化銑（成形）樣板快速制造方法研究

馮亮亮

摘 要：針對化銑（成形）樣板勞動強度大、加工周期長的生產現狀，依據CAD軟件曲面展開、數控劃線和數控下料等技術手段，改進化銑（成形）樣板加工流程，提出了一種化銑（成形）樣板快速制造的方法，有效改善了樣板加工質量，縮短了樣板制造周期。

關鍵詞：化銑樣板;快速制造;實樣;模胎

1? 引言

現階段航空制造企業仍然普遍采用化學銑切加工技術。化學銑切作為機械加工之外的一種重要補充加工手段，在蒙皮類和鈑金框類零件加工中廣泛應用。

化銑樣板是確定化銑區域的重要輔助工具，用于化銑零件涂膠表面劃線刻膜，使零件表面需要化銑的部位暴露在化學介質中進行腐蝕。因此，化學銑切過程中化銑樣板制造是非常關鍵的一道工序，化銑樣板快速制造能有效縮短化銑零件的生產周期。

2? 化銑（成形）樣板常用制造方法

化銑（成形）樣板簡稱化銑（成）樣板，是先鈑金成形后化學銑切加工的零件進行化銑劃線的工具。現階段化銑（成）樣板普遍采用的加工方法是按模胎成形零件毛坯和化銑（成）樣板毛坯，按胎線手工加工零件外緣得到零件實樣，依據尺寸、輔助展開樣板或數控劃線在化銑（成）樣板毛坯上劃出化銑余量線，按劃線結果手工切割銼修化銑（成）樣板化銑區開口，并按實樣手工加工樣板外緣，實樣作為化銑（成）樣板的最終檢驗依據。

3? 化銑（成）樣板快速制造方法

3.1? 單曲度零件化銑（成）樣板快速制造方法

單曲度或者曲度較小的零件在鈑金成形過程中受力均勻、拉伸方向單一，零件內部材料流動規則，成形后內部開口的形狀和位置變化較小。根據上述特點利用CAD軟件將零件三維模型中的化銑區輪廓、零件外形輪廓、定位孔等幾何信息以化銑加工表面為基準展開到平面狀態，按展開結果設計化銑（成）樣板的下料數據。按下料數據使用數控機床下料即可得到展平狀態下的化銑（成）樣板（見圖1），根據零件本身的加工工藝對展平狀態下的化銑（成）樣板采用滾彎成形或拉伸成形，成形后直接得到立體狀態的化銑（成）樣板（見圖2）。整個樣板制造過程全部采用數控機床加工完成，生產效率和加工精度顯著提升。

3.2? 雙曲度零件化銑（成）樣板快速制造方法

3.2.1? 化銑區域單曲

由于零件整體呈雙曲度狀態，在鈑金成形過程中零件受力情況復雜，材料流動不規則，部分區域出現擠壓、扭曲的情況，內部開口和外形容易產生大的形變和位移，因此不再適用整體精確下料。但是針對零件雙曲，但化銑區域單曲或曲度較小的情況，可以提供包含化銑區輪廓、定位孔（必要時還可附帶適當增加加工余量后的零件外形輪廓）的化銑（成）樣板下料數據。可以采用與單曲度零件化銑（成）樣板相同的快速制造方法進行加工，樣板成形后對工藝余量進行手工銼修。

3.2.2? 化銑區域雙曲

零件化銑區雙曲或者零件曲度變化較大的情況，只能依據實樣劃線工人手工加工化銑區開口，通常雙曲度零件需要使用數控機床對實樣進行劃線，劃線加工周期較長，同時由于模胎加工和實樣劃線分別進行數控加工，產生了不必要的二次定位誤差。

為實現化銑（成）樣板的快速制造，設計帶有化銑余量線和指向化銑區方向的5mm劃線輔助線的三維模型，用于零件模胎的設計制造，在制造模胎時對化銑余量線和劃線輔助線作出特殊標記，與零件外形劃線相區分。設計包含化銑余量線和定位孔的實樣下料數據，需要注意的是下料數據應在化銑余量線基礎上增加3mm的加工余量（尺寸可根據具體零件加工情況進行調整）。對實樣毛坯進行鈑金成形后，大部分的劃線輔助線位于實樣成形毛坯開口內的可見位置，按照未被毛坯覆蓋的劃線輔助線在實樣上等距劃出化銑余量線，按劃線結果手工加工實樣化銑區，最后以加工合格的實樣為依據制造化銑（成）樣板。

4? 結束語

單曲度零件化銑（成）樣板采用數控下料和數控機床成形，生產周期短、加工精度高，實樣及化銑（成）樣板成型后外形與定位孔協調統一，極大的改善了當前化銑（成）樣板的加工精度和加工質量。對雙曲度零件化銑（成）樣板的快速制造方法進行了探討，有效縮短了雙曲度化銑（成）樣板的制造周期。隨著數字化加工技術的不斷進步，尤其是激光加工技術的飛速發展，化銑樣板制造以及化銑零件生產的工藝手段將不斷進步和完善。