[发明专利]一种厚度不均的舵面结构的成型方法

说明书

本发明涉及飞行器制造技术领域，尤其涉及一种厚度不均的舵面结构的成型方法；包括：基于3D成型技术获取舵面结构的零件毛坯，基于对零件毛坯数据扫描获取拟合模型对零件毛坯的加工基准校正，并基于校正后的加工基准对零件毛坯加工获取目标舵面结构，解决了现有技术毛坯成型精度差、基准难以确定和成品精度差的问题，实现对厚度不均的舵面结构便捷、准确的基准校正和高精度、稳定的加工。

技术领域

本发明涉及飞行器制造技术领域，尤其涉及一种厚度不均的舵面结构的成型方法。

背景技术

尾舵在飞机、轮船上作为转向机构被广泛利用；在航空领域，出于减重需求，尾舵往往采用“蒙皮-加强筋”结构，舵面主体在内部设置为加强筋结构，其外部设置整体蒙皮将加强筋连接，在保证其整体强度同时，尽可能降低重量，实现轻量化设计；舵面主体在底部设有可以与飞机机体转动连接的精密连接结构(舵轴)。出于进一步减重需求，本领域技术人员基于空气动力学对舵面加强筋和连接结构设计优化，舵面结构各部分呈现不同厚度，这无疑进一步增大了尾舵的加工难度。

针对大型尾舵的加工，一种常见的加工方式是：利用金属铸造模具将大型尾舵毛坯铸造成型，并进一步进行机床精加工；一方面，铸造加工不能满足尾舵加工精度，需要进一步对整体尺寸和局部精密结构进行加工；另一方面，进一步加工需要确定基准面或基准线，事实上铸造出的各区域和理论各区域尺寸偏差较大，如何对基准校正，使得校正后基准同时满足各区域加工较为困难；现有技术往往采取设置较大的加工余量，反复调节切削确定准确基准的方法，不仅费时费力，还造成较多的原料浪费；除此之外，目标成型舵面结构的厚度不均和非对称结构，使得基准确认面临“唯一解”，使得校正基准面等不能采用对称、镜像等方式调整，进一步提高了基准校正的难度。目前市场上急需一种针对厚度不均的舵面结构，可以准确、便捷实现基准校正和舵面结构成型的方法。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种厚度不均的舵面结构的成型方法，用以解决现有技术问题中舵面结构成型精度差、基准校正困难等问题中的至少一个。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种厚度不均的舵面结构的成型方法，包括：

基于3D成型技术获取舵面结构的零件毛坯、初始加工基准线及用于基准传递的基准传递夹头；

将零件毛坯进行数据扫描和拟合逆向建模，获取拟合模型；

基于拟合模型和零件毛坯的目标成型模型对初始加工基准线校正，获取校正后的加工基准线及加工基准线空间坐标；

基于校正后的加工基准线及加工基准线空间坐标，对零件毛坯中基准传递夹头加工，实现加工基准向基准传递夹头传递；

基于基准传递夹头，对零件毛坯中舵轴加工获取成型的舵面结构。

优选的，初始加工基准线的获取方法包括：利用3D成型技术在零件毛坯外表面构建出与初始加工基准线重合的凸起或凹陷区域，作为初始加工基准线。

优选的，初始加工基准线的获取方法包括：

利用三维绘图软件制备零件毛坯的目标成型模型，在零件毛坯的目标成型模型上确定初始加工基准线理论坐标；

基于初始加工基准线理论坐标，采用凸起或凹陷对初始加工基准线理论坐标标识；

利用3D成型技术在成型零件毛坯同时对凸起或凹陷标识，进而在零件毛坯获得初始加工基准线。

优选的，所述初始加工基准线包括：弦平面线、舵轴径向竖直基准线与舵轴轴向基准线。

优选的，初始加工基准校正包括：

基于激光扫描和3D成型获取的零件毛坯表面各点坐标信息，对零件毛坯第一次找正；