一，零件内部材料流动规则，成形后内部开口的形状和位置变化较小。

根据上述特点利用CAD软件将零件三维模型中的化铣区轮廓、零件外形轮廓、定位孔等几何信息以化铣加工表面为基准展开到平面状态，按展开结果设计化铣（成）样板的下料数据。

按下料数据使用数控机床下料即可得到展平状态下的化铣（成）样板（见图1），根据零件本身的加工工艺对展平状态下的化铣（成）样板采用滚弯成形或拉伸成形，成形后直接得到立体状态的化铣（成）样板（见图2）。

整个样板制造过程全部采用数控机床加工完成，生产效率和加工精度显著提升。

3.2 双曲度零件化铣（成）样板快速制造方法
3.2.1 化铣区域单曲
由于零件整体呈双曲度状态，在钣金成形过程中零件受力情况复杂，材料流动不规则，部分区域出现挤压、扭曲的情况，内部开口和外形容易产生大的形变和位移，因此不再适用整体精确下料。

但是针对零件双曲，但化铣区域单曲或曲度较小的情况，可以提供包含化铣区轮廓、定位孔（必要时还可附带适当增加加工余量后的零件外形轮廓）的化铣（成）样板下料数据。

可以采用与单曲度零件化铣（成）样板相同的快速制造方法进行加工，样板成形后对工艺余量进行手工锉修。

3.2.2 化铣区域双曲
零件化铣区双曲或者零件曲度变化较大的情况，只能依据实样划线工人手工加工化铣区开口，通常双曲度零件需要使用数控机床对实样进行划线，划线加工周期较长，同时由于模胎加工和实样划线分别进行数控加工，产生了不必要的二次定位误差。

为实现化铣（成）样板的快速制造，设计带有化铣余量线和指向化铣区方向的5mm划线辅助线的三维模型，用于零件模胎的设计制造，在制造模胎时对化铣余量线和划线辅助线作出特殊标记，与零件外形划线相区分。

设计包含化铣余量线和定位孔的实样下料数据，需要注意的是下料数据应在化铣余量线基础上增加3mm的加工余量（尺寸可根据具体零件加工情况进行调整）。

对实样毛坯进行钣金成形后，大部分的划线辅助线位于实样成形毛坯开口内的可见位置，按照未被毛坯覆盖的划线辅助线在实样上等距划出化铣余量线，按划线结果手工加工实样化铣区，最后以加工合格的实样为依据制造化铣（成）样板。

4 结束语
单曲度零件化铣（成）样板采用数控下料和数控机床成形，生产周期短、加工精度高，实样及化铣（成）样板成型后外形与定位孔协调统一，极大的改善了当前化铣（成）样板的加工精度和加工质量。

对双曲度零件化铣（成）样板的快速制造方法进行了探讨，有效缩短了双曲度化铣（成）样板的制造周期。

随着数字化加工技术的不断进步，尤其是激光加工技术的飞速发展，化铣样板制造以及化铣零件生产的工艺手段将不断进步和完善。