一种飞机空中吊舱顶罩的机加工方法
【专利摘要】一种飞机空中吊舱顶罩的机加工方法，包括基准面的选取、钳工划线、粗铣加工第一基准面、加工第一外圆环和第二外圆环、精铣加工第二基准面、精铣加工第一基准面、加工第一信号接收孔和第二信号接收孔及后续处理工序，在该机加工方法中使用到SK50P数控车床、V.M.C?1401加工设备、EU?1000四轴加工设备，通过第一基准面的粗铣加工可以有效保证第一外圆环和第二外圆环的同轴度，通过第一基准面的精铣加工可以有效保证第一信号接收孔和第二信号接收孔的精确加工，第一基准面的粗铣加工可以有效保证第一外圆环面和第二外圆环面的粗车和精车精度，并在10mm/r的刀具进给量下使顶罩没有产生应力变形，机加工方法简单实用。
【专利说明】
一种飞机空中吊舱顶罩的机加工方法
技术领域
[0001] 本发明属于机械加工技术领域，尤其是一种飞机空中吊舱顶罩的机加工方法。 技术背景
[0002] 顶罩是飞机空中吊舱的主要部件之一，空中吊舱主要由前球壳、后球壳、叉、连接 盘和顶罩组成，其中顶罩位于整个空中吊舱的最上方，顶罩与飞机底部相连固定。
[0003] 结合图1，顶罩精铸件的上半部呈截面半圆环状而其下半部呈圆环状，其的底部 6mm处开有七个90°的锥形孔，这七处锥形孔与下方的连接盘实施联接，在顶罩的截面上设 置有第一信号接收孔1和第二信号接收孔2,第一信号接收孔1和第二信号接收孔2的孔径尺 寸不同。
[0004]为减轻飞机空中吊舱的重量，顶罩通常采用ZL205A或是ZL101A铝合金精铸造而 成，其壁厚仅为2.5mm。由于在顶罩不存在加强筋这种结构，因此在加工过程中带来的最大 问题是：
[0005] 1、如何准确定位顶罩的基准中心线；
[0006] 2、通过什么加工手段来保证顶罩不产生外圆环面变形；
[0007] 3、由于顶罩受材质所限，顶罩的工艺加工性能较差且切削加工困难，加工过程中 非常容易吸收氢并产生高温及应力变形，此外加工顶罩时其表面还会产生碳化现象，直接 影响各项设计参数的加工精度要求。
【发明内容】
[0008] 为解决上述问题，本发明提供了一种飞机空中吊舱顶罩的机加工方法，该加工方 法先解决顶罩的基准面选取问题，通过基准面的选取和加工来制定第一外圆环和第二外圆 环以及第一信号接收孔和第二信号接收孔的加工步骤，再通过EU-1000加工设备加工第一 信号接收孔和第二信号接收孔，加工过程中顶罩的第一外圆环和第二外圆环均没有产生变 形现象，机加工方法简单实用。
[0009] 为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
[0010] 一种飞机空中吊舱顶罩的机加工方法，顶罩采用ZL205A或是ZL101A铝合金精铸而 成，顶罩的上半部呈截面半圆环状而其下半部呈圆环状，将顶罩的上半部简称为第二外圆 环而将其下半部简称为第一外圆环，在第二外圆环的截面上设置有第一信号接收孔和第二 信号接收孔，要求第一信号接收孔的孔径为35；；'第二信号接收孔的孔径为 28?；° °6 mm，第一外圆环的下端面至第二外圆环的上端面之垂直距离为94°。.。51?,第一信号 接收孔与第二信号接收孔的孔间距由设计给定;该机加工方法包括基准面的选取、钳工划 线、粗铣加工第一基准面、加工第一外圆环和第二外圆环、精铣加工第二基准面、精铣加工 第一基准面、加工第一信号接收孔和第二信号接收孔及后续处理工序，在该机加工方法中 使用到SK50P数控车床、V.M.C-1401加工设备、EU-1000四轴加工设备，其特征分述如下； [0011] ①基准面的选取：
[0012] 选取第二外圆环的上端面为第二基准面，选取第一外圆环的下端面为第一基准 面；
[0013] ②钳工划线：
[0014] 先将第一外圆环的下端面不平整处修锉推平，然后将第一外圆环的下端面平放在 水平工作台上，依据第二外圆环的截面划出第二外圆环的上端面对称中心线，所述对称中 心线中的任一条线必须平行于所述截面，再依据所述对称中心线和所述孔间距确定第一信 号接收孔和第二信号接收孔的相对加工位置；
[0015] ③粗铣加工第一基准面：
[0016] 将第二外圆环的上端面平放在V.M.C-1401加工设备的桥板上并通过数个夹具夹 紧顶罩，要求第二外圆环的上端面要平行于所述桥板，通过粗铣加工第一外圆环的下端面 并使其加工成第一基准面，粗加工后第一基准面至所述桥板的垂直高度控制在98 土 0.05mm；
[0017] ④加工第一外圆环和第二外圆环：
[0018] 将第一基准面紧密贴合在SK50P数控车床的卡盘上并夹紧之，要求第一基准面平 行于所述卡盘，先通过粗车加工第一外圆环和第二外圆环，然后再通过精车加工第一外圆 环和第二外圆环，精车加工后第二外圆环的直径要求达到028〇_ ::ακ:，第一外圆环的直径要 求达到0:309. 2\16，第二外圆环和第一外圆环的同轴度要求达到0.1mm;
[0019] ⑤精铣加工第二基准面：
[0020] 将第一基准面平放在V.M.C-1401加工设备的桥板上并通过数个夹具夹紧顶罩，然 后粗铣出第二外圆环的上端面，要求粗铣后第一基准面至第二外圆环的上端面垂直距离控 制在97 ± 0.05mm;最后通过精铣加工第二外圆环的上端面并使其加工成第二基准面，要求 精铣后第一基准面至第二基准面的垂直距离控制在96 ± 0.05mm;
[0021] ⑥精铣加工第一基准面：
[0022]将第二基准面平放在V.M.C-1401加工设备的桥板上并通过数个夹具夹紧顶罩，然 后半精加工第一基准面，要求半精加工后第一基准面至第二基准面的垂直距离控制在95 土 0.05mm;最后通过精铣加工第一基准面，要求精铣后第一基准面至第二基准面的垂直距离 控制在94e〇. Mmm;
[0023]⑦加工第一信号接收孔和第二信号接收孔：
[0024]依据所述孔间距将EU-1000四轴加工设备的桥板按逆时针旋转90°并使所述截面 垂直于所述桥板，最后通过EU-1000四轴加工设备精铣加工出第一信号接收孔和第二信号 接收孔，精铣后第一信号接收孔的孔径达到35:° 3 mm而第二信号接收孔的孔径达到 28〇 mm；
[0025] ⑧后续处理：
[0026] 顶罩其它部位的加工精度要求不高并按常规机加工方式进行加工，最后对精加工 后第一信号接收孔或是第二信号接收孔的锐边去除毛刺，经三坐标检验第一信号接收孔、 第二信号接收孔、第一外圆环及第二外圆环的直径尺寸和同轴度符合设计要求以备入库； [0027] 上述③~⑦工序中粗铣或精铣时V.M.C-1401加工中心、EU-1000加工中心的刀具 进给量均控制在1000~1200mm/min，数控车床的刀具进给量控制在10mm/r。
[0028] 由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下积极效果：
[0029] 1、本发明选取第一外圆环的下端面为第一基准面，通过第一基准面的粗铣加工可 以有效保证第一外圆环面和第二外圆环面的同轴度，通过第一基准面的精铣加工可以有效 保证第一信号接收孔和第二信号接收孔的精确加工。
[0030] 2、第一基准面的粗铣加工可以有效保证第一外圆环面和第二外圆环面的粗车和 精车精度，并在l〇mm/r的刀具进给量下使顶罩没有产生应力变形。
[0031] 3、高强度铝合金飞机吊舱顶罩的工艺性能差，切削加工困难，在加工中非常容易 吸收氢-属不易加工材料，因此加工方式、加工路径及加工参数的匹配不当就会加剧刀具的 磨损，产生高温及应力变形，还会产生碳化现象，直接影响顶罩的加工和各项参数要求，但 采用SK50P数控车床、EU-1000四轴加工设备及配套的编程技术，成功解决了上述难题。
【附图说明】
[0032] 图1是空中吊舱顶罩的结构示意简图。
[0033]图1中：卜第一信号接收孔;2-第二信号接收孔;3-第一外圆环;4-第二外圆环;5-第二基准面;6-第一基准面。
【具体实施方式】
[0034]本发明是一种飞机空中吊舱顶罩的机加工方法，本发明的机加工方法可以较好地 解决【背景技术】所举问题。
[0035]多数情况下，顶罩采用ZL205A或是ZL101A铝合金精铸而成。
[0036]结合图1，顶罩的上半部呈截面半圆环状而其下半部呈圆环状，将顶罩的上半部简 称为第二外圆环4而将其下半部简称为第一外圆环3,在第二外圆环4的截面上设置有第一 信号接收孔1和第二信号接收孔2,要求第一信号接收孔1的孔径为35^^'mm，.第二信号接收 孔2的孔径为28nm，第一外圆环3的下端面至第二外圆环4的上端面之垂直距离为 94° a()Smm，第一信号接收孔1与第二信号接收孔2的孔间距由设计给定。
[0037] 本发明在机加工方法中使用到V.M.C-1401加工设备、SK50P数控车床、EU-1000四 轴加工设备，EU-1000四轴加工设备是联动数控加工铣床。
[0038] 本发明的机加工方法包括基准面的选取、钳工划线、粗铣加工第一基准面、加工第 一外圆环和第二外圆环、精铣加工第二基准面、精铣加工第一基准面、加工第一信号接收孔 和第二信号接收孔及后续处理八个工序。
[0039] 在上述条件下，本发明的机加工方法简述如下：
[0040] 基准面的选取:选取第二外圆环的上端面为第二基准面，选取第一外圆环的下端 面为第一基准面，第二外圆环的上端面是径向封闭半圆环面，第一外圆环面的下端面是径 向封闭圆环面，所述径向封闭半圆环面和所述径向封闭圆环面均需要加工以用于和飞机吊 舱的其它部件实施对接，选取的第一基准面和第二基准面为保证第一信号接收孔和第二信 号接收孔的精确定位提供了可靠保证。
[0041] 钳工划线：先将第一外圆环的下端面不平整处修锉推平，然后将第一外圆环的下 端面平放在水平工作台上，依据第二外圆环的截面划出第二外圆环的上端面对称中心线， 所述对称中心线中的任一条线必须平行于所述截面，注意此时第二外圆环的上端面和第一 外圆环的下端面均为精铸面，再依据所述对称中心线和所述孔间距确定第一信号接收孔和 第二信号接收孔的相对加工位置。
[0042]钳工划线工序能精准的确定出所述对称中心线及第一信号接收孔和第二信号接 收孔是否满足设计要求，避免在后续加工过程中浪费不必要的时间，并能及时确定出顶罩 精铸件是否符合设计要求。
[0043]粗铣加工第一基准面:将第二外圆环的上端面平放在V.M.C-1401加工设备的桥板 上并通过数个夹具夹紧顶罩，要求第二外圆环的上端面要平行于所述桥板，通过粗铣加工 第一外圆环的下端面并使其加工成第一基准面，粗加工后第一基准面至所述桥板的垂直高 度控制在98 ± 0.05mm。
[0044]粗铣加工第一基准面是为了找平并保证其平面度，为数控车加工第一外圆环和第 二外圆环提供精确定位，如果不在V.M.C-1401加工设备上粗铣加工第一基准面，则无法保 证第一外圆环和第二外圆环的尺寸加工要求。
[0045] 加工第一外圆环和第二外圆环：将第一基准面紧密贴合在SK50P数控车床的卡盘 上并夹紧之，要求第一基准面平行于所述卡盘，先通过粗车加工第一外圆环和第二外圆环， 然后再通过精车加工第一外圆环和第二外圆环，精车加工后第二外圆环的直径要求达到 028〇° α?2，第一外圆环的直径要求达到0309. 2°& iP，第二外圆环和第一外圆环的同轴度要 求达到0. lmm。
[0046]在该工序中，粗车是为了更好的确定第一外圆环和第二外圆环是否在同一个对称 中心线上，精车能精确保证第一外圆环和第二外圆环的同轴度。
[0047]精铣加工第二基准面:将第一基准面平放在V.M.C-1401加工设备的桥板上并通过 数个夹具夹紧顶罩，然后粗铣出第二外圆环的上端面，要求粗铣后第一基准面至第二外圆 环的上端面垂直距离控制在97±0.05mm;最后通过精铣加工第二外圆环的上端面并使其加 工成第二基准面，要求精铣后第一基准面至第二基准面的垂直距离控制在96 ± 0.05mm。 [0048]由于顶罩的厚度仅为2.5mm，通过精铣加工第二基准面以及确定刀具的进给量，能 有效的保证顶罩外圆环不产生变形。
[0049]精铣加工第一基准面:将第二基准面平放在V.M.C-1401加工设备的桥板上并通过 数个夹具夹紧顶罩，然后半精加工第一基准面，要求半精加工后第一基准面至第二基准面 的垂直距离控制在95 ± 0.05mm;最后通过精铣加工第一基准面，要求精铣后第一基准面至 第二基准面的垂直距离控制在94?αα5ππη,该尺寸即为设计要求尺寸。
[0050] 加工第一基准面实际分为粗铣加工-半精加工-精铣加工，其目的是;粗铣加工 保证加工第一外圆环和第二外圆环的同轴度，而半精加工及精铣加工是为了保证顶罩的薄 壁不发生变形。
[0051] 加工第一信号接收孔和第二信号接收孔:依据所述孔间距将EU-1000四轴加工设 备的桥板按逆时针旋转90°并使所述截面垂直于所述桥板，最后通过EU-1000四轴加工设备 精铣加工出第一信号接收孔和第二信号接收孔，精铣后第一信号接收孔的孔径达到 35厂 3 _而第二信号接收孔的孔径达到28,&fi腿；
[0052] 由于第一信号接收孔和第二信号接收孔的位置所限，三轴V.M.C-1401加工设备并 不能满足加工要求，因此需用EU-1000四轴加工设备以满足要求。
[0053]由于第一外圆环和第二外圆环的同轴度及第一信号接收孔和第二信号接收孔的 公差要求较严而导致加工难度加大，加工过程中为避免吸收氢、产生高温及应力变形而导 致外圆环面变形，加工过程中要严格控制刀具的进给量，粗铣或是精铣时V.M.C-1401加工 中心、EU-1000加工中心的刀具进给量均控制在1000~1200mm/min，数控车床的刀具进给量 控制为l〇mm/r。
[0054]后续处理:顶罩其它部位的加工精度要求不高并按常规机加工方式进行加工，最 后对精加工后第一信号接收孔或是第二信号接收孔的锐边去除毛刺，经三坐标检验第一信 号接收孔、第二信号接收孔、第一外圆环及第二外圆环的直径尺寸和同轴度符合设计要求 即可入库。
【主权项】
1. 一种飞机空中吊舱顶罩的机加工方法，顶罩采用ZL205A或是ZL101A铝合金精铸而 成，顶罩的上半部呈截面半圆环状而其下半部呈圆环状，将顶罩的上半部简称为第二外圆 环(4)而将其下半部简称为第一外圆环(3)，在第二外圆环(4)的截面上设置有第一信号接 收孔(1)和第二信号接收孔(2)，要求第一信号接收孔(1)的孔径为35Γ° 3πμ，第二信号接收 孔(2)的孔径为28re6mm，第一外圆环（3)的下端面至第二外圆环(4)的上端面之垂直距离 为第一信号接收孔（1)与第二信号接收孔(2)的孔间距由设计给定;该机加工方 法包括基准面的选取、钳工划线、粗铣加工第一基准面、加工第一外圆环和第二外圆环、精 铣加工第二基准面、精铣加工第一基准面、加工第一信号接收孔和第二信号接收孔及后续 处理工序，在该机加工方法中使用到SK50P数控车床、V.M.C-1401加工设备、EU-1000四轴加 工设备，其特征是； ① 基准面的选取： 选取第二外圆环(4)的上端面为第二基准面(5)，选取第一外圆环(3)的下端面为第一 基准面(6); ② 钳工划线： 先将第一外圆环(3)的下端面不平整处修锉推平，然后将第一外圆环(3)的下端面平放 在水平工作台上，依据第二外圆环(4)的截面划出第二外圆环(4)的上端面对称中心线，所 述对称中心线中的任一条线必须平行于所述截面，再依据所述对称中心线和所述孔间距确 定第一信号接收孔(1)和第二信号接收孔(2)的相对加工位置； ③ 粗铣加工第一基准面： 将第二外圆环(4)的上端面平放在V.M.C-1401加工设备的桥板上并通过数个夹具夹紧 顶罩，要求第二外圆环(4)的上端面要平行于所述桥板，通过粗铣加工第一外圆环(3)的下 端面并使其加工成第一基准面(6)，粗加工后第一基准面(6)至所述桥板的垂直高度控制在 98±0.05mm; ④ 加工第一外圆环和第二外圆环： 将第一基准面(6)紧密贴合在SK50P数控车床的卡盘上并夹紧之，要求第一基准面(6) 平行于所述卡盘，先通过粗车加工第一外圆环(3)和第二外圆环(4)，然后再通过精车加工 第一外圆环(3)和第二外圆环(4)，精车加工后第二外圆环(4)的直径要求达到028〇 υ,,.12，第 一外圆环(3)的直径要求达到0309. 第二外圆环(4)和第一外圆环(3)的同轴度要求 达到0.1mm; ⑤ 精铣加工第二基准面： 将第一基准面(6)平放在V.M.C-1401加工设备的桥板上并通过数个夹具夹紧顶罩，然 后粗铣出第二外圆环(4)的上端面，要求粗铣后第一基准面(6)至第二外圆环(4)的上端面 垂直距离控制在97 ±0.05mm;最后通过精铣加工第二外圆环(4)的上端面并使其加工成第 二基准面(5)，要求精铣后第一基准面(6)至第二基准面(5)的垂直距离控制在96±0.05mm; ⑥ 精铣加工第一基准面： 将第二基准面(5)平放在V.M.C-1401加工设备的桥板上并通过数个夹具夹紧顶罩，然 后半精加工第一基准面(6)，要求半精加工后第一基准面(6)至第二基准面(5)的垂直距离 控制在95±0.05mm;最后通过精铣加工第一基准面(6)，要求精铣后第一基准面(6)至第二 基准面(5)的垂直距离控制在94eae5mm; ⑦ 加工第一信号接收孔和第二信号接收孔： 依据所述孔间距将EU-1000四轴加工设备的桥板按逆时针旋转90°并使所述截面垂直 于所述桥板，最后通过EU-1000四轴加工设备精铣加工出第一信号接收孔(1)和第二信号接 收孔(2)，精铣后第一信号接收孔（1)的孔径达到35<；°° 31111〇而第二信号接收孔(2)的孔径达 至丨」28:°.06 mm; ⑧ 后续处理： 顶罩其它部位的加工精度要求不高并按常规机加工方式进行加工，最后对精加工后第 一信号接收孔(1)或是第二信号接收孔(2)的锐边去除毛刺，经三坐标检验第一信号接收孔 (1)、第二信号接收孔(2)、第一外圆环(3)及第二外圆环(4)的直径尺寸和同轴度符合设计 要求以备入库； 上述③~⑦工序中粗铣或精铣时V.M.C-1401加工中心、EU-1000加工中心的刀具进给 量均控制在1000~1200mm/min，数控车床的刀具进给量控制在10mm/r。
【文档编号】B23P15/00GK106064288SQ201610509150
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年6月29日 公开号201610509150.4, CN 106064288 A, CN 106064288A, CN 201610509150, CN-A-106064288, CN106064288 A, CN106064288A, CN201610509150, CN201610509150.4
【发明人】王爱群, 姚琪, 王娇, 李聚兵, 张卫卫
【申请人】洛阳奇瑞机械科技有限公司