模型飛機加工工藝方案探討

魏國軍

摘 要：隨著人們生活的提高，很多產品的設計及造型更加復雜化和人性化，生產多樣性和復雜性的機體就給人們提出了很多的要求。從設計到加工工藝也給人們帶來了考驗。在追求經濟效益最大化的今天，如何利用數控加工發揮它應有的作用，使其工藝更合理科學呢？該文通過自己設計、加工的產品飛機模型樣品，針對其工藝的分析及設計制作工裝夾具，最終完成該任務。

關鍵詞：模型飛機 加工工藝 方案 探討

中圖分類號：V262 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）05（b）-0096-02

該模型飛機是為某中職學校招生宣傳用產品，針對所設計的飛機模型具有設計精致，曲面薄且勻稱流暢的風格。該產品該文重點研究機身的加工，像尾翼、引擎等部分可以單獨加工，通過鑲件的形式疊加上去）上、下表面均為曲面。針對本產品，上、下表面均為曲面過渡，如何把它加工出來？這樣一個產品能不能一次性把它加工出來呢？由于飛機表面都需要加工，如先加工一面，再加工另一面的時候，由于飛機機翼的厚度較薄所承受的切削力有限以及反面加工的時候，這給產品的分中帶來了很大的麻煩，是否需要做一個配套的夾具會比較好呢？帶著這些問題，結合實際充分發揮數控加工的功能，科學的設計、安排加工工藝，逐步解決上述難題。

1 任務要求

（1）樣品的外形面要求光潔美觀、具有可觀賞性；

（2）數量：1件（單件小批量生產）；

（3）材料：45#鋼。

2 工藝分析及加工

（1）零件結構。

該工件的特點是由曲面組成，外觀設計及造型突出流線型，讓人感覺舒暢（見機身上表面、下表面圖）。由于引擎、尾翼等零件通過鑲件的形式疊加，這里不做介紹我們重點考虎機身的加工。附飛機整體裝配圖及機身圖如圖1、圖2。

從上圖中可以看出該零件加工具有一定的難度，需要一系列的工藝技術來解決裝夾和進刀量等加工問題。

（2）零件工藝分析

①確定先需要加工的面

由于該零件的外形表面具有表面質量要求，所以先加工下表面，再加工上表面（利用夾具裝夾來加工，且下表面有一平面，設計夾具時可以利用此平面進行裝夾定位）。

②為零件設計裝夾固定工藝螺栓孔

在加工該產品時，如先加工出飛機模型的下表面，再加工上表面時零件將難以裝夾，為此需針對該零件設計一個專用的夾具。但飛機模型中沒有與夾具相聯結的螺絲固定孔，所以先考慮在飛機機身下表面事先加工出幾個用于聯結、固定機身與夾具的工藝螺絲孔，且這幾個孔又是主引擎、副引擎與機身的聯結、固定的螺絲孔。這樣既可以保證對中配合，又可以在加工上表面時，由于夾具表面與工件的上表面的貼合支撐，保證其受力。其設計如圖3所示。

③夾具設計。

該飛機模型的上表面主要是圓弧面，只有通過面接觸才能較好的對零件進行固定。通過3D軟件的一些分型手段，將夾具設計成如圖4所示，夾具與飛機下表面裝配示意圖如圖5。

（3）加工。

①先加工飛機下表面。

利用數控加工中心加工完下表面后，分中找到相應孔位用￠4.2的鉆頭手動鉆出孔位（考慮此孔為工藝孔而已不必做得太大，攻M5的螺紋孔）。加工程序及加工圖如圖6、圖7。

②然后加工夾具。

利用數控銑將夾具加工出來，根據要求加工出￠6的孔，用于螺栓裝夾。夾具加工程序及加工圖如圖8、圖9。

之后在夾具上找出與機身相配合的地方，用￠6的鉆頭鉆出￠6的鉆，用M5的螺絲將夾具與機身固定起來。

③最后加工飛機上表面。

在加工飛機上表面時，因飛機模型在加工時下表面時留有大量的余量，這時如直接將飛機模型下表與夾具固定起來加工的話，會造成一種現象那就是加工余量太大，造成加工時間過長。針對這種情況我們可以通過劃線（可以沿著所畫線鉆排孔）打排孔，然后將多余料（所畫線之外的殘料）去除之后再與夾具貼合。（見圖10）

然后再利用加工中心將所需的的飛機上表面加工出來，加工之前考慮到飛機模型在去除殘料之后的四周表面可能不光潔，之前在加工夾具的時候我們適當將夾具表面加工深度可以適當大點，這樣在與飛機模型貼緊后對刀。加工程序及加工圖如圖11、圖12。

3 結語

使用專用夾具裝夾，由于加工精度較高重復定位精度較高。也間接的提高效率，很快就將樣品加工完畢。學無止境，今后還需要努力學習工作，使自己成為一名永不落伍的專業技術人員。

參考文獻

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[2] 任仲貴.CAD/CAM原理[M].北京：清華大學出版社，1994.

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