[发明专利]一种多点成形飞机蒙皮的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种飞机蒙皮拉形方法。尤其涉及一种多点成形飞机蒙皮的方 法。

背景技术

飞机的蒙皮具有符合气动力学的光滑的曲面，铝合金机身蒙皮、进气道蒙 皮、机翼前缘蒙皮的曲面形状都可以通过拉形方法得到。现在的成形工艺方法 已经发展出数字化成形工艺方法，即计算机做出蒙皮理论型面的数模，以理论 型面数模为依据用数控设备加工拉形模具，拉形模具一般是一反模型，即其中 一面按蒙皮曲面制出反向曲面，并考虑适当的回弹量，用蒙皮拉伸机在拉形模 具上进行拉形，使板料逐渐与拉形模具曲面贴合，制造出蒙皮，最后也用拉形 模具作为依据检验蒙皮零件型面。该方法淘汰了传统的模线、样板等中间环节， 实现了数字化精确成形蒙皮零件，满足了现代飞机生产中质量一致性以及批量 生产的需要。但在飞机试制阶段，飞机设计处于反复叠代、不断优化的过程中， 飞机蒙皮零件品种多，每个品种往往只生产1至3件，生产每个品种蒙皮零件 都需要制造拉形模具，有的拉形模具尺寸巨大从几米到几十米不等，那么拉形 模具的设计、制造、试模、运输、存放是一项费时、费力的工作，这种数字化 成形工艺方法成本较高、周期较长，还不适合试制阶段飞机蒙皮单件小批生产 特点。

发明内容：

本发明要解决的技术问题在于提供一种低成本、短周期适合试制阶段飞机 蒙皮单件小批生产特点的多点成形飞机蒙皮的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种多点成形飞机蒙皮的方法，先按 公式L＝L₀+2(L₁+L₂)确定板料尺寸，其中L是零件板料长度，单位为毫 米；L₀是蒙皮零件最大剖面处的展开长度加上余量，单位为毫米，余量与零件 形状有关，一般单边是50mm，L₁是柔性多点拉形模具边缘与拉形机钳口间的过 渡区长度，单位为毫米，一般为150mm～200mm；L₂是拉形机钳口夹紧余量，单 位为毫米，一般为80mm～100mm，下料，两侧倒圆，去除周边毛刺；然后通过 计算机修正柔性多点拉形模具，将弹性垫铺在柔性多点拉形模具的型面上，弹 性垫选用聚氨酯材料，邵氏硬度70～90，聚氨酯厚度30-50mm；调整板料到弹 性垫的中间位置，拉形机钳口尽量靠近柔性多点拉形模具；进行预拉形，板料 拉伸量为3％；在淬火后20分钟内进行第二次拉形，拉伸量1.5％～3％；用激 光检测系统检测拉形后外形尺寸，其特征在于：所述的柔性多点拉形模具是利 用有限元软件建立柔性多点拉形模具蒙皮拉形模型，确定材料参数和拉伸力、 加载轨迹等边界条件，对拉形过程进行仿真分析，获得零件的回弹情况，利用 回弹结果反向修正柔性多点拉形模具的型面，获得了补偿后的柔性多点拉形模 具的型面，所述的柔性多点拉形模具包括箱体、基本单元体和调形机构，基本 单元体置于箱体中，调形机构在箱体内，调形机构在基本单元体的下部，基本 单元体以M行×N列分布，顶端是弧状，露出箱体，底端与调形机构相连，所 述的调形机构包括计算机、步进电机和螺纹丝杠机构，计算机控制步进电机来 带动螺纹丝杠机构旋转，每个基本单元体与螺纹丝杠机构螺纹连接，并随螺纹 丝杠机构旋转而单独上下移动。所述的激光检测系统包括激光测量结构、多点 支撑单元、工作箱体和调形机构，多点支撑单元和调形机构在工作箱体内，调 形机构在多点支撑单元的下部，多点支撑单元以M行×N列分布，顶端是碗状， 底端与调形机构相连，所述的调形机构包括计算机、步进电机和螺纹丝杠机构， 计算机控制步进电机来带动螺纹丝杠机构旋转，每个多点支撑单元在调形机构 的控制下以旋转螺纹的方式单独上下移动，在接受蒙皮的数学模型后，在整个 计算机的控制下，多点支撑单元分别进行不同的上下移动，激光测量结构在多 点支撑单元的上方，将蒙皮放在多点支撑单元上，激光测量结构发出激光逐点 对蒙皮的型面进行扫描，获得蒙皮的实际型面，并与理论数模进行对比。