一種大曲率整體蒙皮變形加工工藝的製作方法
2024-02-24 12:47:15 2
本發明屬於飛機製造技術領域，具體涉及一種大曲率、小半徑，陡峭式外形變化的零件過渡工藝數模建立技術，適用於小型飛機整體蒙皮，鏡像銑切減重區域、切通窗、切邊及鑽孔等工藝。
背景技術：
鏡像銑加工設備，在C919大飛機蒙皮零件銑切減重區域、切通窗、切邊及鑽孔等工藝中廣泛使用，實現了大飛機蒙皮的精確、高效、綠色製造。本技術的目的在於將大飛機蒙皮鏡像加工技術，實現在某項目雙曲度、大曲率、小半徑、陡峭式外形變化等特徵的小型飛機整體蒙皮製造中。某項目整體蒙皮屬雙曲度零件，曲率大、半徑小且外形陡峭式變化，鏡像銑切過程中，銑刀支臂與蒙皮相碰，造成銑切加工無法進行。採用蒙皮過渡工藝數模的設計技術，對零件數模進行曲率改變、數模重構，解決銑刀支臂與蒙皮相碰的實際問題。將鏡像加工技術運用在小飛機蒙皮製造中，大大地提高了小飛機整體蒙皮加工質量與縮短整體蒙皮製造周期。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種大曲率整體蒙皮變形加工工藝，對小型飛機整體蒙皮產品數模進行曲率改變，以滿足鏡像銑工具機參數，達到鏡像加工工藝實現在小型飛機整體蒙皮零件加工的工藝中。
本發明為了實現上述目的採用如下技術方案：
一種大曲率整體蒙皮變形加工工藝，該工藝如下：
a. 初選3個典型框切面進行修型樣條創建；在產品數模中抽取3個典型框切面原始曲線及基準長桁的原始曲線，各切面曲線首點與末點連線L1，通過首末點按一定角度建立工具體兩直線L2及L3，作L1平行線L4,兩端延伸至L2、L3，以L2、L3與延伸線的兩交點及基準長桁點，3點確定一根修正樣條；
通過調整L2、L3的角度及L4偏置參數，橫向框修型樣條進行調整，使樣條線最後得到保凸光順， R>600mm樣條並做樣條曲率光順檢測；
之後以3典型框切面修正樣條為截面曲線，基準長桁為引導線建立一個初始過渡外形面；
b. 按相交命令在初始過渡外形面上重新獲取過渡數模的中間框切面外形；
c. 各切面以基準長桁為基準點，以弧長相等為條件，獲取各切面上的長桁交點，用樣條命令得到各長桁軸線；
d. 縱橫向曲線曲率光順檢測；同樣通過調整平行線和直線的角度，修正縱向長桁樣條線在各框軸線的交點位置，直到各切面間長桁軸線弧長與原始長桁曲線弧長相等並光順，各長桁軸線間框切面弧長與原始框曲線相等並光順止；通過以調整後的框軸線及長桁軸線通過多截面曲面命令得到最終過渡曲面；
e. 過渡外形面弧長檢測
過渡外形面，因曲率變化一定引起弧長改變；在保證框弧長相等的基礎上，檢測縱向長桁弧長的偏差，並將誤差區域控制在數模有效外形之外；
f. 創建零件外形特徵
以過渡外形面上的框軸線、長桁軸線為基準確定口蓋孔和銑切區的外形面位置，通過曲面增厚和布爾操作實現特徵的重構；通過倒角的方式生成底角、轉角等各種倒角和圓角，完善數模；
g. 創建工藝要求特徵
在過渡數模的基礎上根據設計依據建立定位孔，標識孔，零件邊緣線裝配餘量線等工藝特徵；完成過渡工藝數模設計，用於鏡像加工；
h. 零件誤差檢測
零件產品數模與過渡工藝數模進行外形尺寸、口蓋孔和銑切槽尺寸進行檢測；
g. 質量分析
在相同密度下，對產品數模質量與過渡數模質量進行分析，避免零件超重。
本發明的有益效果：
本發明為一種整體蒙皮變形加工工藝數模設計技術。通過對產品數模進行工藝性再設計，針對雙曲度、大曲率、小半徑、陡峭式變化、凹凸相間的外形零件，在保證零件重量相等、弧長相等曲面面積相等的基礎上，通過對小型飛機整體蒙皮零件外形曲面曲率的改變及數模零件特徵重構，建立保凸光順，R>600mm的過渡工藝數模。以實現零件數控銑切減重區、開孔、切邊等工序製造要求。
附圖說明
圖1為小型飛機整體蒙皮的示意圖；
圖2為蒙皮零件數控加工簡圖；
圖3為產品數模與過渡工藝數模比較圖；
圖4為本發明的初始曲面圖。
具體實施方式
現有技術舉例：
某項目整體蒙皮屬雙曲度零件，曲率大、半徑小且外形陡峭式變化（見圖1），鏡像銑切過程中，銑刀支臂與蒙皮相碰（見圖2），造成銑切加工無法進行。採用蒙皮過渡工藝數模的設計技術，對零件數模進行曲率改變、數模重構，解決銑刀支臂與蒙皮相碰的實際問題。將鏡像加工技術運用在小飛機蒙皮製造中，大大地提高了小飛機整體蒙皮加工質量與縮短整體蒙皮製造周期。
本發明為一種整體蒙皮變形加工工藝數模設計技術。利用CATIA工作環境平臺通過對產品數模進行工藝性再設計，針對雙曲度、大曲率、小半徑、陡峭式變化、凹凸相間的外形零件，在保證零件重量相等、弧長相等曲面面積相等的基礎上，通過對小型飛機整體蒙皮零件外形曲面曲率的改變及數模零件特徵重構，建立保凸光順，R>600mm的過渡工藝數模。以實現零件數控銑切減重區、開孔、切邊等工序製造要求。（見圖3）
下面結合附圖對本發明進行詳細描述：
a. 初選3個典型框切面進行修型樣條創建。在產品數模中抽取3個典型框切面原始曲線及基準長桁原始曲線，各切面曲線首點與末點連線L1，通過首末點按一定角度建立工具體兩直線L2及L3，作L1平行線L4,兩端延伸至L2、L3,.以L2、L3與延伸線的兩交點及基準長桁點，3點確定一根修正樣條。通過調整L2、L3的角度及L4偏置參數，橫向框修型樣條進行調整，使樣條線最後得到保凸光順， R.>600mm樣條並做樣條曲率光順檢測。之後以3典型框切面修正樣條為截面曲線，基準長桁為引導線建立一個初始過渡外形面（見圖4）
b. 按相交命令在初始過渡外形面上重新獲取過渡數模的中間框切面外形。
c. 各切面以基準長桁為基準點，以弧長相等為條件，獲取各切面上的長桁交點，用樣條命令得到各長桁軸線。
d. 縱橫向曲線曲率光順檢測
同樣通過調整平行線和直線的角度，修正縱向長桁樣條線在各框軸線的交點位置，直到各切面間長桁軸線弧長與原始長桁曲線弧長相等並光順，各長桁軸線間框切面弧長與原始框曲線相等並光順止。通過以調整後的框軸線及長桁軸線通過多截面曲面命令得到最終過渡曲面。
e. 過渡外形面弧長檢測
過渡外形面，因曲率變化一定引起弧長改變。在保證框弧長相等的基礎上，檢測縱向長桁弧長的偏差，並將誤差區域控制在數模有效外形之外。
f. 創建零件外形特徵
以過渡外形面上的框軸線、長桁軸線為基準確定口蓋孔和銑切區的外形面位置，通過曲面增厚和布爾操作實現特徵的重構。通過倒角的方式生成底角、轉角等各種倒角和圓角，完善數模。
g. 創建工藝要求特徵
在過渡數模的基礎上根據設計依據建立定位孔，標識孔，零件邊緣線裝配餘量線等工藝特徵。完成過渡工藝數模設計，用於鏡像加工。
h. 零件誤差檢測
零件產品數模與過渡工藝數模進行外形尺寸、口蓋孔和銑切槽尺寸進行檢測，將外形尺寸、口蓋孔和銑切槽尺寸控制在零件製造誤差之內。
g. 質量分析
在相同密度下，通過CATIA軟體，對產品數模質量與過渡數模質量進行分析，避免零件超重。