复材成型工装的质量控制

复材成型工装的质量控制

魏娜

航空工业西安飞机工业（集团）有限责任公司陕西省西安市710089

摘要：复合材料较金属而言，具备很多金属材料不具备的重量轻、受力强度大、耐腐蚀性能好和易于加工等特性、优点。本文就如何解决复合材料成型模具型面与孔系不协调的问题实施质量控制进行探讨。

关键词：复材成型；孔系；数控测量

1引言

近年来随着国内对复合材料的研究取得长足进步，具备新特性的复合材料不断被研发成功，复合材料的加工工艺研究也不断取得进步，极大地降低了复合材料零件的加工成本，由此扩大了复合材料零件的适用范围。以前，受加工工艺的限制，复合材料零件虽在装备制造领域大规模使用，但多为小尺寸零件或非受力的装饰性零件。现在，由于加工工艺技术的进步，使制造复合材料结构件成为可能。由于制造复合材料零件所需模具大，型面复杂，往往都带有钻孔功能，但此类模具钻孔系统一直存在型面与孔系不协调的问题。通过对复材成型模具中的钻孔夹具系统检验方法实施研究，提高模具的制造水平，避免模具制造过程中重复问题的发生，缩短制造周期，提高复合材料模具制造质量。

2技术难点分析

框架复材成型模具制造过程中易导致型面与孔位出现相对位置超差。

以某模具为例，型板上法向孔要求与型面相对位置公差要求严，由于机床、加工、变形等因素的误差积累，造成法向孔加工一次合格率很低，钻套孔位超差，严重影响工装的交付，多次返修浪费大量工时。

3解决难点的途径和措施

3.1框架成型模工艺总方案为：框架的成型→框架型面数控加工→钳工打光→型面计量→钳工配合修型面→按计量数据数控制法向孔底孔→计量钻套孔底孔→钳工压套→计量钻套孔孔位→装配成套交检。

上述传统工艺方法，在流程上是可行的，但是，随着框架工装的普及，框架外形尺寸的加大，框架成型工装的变形及加工累积误差，造成加工难度大，容易出现超差及返工现象。

具体工装结构如下图所示：

图示中，T型钻模板，在型面上用销钉固定，常规的加工方法，先将型面计量合格，安装图示钻模板，上数控铣，制出钻模板的钻套底孔，整体计量合格后，压装钻套，再计量钻套孔位。

此方法的缺陷：大框架多次上测量机，计量、制孔多次，反复找正，多次搬运，容易使框架产生变形，且每次搬运需申请气吊，搬运费用大。

更改前检验方法：

只看检验结果，数据合格，就认定模具孔位合格，不检验钻模板与型面的贴合度。

更改后检验方法：

先检验底孔准确性，包括直径、圆度、位置度，要求三方面达到要求，跟踪过程，在数控制孔时，重点检验加工方法是否合理，是否严格按工艺技术文件进行加工。然后检验钻模板与型面的贴合度，如超差，要求必须返工，合格方可进行下道工序。

3.2为达到底孔合格，由于加工误差积累，一套工装往往需反复对底孔进行加工，所以3.1所描述的方法不合理。

通过与工艺沟通，将工艺方法进行改进：“数控加工结合测量机微调钻模板位置”。具体原理如下：

在型板型面合格的前提下，由测量机提供准确的XYZ三方向基准，由数控机床首先按测量机提供的基准找正，加工底孔。

由测量机找正基准，按型面调整，输出基准孔位数据并与上次基准进行对照，如误差很小，则由测量机帮助，钳工调整钻套板位置，按法向孔位公差一半调整合格，外侧用快干水泥固定，然后用磁力钻，制出后侧两个定位孔，现场安装各件钻模板，现场再次计量，合格后再从测量机运走。

此方法可以保证一次搬运及加工的情况下，实现法向孔一次合格，减少了计量次数及数控加工，并且提高了加工效率。

检验方法：

首先跟踪测量机，检验底基准是否满足要求，测量机提供的基准是否正确。

然后跟踪过程，检验测量机调整位置的准确性，检验快干水泥是否完全固化。

过程检验工人加工的定位孔是否符合要求，后续装配是否定位准确，拆卸灵活，二次装配定位准确到位。

4结束语

本文通过对一个框架成型模据如何实施加工工艺改进进行分析，描述了复合材料成型模具的质量控制过程，对提高复合材料成型模具的加工质量进行了有益探索。

5参考文献

[1]《模具制造手册》机械工业出版社

[2]《模具材料应用手册》机械工业出版社