模型飞机加工工艺方案探讨

魏国军

摘 要：随着人们生活的提高，很多产品的设计及造型更加复杂化和人性化，生产多样性和复杂性的机体就给人们提出了很多的要求。从设计到加工工艺也给人们带来了考验。在追求经济效益最大化的今天，如何利用数控加工发挥它应有的作用，使其工艺更合理科学呢？该文通过自己设计、加工的产品飞机模型样品，针对其工艺的分析及设计制作工装夹具，最终完成该任务。

關键词：模型飞机 加工工艺 方案 探讨

中图分类号：V262 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（b）-0096-02

该模型飞机是为某中职学校招生宣传用产品，针对所设计的飞机模型具有设计精致，曲面薄且匀称流畅的风格。该产品该文重点研究机身的加工，像尾翼、引擎等部分可以单独加工，通过镶件的形式叠加上去）上、下表面均为曲面。针对本产品，上、下表面均为曲面过渡，如何把它加工出来？这样一个产品能不能一次性把它加工出来呢？由于飞机表面都需要加工，如先加工一面，再加工另一面的时候，由于飞机机翼的厚度较薄所承受的切削力有限以及反面加工的时候，这给产品的分中带来了很大的麻烦，是否需要做一个配套的夹具会比较好呢？带着这些问题，结合实际充分发挥数控加工的功能，科学的设计、安排加工工艺，逐步解决上述难题。

1 任务要求

（1）样品的外形面要求光洁美观、具有可观赏性；

（2）数量：1件（单件小批量生产）；

（3）材料：45#钢。

2 工艺分析及加工

（1）零件结构。

该工件的特点是由曲面组成，外观设计及造型突出流线型，让人感觉舒畅（见机身上表面、下表面图）。由于引擎、尾翼等零件通过镶件的形式叠加，这里不做介绍我们重点考虎机身的加工。附飞机整体装配图及机身图如图1、图2。

从上图中可以看出该零件加工具有一定的难度，需要一系列的工艺技术来解决装夹和进刀量等加工问题。

（2）零件工艺分析

①确定先需要加工的面

由于该零件的外形表面具有表面质量要求，所以先加工下表面，再加工上表面（利用夹具装夹来加工，且下表面有一平面，设计夹具时可以利用此平面进行装夹定位）。

②为零件设计装夹固定工艺螺栓孔

在加工该产品时，如先加工出飞机模型的下表面，再加工上表面时零件将难以装夹，为此需针对该零件设计一个专用的夹具。但飞机模型中没有与夹具相联结的螺丝固定孔，所以先考虑在飞机机身下表面事先加工出几个用于联结、固定机身与夹具的工艺螺丝孔，且这几个孔又是主引擎、副引擎与机身的联结、固定的螺丝孔。这样既可以保证对中配合，又可以在加工上表面时，由于夹具表面与工件的上表面的贴合支撑，保证其受力。其设计如图3所示。

③夹具设计。

该飞机模型的上表面主要是圆弧面，只有通过面接触才能较好的对零件进行固定。通过3D软件的一些分型手段，将夹具设计成如图4所示，夹具与飞机下表面装配示意图如图5。

（3）加工。

①先加工飞机下表面。

利用数控加工中心加工完下表面后，分中找到相应孔位用￠4.2的钻头手动钻出孔位（考虑此孔为工艺孔而已不必做得太大，攻M5的螺纹孔）。加工程序及加工图如图6、图7。

②然后加工夹具。

利用数控铣将夹具加工出来，根据要求加工出￠6的孔，用于螺栓装夹。夹具加工程序及加工图如图8、图9。

之后在夹具上找出与机身相配合的地方，用￠6的钻头钻出￠6的钻，用M5的螺丝将夹具与机身固定起来。

③最后加工飞机上表面。

在加工飞机上表面时，因飞机模型在加工时下表面时留有大量的余量，这时如直接将飞机模型下表与夹具固定起来加工的话，会造成一种现象那就是加工余量太大，造成加工时间过长。针对这种情况我们可以通过划线（可以沿着所画线钻排孔）打排孔，然后将多余料（所画线之外的残料）去除之后再与夹具贴合。（见图10）

然后再利用加工中心将所需的的飞机上表面加工出来，加工之前考虑到飞机模型在去除残料之后的四周表面可能不光洁，之前在加工夹具的时候我们适当将夹具表面加工深度可以适当大点，这样在与飞机模型贴紧后对刀。加工程序及加工图如图11、图12。

3 结语

使用专用夹具装夹，由于加工精度较高重复定位精度较高。也间接的提高效率，很快就将样品加工完毕。学无止境，今后还需要努力学习工作，使自己成为一名永不落伍的专业技术人员。

参考文献

[1] 于华.数控机床的编程及实例[M].北京：机械工业出版社，1999.

[2] 任仲贵.CAD/CAM原理[M].北京：清华大学出版社，1994.

[3] 范钦武.模具加工技术丛书——模具数控加工技术及应用[M].北京：化学工业出版社，2004.