技术领域
[0001] 本申请涉及检测设备技术领域，具体涉及飞机框类零件侧面孔加工工装及加工方法。
相关背景技术
[0002] 随着航空制造领域的快速发展，飞机型号逐渐增多，需求多样性最终导致产品零件的多样性。现有技术中，存在大量的框类零件，实际加工过程中需要在其四周外型侧面钻孔，孔径公差0.02mm，位置公差0.03mm，且在加工中不允许出现表面压痕；目前该零件侧面孔通常是通过换搭压板的装夹方案进行加工，但是上述加工方法在实际加工过程中，需要频繁换装压板，占机时间长，加工效率低。
具体实施方式
[0049] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0050] 需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0051] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0052] 另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“机器人坐标系和/或m”为例，包括机器人坐标系方案、或m方案、或机器人坐标系和m同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0053] 实施例1
[0054] 参照图1到图6，本实施方式公开了一种飞机框类零件侧面孔加工工装，包括底座1，所述底座1的顶面为定位面2，所述定位面2用于放置待加工零件，定位面2与所述待加工零件底面贴合，所述定位面2的平面度不大于0.05；
[0055] 同时在所述底座1的底部还设置有锁紧螺钉5和定位销6，其中定位销6与外部机床适配，从而实现底座1与机床的准确、快速对接；所述锁紧螺钉5则用于将底座1固定于外部机床上；
[0056] 上述结构简单，操作方便，能够实现整个加工工装与外部机床的快速、稳定连接，有利于提高加工效率。
[0057] 在所述定位面2上设置有定位孔3，所述定位孔3包括第一定位孔7、第二定位孔8和第三定位孔9，所述第一定位孔7内设置有与其适配的第一定位锁紧模块，第二定位孔8内设置有与其适配的第二定位锁紧模块，所述第三定位孔9内设置有与其适配的第三定位锁紧模块；
[0058] 其中所述第一定位锁紧模块包括第一锁紧销10和膨胀螺钉14，所述第一锁紧销10呈T形圆柱结构，其小头端与所述第一定位孔7适配，需要指出的是，所述第一锁紧销10的小头端与所述第一定位孔7过盈配合，以保证所述第一锁紧销10与所述第一定位孔7连接的稳定性；
[0059] 绕所述第一锁紧销10的轴线，所述第一锁紧销10的大头端设置有若干独立的锁紧片15；各所述锁紧片15的内表面均为倾斜设置的圆弧面，各所述锁紧片15的内表面围合出呈锥形结构的膨胀锥孔16；所述膨胀螺钉14的一段设置有与所述膨胀锥孔16适配的膨胀锥面17，其另一端则设置有连接螺纹，所述膨胀锥面17底部设置有对应的连接螺孔；
[0060] 使用时，通过连接螺纹和连接螺孔的配合实现所述第一锁紧销10与所述膨胀螺钉14的连接，在转动所述膨胀螺钉14的过程中，所述膨胀锥面17将逐步与膨胀锥孔16贴合，随后膨胀螺钉14继续进入，通过膨胀锥面17挤压各所述锁紧片15，并迫使其发生径向形变，径向形变后的锁紧片15与零件的上表面贴合，并最终实现对零件的固定；
[0061] 拆卸时，反向旋转膨胀螺钉14即可解除对各所述锁紧片15的挤压力，再将各所述锁紧片15扳回即可；需要指出的是，也可以通过弹簧片制作锁紧片15，以实现各所述锁紧片15的自动复位；
[0062] 其次，通过第一锁紧销10与所述膨胀螺钉14的配合还能够实现水平面和轴向方向的固定，有利于提高对零件的固定效果；
[0063] 所述第二定位锁紧模块包括第二锁紧销11和膨胀螺钉14，所述第二锁紧销11和所述膨胀螺钉14的结构与前述记载中所述第一锁紧销10和所述膨胀螺钉14的结构和配合形式完全相同，此处不再阐述；
[0064] 其不同之处在于，在部分位于所述第二锁紧销11的锁紧片15上还设置有防干涉面18，所述防干涉面18设置2‑3个，各所述防干涉面18为沿所述第二锁紧销11的轴线方向的轴向切面；
[0065] 所述的防干涉面了是为了防止第二定位锁紧模块在定位过程的干涉情况发生，当零件装夹在底座的主要定位面上时，主要定位面限制了零件的三个自由度，即沿Z轴的移动、Y轴的转动和X轴的转动；而第一定位锁紧模块定位外形为短圆柱形，限制了两个自由度，即沿X向的移动和沿Y向的移动，此时已经限制了零件的五个自由度，因此第二定位锁紧定位只能设计成限制一个自由度，即Z轴的转动，因此需要在定位销外形设计防干涉面，防止过定位的现象发生。
[0066] 所述第三定位锁紧模块包括第三锁紧销12和膨胀螺钉14，所述第三锁紧销12和所述膨胀螺钉14的结构与前述记载中所述第一锁紧销10和所述膨胀螺钉14的结构和配合形式完全相同，此处不再阐述；
[0067] 其不同之处在于，所述第三锁紧销12的小头端的为止动销19，所述制动销的横截面呈正多边形结构，其中优选正六边形结构；所述第三定位孔9的横截面与所述止动销19的横截面相同；
[0068] 通过止动销19与所述第三定位孔9的配合能够防止所述第三锁紧销12在夹紧临建的过程中发生扰其轴向方向的旋转。
[0069] 通过上述三种不同规格的定位锁紧模块的相互配合，本申请能够实现对零件所有自由度的锁定，在保证对零件定位精度的同时还能够保证夹持的稳定性。
[0070] 所述定位面为主要的定位面，其限制了零件的3个自由度，同时第一锁紧销限制两个自由度，第二锁紧销限制1个自由度，第三定位销采用正六边形结构与底座灵活连接，不限制零件的自由度，上述限位方式限制了零件的6个自由度，属于完全定位，满足定位的要求。
[0071] 在使用三种定位锁紧模块锁紧零件时，需在零件上表面预加配重块，在锁紧过程中需先预紧膨胀螺钉，再交错锁紧，保证零件的装夹状态。
[0072] 所述底座1上还设置有验刀模块，所述验刀模块包验刀块20和定位柱，其中所述验刀块20与所述定位柱同轴相连；
[0073] 在所述底座1的侧面设置有与所述定位柱适配的安装孔，使用时，所述定位柱插入到所述安装孔内，所述定位柱与所述安装孔过盈配合，所述验刀块20则位于所述底座1外，通过所述定位孔3与所述定位柱的配合实现对所述验刀模块固定。
[0074] 所述验刀块20整体呈圆柱形，其顶面为平面，用于检验刀具的长度，其底部的外周面为圆柱面，用于检验刀具直径及原点信息，在顶面与圆柱面之间为圆锥面，用于检验刀具底角。
[0075] 所述底座1上还设置有试刀块，所述试刀块通过定位螺栓安装于所述底座1侧面。
[0076] 实施方式2
[0077] 参照图7，本实施方式作为本申请又一可选的实施方式，其公开了基于实施方式1所述加工工装的加工方法，包括以下步骤：
[0078] S1、对待加工框类零件进行结构分析，获取零件结构参数；
[0079] 首先获取待加工框类零件的结构参数，获取其底面的平面度参数a；
[0080] S2、根据所述零件结构参数设计用于装夹待加工框类零件的加工工装；
[0081] S21、根据待加工框类零件的平面度设计定位面；
[0082] 根据步骤S1获取的平面度参数a对定位面的平面度进行设计；
[0083] 当a＞0.1mm时，需针对定位平面进行矫正处理，矫正完成后再进行平面度检测，直到满足a≤0.1mm。
[0084] 所述的平面度检测，是指当零件宽度≤500mm时，将零件放置于平面度小于0.02mm的检验平台，用塞尺检查零件四周定位面间隙，取其最大值作为平面度；当零件宽度＞500mm时，采用等高垫块在平面度小于0.02mm的检验平台上将零件垫高，采用百分表滑动检查底面间隙，取其表针最大最小值之差作为平面度。
[0085] S22、根据待加工框类零件上的零件底孔的位置参数设计定位孔；
[0086] 获取待加工框类零件的所有位于底面的安装孔的结构参数，上述结构参数包括位置参数和尺寸参数；
[0087] 其中根据尺寸参数和底座自身尺寸确定各个定位孔的位置；再根据所述尺寸参数设计各个定位孔的尺寸。
[0088] S23、根据所述定位孔设计定位锁紧模块；
[0089] 根据所述定位孔的结构参数设计与其适配的各个锁紧销的尺寸参数，其中第一锁紧销的外径与零件底孔实现定位，制两个自由度，定位间隙≤0.05mm；内孔采用锥度设计，目的是保证后续膨胀螺钉固持装夹；
[0090] 第二锁紧销的外径弧面与零件底孔实现定位，限制一个自由度，定位间隙≤0.05mm；内孔采用锥度设计，目的是保证后续锥度螺钉固持装夹；
[0091] 第三锁紧销的外径与零件内孔配合实现锁紧，配合间隙≤0.05mm；内孔采用锥度设计，目的是保证后续锥度螺钉固持装夹，其底部的止动销为外六方结构，同时与第三定位孔实现止动，其间隙≥0.1mm。
[0092] 最后根据第一锁紧销、第二锁紧销和第三锁紧销的结构设计膨胀螺钉，包括膨胀锥面的锥度，连接螺纹的结构形式及长度等。
[0093] S24、根据外部连接结构设计底座；
[0094] S25、根据底座的结构参数设计验刀模块。
[0095] 确定加工需要的刀具，结合刀具参数设计验刀块的结构参数。
[0096] S3、将待加工框类零件安装于加工工装上；
[0097] S31、将第三锁紧销插入到第三定位孔内；
[0098] S32、将待加工框类零件分别与第一锁紧销和第二锁紧销相连；
[0099] S33、将第一锁紧销插入到第一定位孔内，将第二锁紧销插入到第二定位孔内；连接所述第三锁紧销与待加工框类零件；
[0100] S34、在待加工框类零件上加装配重块；
[0101] 连接完成后，在待加工框类零件的腹板上放置配重块，所述配重块与所述待加工框类零件的底面贴合，保证零件定位面与工装定位面有效贴合；所述配重块的重量不小于2千克。
[0102] S35、依次在第一锁紧销、第二锁紧销和第三锁紧销上安装膨胀螺钉，直至待加工框类零件被固定于所述定位面上；
[0103] S36、检查并调整待加工框类零件，直至符合装夹要求。
[0104] 采用塞尺检查零件四周间隙值，保证间隙值≤0.05mm，即满足装夹要求。
[0105] S4、验证加工刀具并对其加工刀具进行试加工；
[0106] 首先，采用铣刀铣削验刀装置顶部，其目的是为了检查刀具长度及加工原点的正确性；
[0107] 随后采用铣刀铣削验刀装置上的圆锥面，其目的是为了检查刀具底齿R及加工原点的正确性；
[0108] 最后采用铣刀铣削验刀装置外侧面，其目的是为了检查刀具直径及加工原点的正确性。
[0109] 刀具验证合格后，通过刀具铣削试切块顶部，采用铣刀铣削顶部的深度≥1mm，并保证其平面度≤0.05mm。
[0110] 随后铣试切块侧面，其侧面是指除试切块与底座安装面以外的三个面，采用铣刀铣削侧面的深度≥1mm，并保证侧面相对于顶面垂直度≤0.05mm。
[0111] 试加工合格后，即判定刀具完全合格；
[0112] 在数控加工中，首先需要根据工艺技术指示要求，人为在数控设备上确认加工坐标系，但并没有复查相应坐标的准确性的步骤，因此需要在孔加工前利用圆柱形铣刀在验证装置上进行试铣，便于确认加工坐标系的准确性(即X/Y/Z/A/B/C的准确性)，防止加工坐标系错误导致零件故障的问题。
[0113] 另外，在钻孔加工中，也需要钻头在验刀装置顶部验证钻头刀具长度，防止直接钻削零件因刀具长度不准确撞刀的问题。
[0114] 随后采用钻头在试刀块上加工出试钻孔，随后采用内径千分表检查孔径公差≤0.02mm，采用孔边距测量卡尺检查孔边距位置≤0.03mm，则试钻合格。
[0115] S5、对待加工框类零件进行侧面孔钻孔加工。
[0116] 与现有技术相比，本申请不在采用压板压紧的方式固定零件，因此，能够从根本上解决压板划伤零件表面的情况，从而更好的保护零件的表面质量；
[0117] 其次，由于不在通过压板压紧零件，因此零件表面不会因为挤压不均而发生翘曲，有效保证了零件的平整度，进而避免因零件表面翘曲而引起的加工误差，提高加工质量。
[0118] 最后，本申请通过一次装夹即可实现零件的固定和加工，不再需要频繁更换压板，从而将最耗费时间的工序省略，不但有利于降低工人的劳动强度，同时还能够尽可能的提高加工效率；且还能够避免压板拆装过程中引起的零件损坏，降低加工成本。
[0119] 以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
