样板设计中曲面展开问题及展开方法研究

在整个飞机的机体结构中,包含了很多曲面结构,有的曲面形状复杂,给模线样板设计带来了不少难题。模线样板是飞机从设计到生产的技术桥梁,是飞机几何尺寸的原始依据,在模线样板的设计中,经常需要进行曲面的展开,曲面展开质量的好坏,直接决定着样板设计的精确性,这里通过对样板设计中遇到的需要进行曲面展开的几个案例进行分析,论述曲面展开常用的方法以及存在的问题,提出解决问题的方法,并验证这些方法的准确性。     

三维技术在模线样板设计中的使用

介绍三维技术在模线样板设计中的使用方法。包括平面组合件、单双曲度零件的模线样板设计中有关数据和图形的取制以及有关角度的计算过程，并通过几个典型实例详细描述了三维技术应用于模线设计的有关技巧。     

应用CAGD／CAM技术设计教8,农5飞机模线

教8、农5飞机是我公司近年来开发的新机型。两机同时研制,而且周期较短,这种形势对模线样板阶段的工作提出了较高的要求。公司领导果断决策,在模线设计工作中全面采用CAGD/CAM技术。为此,进行了一系列的技术论证,制订了以CAGD/CAM技术为核心的切实可行的模线技术方案。 两机的理论图从1988年10月陆续下发,结构图纸也在1989年3月10日前基本发齐。按研制网络要求,我室于1989年5月31日完成了结构部份的模线设计,6月30日完成了系统部分的模线设计,仅用4个月的时间,两机共完成模线设计4719项零件,绘制明胶板412张917.3米~2,设计制造样板15806块,为两机的研制赢得了时间,在公司的新机研制史上写下了新的一页。     

基于三维激光扫描的金属基航空模线样板自动检测算法

虽然数字化制造已成必然趋势,但在未来很长一个时期内,模线样板依然将在飞机制造中扮演重要角色。如何以先进的数字化技术提升传统模式下的生产效率和质量,是需要认真研究的课题。针对模线样板的检测需求,结合模线样板的几何特征,提出基于三维激光扫描的金属基航空模线样板自动检测算法。对于样板刻线,将样板点云粗栅格化后,根据点云高度信息进行刻线的粗提取,再根据刻线的特性利用法矢信息优化提取结果;对于外形轮廓,将点云转换成二值图像并计算其边缘,实现外形特征提取;将特征提取结果与CAD数模进行配准并去除噪声,最后计算与数模的误差,实现样板检测,输出误差分布。试验结果显示,本文算法在精度和效率上优于现有算法,相较人工检测提升了可靠性和效率,在实际工程中具有应用价值。     

带斜底凸缘的灯座零件成形工艺分析

一、概况图1所示,是某型号机斜底凸缘灯座典型零件外形尺寸,零件采用LY12硬铝制造,厚0.8mm,单机数量为4件,零件成形后需淬火、自然时效处理.根据零件形状与尺寸,可按压延法成形,经工艺设计计算,该零件成形需要压延模三套,另外在第三套压延模上,还需配制压下陷的校形凸凹模圈.为确保模具间隙和     

CATIA软件用于机翼大型壁板CAD/CAM获成效

成都飞机工业公司在设计、制造某型飞机7项大型直纹面机翼壁板中,应用CATIA软件的SURF1功能,从建立数学模型、机翼数模曲面展开计算、绘制结构模线到数控加工,完全用计算机传递图形。将设计数据通过CATIA,在计算机荧屏上得到零件的展开图,并将此图直接应用在数控机床上加工零件。此项成果提高了程编效率,降低了出错率,并使依靠模线样板一模胎一展开实样一展开样板一外形投影样板一切面样板等工装的多环节传递工艺,改为计算机数字(图形)传递方式。同时,还可将展开图形绘制在明胶板上,直接用于检验零件。这种方法透明度高,精度高,且明胶板的使用保管极方便。采用此法制造大型壁板,节约了大量工艺装备及原材料和加工工时,缩短生产周期3个月,其经济效益与社会效益均可观。     

手打模划线的改进

钣金零件的制造,目前仍然是以手打模成形为主,因此,提高手打模的制造质量和生产效率是生产钣金件的重要一环。 我公司制造手打模,大多数都是以钣金零件的外形样板(图1a)及有关标准作为制造依据,所以在手打模加工过程中,首先要按钣金零件的外形样板划出外形线,然后划外形实际加工线,再按样板上的加强槽端、减轻孔、弯边孔中的工具孔找正中心点,划出实际加工线。     

面轮廓度、线轮廓度的评价方法

面轮廓度、线轮廓度俗称曲面度或曲线度。如某零件表面是由若干型值点定义的曲面,它有很高的曲面度要求(见图1)。     

明胶板法取制展开件

目前,在飞机鈑金零件制造中,对于外形比较复杂的双曲度零件,一般都用展开样板作为下料的依据。象蒙皮、带板、口框等非平面型双曲度零件的展开样板,一般按照展开件制造。过去,用厚度δ≤0.5毫米的白铁皮按照带有刻线的取制依据(表面样件、或反模型、或模胎等)取制展开件。其具体步骤如下: 1.先用描图纸敷设在取制依据上,并设法固定; 2.用铅笔按照要求描线; 3.将描好线的描图纸平铺在白铁皮上,     

可变轴曲面轮廓铣在异型薄壁零件加工中的应用

针对异型薄壁零件这一典型零件,讨论了可变轴曲面轮廓铣在数控程序设计及加工中的应用,研究了可变轴曲面轮廓铣在整个加工编程流程中各主要参数的功能和应用特点.     

复杂结构件数控编程加工特征用户自定义方法

加工特征是实现复杂结构件高效、高质量数控编程的有效手段,但是同一类加工特征只是几何形状和加工工艺相似,并不完全相同。如何适应不同的企业资源与工艺水平、不同类型的复杂结构件进行加工特征定义是基于加工特征进行自动数控编程的一个难题。针对以上难题,本文提出了一种复杂结构件数控编程加工特征用户自定义方法,基于全息属性面边图表达加工特征几何信息,给出了具有一定柔性的加工特征几何信息定义方法,基于语义与规则建立加工特征工艺信息及其与几何信息之间的关联关系,实现了由用户根据企业的制造资源、零件结构和工艺人员的编程习惯等因素自定义加工特征。根据本文提出的方法开发了飞机复杂结构件加工特征用户自定义及自动编程系统,已成功应用于国内某大型航空制造企业的飞机结构件数控编程,经过多项飞机结构件测试,本文提出的方法特征识别正确率平均达到97%。     

精密复杂曲面零件多轴数控加工技术研究进展

多轴数控（CNC）加工是现代工业中的标志性加工技术,在能源、动力、国防、运载工具、航空航天等制造领域的关键零部件加工中占据着主导地位。随着这些领域中高端装备性能要求越来越高,涌现出一大批加工难度大、性能指标要求苛刻的精密复杂曲面零件,其加工已由以往单纯的形位精度要求,跃升为形位与性能指标并重的高性能加工要求,给传统的复杂曲面零件数控加工技术带来了严峻挑战。针对精密复杂曲面零件形位精度保证、加工效率提升及动态切削过程可控等关键技术问题,从多轴数控加工的高效加工路径设计、进给率规划以及加工动力学分析等方面,详细论述相关加工技术的研究现状、存在的难点和核心问题,指出可行的解决途径、突破方向和未来的发展趋势,为实现复杂曲面零件的高性能数控加工提供参考和依据。     

大面积回转复杂凹凸型面高效电解加工工艺探索

论述了采用电解加工大面积复杂凹凸型面的加工工艺可行性,通过优化加工参数,得到了具有代表性的加工时间与电流之间的关系曲线。研究结果表明:电解加工方法加工大面积复杂形状的结构有着较大优势,加工时间相比传统的机械加工大幅缩短,提高了加工效率,具有重要的应用价值。     

碳纤维增强PEEK薄壁结构件加工工艺研究

对PEEK/CA450材料特性、切削性能进行了分析,通过加工试验研究了该材料典型薄壁零件的工艺特点、切削参数及热处理过程,优选出最佳的工艺参数。试验结果表明:优化零件结构设计可以有效降低材料内应力和加工难度;采用PCD刀具及合适的切削参数可以保证该材料薄壁零件的加工质量;加工过程中的热处理有助于提高产品的成品率和尺寸精度。采用优化后的工艺方法,最终成功加工出符合设计性能要求的PEEK/CA450薄壁零件。     

航空复杂壳体零件深孔加工技术研究

深孔加工在航空制造业中具有广泛需求,是加工难度最大的工序之一。复杂壳体零件是航空发动机的关键部件,其深孔加工质量直接影响航空发动机的服役性能和使用寿命。以航空复杂壳体零件为对象,针对航空复杂壳体零件深孔加工的工艺特点及难点,就目前现有深孔加工方法、深孔钻削力学、深孔钻削切屑形态与排屑方法、深孔加工在线监控及深孔加工设备等方面关键技术进行综述,并探讨了深孔加工未来的发展趋势。     

航空发动机整体叶盘磨料水射流开坯加工技术研究进展

整体叶盘结构是航空发动机技术发展的一个重要方向，且多采用难加工材料，如何实现整体叶盘高质高效加工是机械制造领域亟待解决的难题之一。通过高压磨料水射流（AWJ）加工技术实现整体叶盘毛坯的开坯粗加工，是一种有效缩短整体叶盘加工周期、降低昂贵铣削刀具成本、提高开坯效率的工艺手段。本文就磨料水射流加工材料去除机理、复杂曲面轨迹优化、多物理量和机械量参数组合优化和整体叶盘开坯设备概述了国内外的研究现状，在此基础上，针对当前具有复杂曲面结构的整体叶盘开坯面临的关键问题，提出了若干解决思路和技术途径，指出了高压磨料水射流在复杂曲面零件高效加工中的发展趋势。     

复杂壳体零件数控加工技术

分析复杂壳体零件结构特点,加工难点,阐述了保证零件精度的数控加工技术。     

凸轮型面加工技术探讨

介绍了一种利用加工中心配备专用磨头磨削凸轮复杂型面的特殊加工方法,研究解决了复杂凸轮型面的仿形加工、计量检测及数控加工编程技巧等问题。     

基于特征的蒙皮镜像铣加工残区刀轨优化方法

镜像铣加工装备及其加工工艺是蒙皮零件加工的有效手段,其特殊工艺对加工刀轨提出了等步距、无交叉、无抬刀且无残留等特殊要求。针对蒙皮零件加工特征的复杂形状,在满足等步距、无抬刀、无交叉的条件下对加工残留区域进行刀轨优化是一个难题。为解决以上难题,本文提出了一种基于特征的蒙皮镜像铣加工残区刀轨优化方法。该方法基于特征将蒙皮零件的工艺信息与几何信息相关联,自动提取加工特征的加工面及其对应的刀轨,将刀轨分割成若干段子刀轨,并构建子加工区域,再利用布尔并运算得到最终可加工区域。然后对加工面区域与最终可加工区域求布尔差识别出加工残留区域,并根据加工残区位置自适应生成满足蒙皮镜像铣特殊要求的优化刀轨。以典型复杂蒙皮零件验证本文提出的方法,结果表明,基于特征的蒙皮镜像铣加工残区刀轨优化方法可自动识别加工残区,并生成满足蒙皮镜像铣特殊要求的加工残区优化刀轨,为提高蒙皮零件数控编程效率提供技术支撑。     

复杂薄壁构件自适应加工工艺几何模型重构

随着制造理念和制造水平的不断提高,大量复合制造工艺背景下的近净成形叶片被应用到现役或在研的航空发动机中。该类叶片是典型的复杂薄壁结构零件,无精确定位基准,且成形一致性差。采用传统叶身定位,加工后的前/后缘、榫齿形状和位置精度均难以保证,从而导致产品一致性差,易超差与合格率低。针对以上问题,提出一种面向自适应加工的复杂薄壁结构零件工艺几何模型重构方法。首先,建立复杂曲面的采样点分布模型,快速获取叶片精确成型区域的位置和形状;其次,提出基于特征曲线相似变形的模型重构算法,精确重构前/后缘非精确成型区域的工艺几何模型;最后,通过精锻叶片自适应加工试验进行验证。试验结果表明：该方法可有效满足以精锻叶片为代表的复杂薄壁构件自适应加工要求。