蒙皮镜像铣削支撑技术的研究现状和发展趋势

镜像铣作为一种飞机蒙皮加工的新技术,是一种高效、绿色的加工方法,具有逐步取代化铣加工的趋势,是众多工业发达国家的研究热点。支撑技术是飞机蒙皮镜像铣削系统的关键技术,关系到蒙皮的尺寸精度和表面质量,直接影响蒙皮外表面的形貌。本文在阐述飞机蒙皮零件加工工艺特点的基础上,介绍了飞机蒙皮减薄技术的发展,总结了蒙皮镜像铣削加工方法的优势及国内外研究现状。在详细分析镜像铣支撑技术的研究现状的同时,指出了当前镜像铣支撑技术存在的问题与难点,预测了镜像铣支撑技术的发展趋势,为镜像铣支撑技术的深入研究提供参考和指导。     

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。     

飞机蒙皮厚度精确加工的最新技术——以数铣替代化铣的绿色加工工艺

分析了飞机蒙皮零件加工传统工艺无法满足精确加工要求和绿色制造发展需要的客观现实.并就正在推广使用的蒙皮精确铣,以及飞机蒙皮厚度加工由化铣向数铣发展的新趋势,作了详细论述.同时,还对国际上最新推出的集蒙皮切边、开口、制孔和蒙皮厚度精确加工于一体的多功能蒙皮精确铣和镜像铣,作了系统介绍.     

飞机蒙皮镜像铣加工稳定性分析

镜像铣技术是近年来提出的一种针对大尺寸薄壁件的加工方法,其加工环保、高效,具有逐步取代传统化铣加工的趋势。针对飞机蒙皮镜像铣加工过程中的颤振问题,首先,根据镜像铣加工特点,建立工艺系统颤振稳定性极限的预测模型;其次,通过有限元方法对蒙皮工件进行模态分析,分析蒙皮不同加工位置动力学特性变化导致的铣削稳定性变化,并通过实验测量获取工件动力学参数,对不同加工位置的稳定性做出预测;最后,开展加工实验,基于非接触测量方法,在线监测镜像铣加工区域的振动位移,通过时、频域信号对加工状态进行辨识,揭示了镜像铣加工过程的稳定性变化及失稳机制,验证了所提方法的准确性,在工程领域具有较高的实用价值。     

飞机蒙皮零件的柔性装夹及数控铣切技术

针对飞机蒙皮零件的柔性装夹及数控铣切技术,主要是一种蒙皮类零件数控加工轮廓的铣切方法研究。飞机蒙皮类零件数控加工铣切轮廓时的典型特点为零件薄、曲率大、易振颤。解决振颤的措施主要有防振颤装置和特殊的数控铣切方法。最后,对飞机蒙皮零件的镜像铣加工技术进行了简单介绍。     

复杂凸凹曲率飞机蒙皮充液成形技术研究与应用

随着飞机气动、隐身等性能要求的提高,飞机外形曲率更加异形化,大量应用复杂凸凹曲率蒙皮,传统的拉伸成形方法已经不能完全满足新一代飞机蒙皮加工的要求。基于生产某型号飞机复杂凸凹曲率蒙皮这一背景,介绍了充液成形基本原理及关键技术,利用有限元数值模拟方法,分析板材充液成形过程中液室压力、厚度减薄率、板材失稳及贴胎度的变化规律,优化工艺参数,并且根据数值模拟结果指导工业生产。理论分析和现场实践证明:充液成形技术为复杂凸凹曲率蒙皮零件的制造提供了新的工艺方法,满足新一代飞机的凸凹曲率外形蒙皮的制造要求。     

MMS:新型绿色蒙皮加工系统

MMS蒙皮镜像铣切系统是DUFIEUX公司研制的最新型蒙皮加工系统,该系统是新一代绿色加工技术,可以代替手工修整和化铣工艺。本文介绍了MMS蒙皮镜像铣切系统的工作原理及应用状况,并将该系统与传统的蒙皮加工工艺进行对比,得出了该系统具有先进性、环保性及可推广性的结论。     

基于可重构柔性工装夹持的飞机蒙皮数控切边关键技术及发展

飞机蒙皮作为构成飞机气动外形的关键零件,其外形复杂,尺寸范围变化大,刚度低,而且生产批量小[1].传统制造方法是,蒙皮固定在切边模上,工人手工操作切割设备根据样板进行切边,工作劳动强度大,切边精度低.     

蒙皮卡板式铣切工装技术研究

蒙皮是飞机零件中最重要的零件之一,蒙皮零件的外形精度和表面质量对飞机装配和疲劳寿命等起到关键作用。现阶段存在蒙皮零件手工切割外形精度不高、表面质量差、工作周期长等现象,以及蒙皮专用实体铣切工装制造成本高、存放空间紧张等问题。通过研究一种全新的工装结构形式作为铣切辅助工具,即卡板式铣切工装,结合五座标数控铣切设备切割蒙皮外形和内孔,解决了手工切割蒙皮造成的精度和表面质量差的问题,同时节约了铣切工装的制造成本和工装的存放空间,为蒙皮铣切提供了一种新的加工模式。     

飞机蒙皮零件三维光学测量技术条件研究

飞机蒙皮是一类具有复杂曲面的薄壁零件,如何进行数字化测量一直是制造过程中的难题.近年来快速发展的三维光学测量方法对这类零件有较好的适应性,但由于缺乏相关的蒙皮零件测量技术条件,使得规范化的测量工作未能在企业展开.首先在分析蒙皮零件传统检测技术要求和工程实践基础上确定蒙皮零件的数字化检测内容;然后针对光学扫描和摄影测量两种典型光学测量方法来阐述测量前准备、蒙皮零件放置、蒙皮零件外形测量等方面的技术条件,为后续规范测量工作提供技术指导.     

数字化协同测量在飞机弱刚性零件加工中的应用

针对飞机弱刚性蒙皮零件的高精度加工要求,通过机器人铣削系统协同标定、蒙皮边界提取与逆向建模、末端执行器定位修正等技术研究,实现飞机蒙皮、口盖、壁板类结构件边部余量检测及加工在线修正,边界测量精度0.1mm,末端执行器定位误差不大于0.2mm。经验证,本研究满足了四代机制造对数字化测量的要求,显著提高了飞机蒙皮壁板自动化铣削和数字化水平,促进了飞机制造从传统的手工装配向智能化装配模式的跨越。     

用于飞机蒙皮成形的可重构多点柔性工装设计

针对飞机蒙皮等大型薄壁板类零件的外形复杂、曲率变化大、刚度低等特点,设计了可重构多点柔性工装,该柔性工装通过其精确定位和保形功能,可用于蒙皮镜像铣切、蒙皮零件的数控切边等,应用范围十分广泛.     

某型机化铣零件成形工艺

化铣是一种能使表面形状复杂、加工精度要求高的零件达到加工要求的表面处理方法。铝合金的化学铣切已经成为航空工业零件成形的可靠加工方法,尤其是在加工飞机蒙皮时要比用传统的机械加工方法优越得多。本文对某型机零件表面出现锤痕现象进行了技术分析,发现其锤痕原因是由于成形零件用榔头校形而造成。同时,提出了采用钣金"一步成形法"即在淬火时效期内进行零件成形后再化铣的工艺方法。     

飞机橡皮囊成形零件毛坯精确预示方法研究

 橡皮囊成形是飞机钣金零件成形的主要方法之一,其初始毛坯形状的预示是橡皮囊成形中的一个难点问题。针对橡皮囊成形的工艺特点,提出了一种基于一步逆成形有限元法的飞机橡皮囊成形钣金零件毛坯快速精确预示方法。首先将设计好的飞机钣金零件作为最终构形,然后采用一步逆成形有限元法进行初始毛坯的快速反向模拟,最后将通过该方法获得的毛坯外形应用到实际飞机钣金橡皮囊成形中,实验结果表明该方法可以快速精确地预示出飞机橡皮囊成形钣金零件的初始毛坯形状。     

航空可切削塑料拉形模型面开裂分析及其控制

传统飞机蒙皮拉形模在生产过程中容易出现型面开裂的问题,分析了飞机蒙皮拉形模可切削塑料型面开裂的原因,并提出了预防可切削塑料型面开裂的拉形模新结构.     

面向可重构柔性多点模具的蒙皮数控拉形技术应用系统

蒙皮是构成飞机气动外形的关键零件,具有尺寸大、品种多、外形复杂、生产批量小等特点.蒙皮主要采用实体模具拉形工艺成形,其先进程度是衡量一个国家飞机制造能力和水平的重要标志.     

飞行器大型薄壁件制造的柔性工装技术

我们针对飞机蒙皮数字化精确制造和绿色制造的需求,正在研究开发可替代传统化铣工艺的新一代高质高效绿色制造系统(已申请发明专利)。在新系统上,成形后的蒙皮经过一次装夹即可完成传统化铣工艺中的粗修、铣凹、切边、开孔等工序,消除了多次装夹带来的误差,既提高加工精度又提高生产效率。另一方面,新系统加工时无污染物排放,加工废屑可回收,电能消耗减少,环保节能效果显著,可实现绿色制造。     

飞机复杂蒙皮拉形数值模拟系统开发及关键技术研究

针对飞机复杂蒙皮拉伸成形特点,基于静态隐式算法开发了复杂蒙皮拉形数值模拟系统STRETCH FORM。系统分为前置处理、核心求解和后置处理3个模块。介绍了系统各模块的主要功能以及机构运动、静态隐式有限元算法和接触搜索算法等关键技术理论。利用商业软件MARC和PAM STAMP进行了S形蒙皮拉形的模拟计算对比,并对某型号机的进气道蒙皮零件进行了生产验证,结果表明系统具有较高的可靠性和计算精度。     

基于激光扫描的零件毛坯优化设计技术研究

机加零件在飞机零件上的占比逐步增多,传统的毛坯尺寸、形状推导方法往往存在部分区域加工余量不足或加工余量过大的情况,导致毛坯加工中出现残品与浪费现象。针对这种情况,首先提出一种基于激光扫描的零件毛坯优化技术,将激光扫描技术应用于零件毛坯的优化设计,通过将毛坯点云与零件CAD模型拟合求解出毛坯在各加工面上的加工余量,其次研究了该技术的关键点并结合某型飞机某零件完成零件毛坯的可加工性评价与优化设计,相关应用取得了良好的经济效益。     

基于CATIA二次开发的飞翼外形参数化建模

如何快速地生成飞机三维外形模型是飞机总体设计中的一个重要问题。本文以飞翼布局飞机作为研究对象,研究了一种飞翼外形参数化数学模型,包括总体轮廓参数化模型、剖面形状参数化模型和过渡面参数化模型。基于该模型,应用CATIA二次开发技术,编制了能自动生成飞翼三维外形的CAD模型程序。应用算例表明,本文提出的参数化数学模型和所开发的程序能快速生成各种不同的飞翼三维外形模型。