CN107052713A - 一种飞机蒙皮滚弯成形方法 - Google Patents

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同博
钟李欣
张骞文
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Abstract

一种飞机蒙皮的滚弯成形方法，已知飞机蒙皮的理论模型，根据飞机蒙皮的理论模型，采用机加铣切的方法对板状的蒙皮材料进行铣切，加工成平板状态的带凹陷型面的蒙皮；将带凹陷型面的蒙皮和带凸台型面的填充板进行凹凸配合对接形成由蒙皮材料和填充板复合的组合版，并将对接后的组合板的一端进行铆合固定；将组合板根据飞机蒙皮的理论模型进行滚弯成形；最后将填充板从滚弯成形后的组合版中剔除即可得到滚弯成形的飞机蒙皮。

Description

一种飞机蒙皮滚弯成形方法
技术领域
本发明属于一种飞机蒙皮零件的成形方法，更具体的说是一种大型蒙皮滚弯成形方法，涉及一种填充式滚弯成形的方法。
背景技术
航空产业的发展对我国交通运输业和国防军工制造业有至关重要的推动作用。近几年，由于飞机质量要求及性能逐渐增加，飞机常进行局部减薄处理，一方面可以有效减轻重量，另一方面增强零件的强度。目前大型蒙皮(长度尺寸大于4m)常采用闸压及滚弯成形方法进行成形，但闸压成形方法会造成零件局部延长，难以有效控制。对于大型蒙皮现采用滚弯成形方法较多，主要为先滚弯后铣切，先铣切后滚弯两种工艺方法。由于零件曲度较大，在滚弯成形后零件压平铣难度较大，容易产生产品质量缺陷。同时，采用先铣切后滚弯成形技术，在滚弯成形过程中由于铣切后零件材料厚度不一致易产生零件表面缺陷，对于该技术国内外研究尚少。飞机外表的蒙皮零件更是和飞机的空气动力学性能息息相关，不允许出现任何的表面质量缺陷和内部纤维组织缺陷。这是我们的飞机蒙皮零件制造的一大难题。
如果我们采用传统的滚弯方法，其材料减薄过渡区域会由于厚度差产生“棱”状缺陷，并且会由于厚度的变化造成零件在滚弯过程中变形曲度不一致，造成缺陷。
鉴于此，对飞机大型蒙皮开发一种合适的滚弯成形方法是非常有必要的。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种大型飞机蒙皮滚弯成形方法，提高产品的一次交检合格率。
一种飞机蒙皮的滚弯成形方法，已知飞机蒙皮的理论模型，其特征在于含有如下内容：
1)根据飞机蒙皮的理论模型，采用机加铣切的方法对板状的蒙皮材料进行铣切，加工成平板状态的带凹陷型面的蒙皮；
2)选取具有塑性的复合材料板作为填充板，根据飞机蒙皮的理论模型，采用机加铣切的方法逆向建模铣切出与蒙皮凹陷型面对应的带凸台型面的填充板；
3)将带凹陷型面的蒙皮和带凸台型面的填充板进行凹凸配合对接形成由蒙皮材料和填充板复合的组合板，并将对接后的组合板的一端进行铆合固定；
4)将步骤3)形成的组合板置于滚弯床上，根据飞机蒙皮的理论模型进行滚弯成形；
5)最后将填充板从滚弯成形后的组合板中剔除即可得到滚弯成形的飞机蒙皮。
本发明创的有益效果主要表现在：采用填充式凹凸配合的方式对铣切加工后的蒙皮表面的凹陷型面结构进行整体补偿，该填充式方法有效的避免了蒙皮在成形过程中由于厚度差造成的零件缺陷，同时填充板可以重复使用有效的达到了降本增效的作用，其一次交检合格率可达到95％以上，生产效率提高2-3倍。填充后零件在三轴滚弯机可以进行滚弯成形，填充材料与蒙皮的结合能够满足生产要求，无缺陷产生。填充板及蒙皮塑性、屈服强度等性能不同，在成形的过程中会造成变形程度变化，该方法采用渐进式滚弯成形，分三步从料薄处向料厚处逐步过渡成形减少零件的变形。本发明涉及的成形方法操作简单方便，安全性高。
以下结合实施例附图对本申请作进一步详细描述：
附图说明
图1是飞机蒙皮零件结构示意图。
图2是铣切后的蒙皮与填充板结合示意图。
图3是滚弯成形示意图。
图4是滚弯成形后的蒙皮零件。
图中编号说明：1蒙皮、2凹陷型面、3填充板、4凸出型面、5间隙、6滚弯机。
具体实施方式
参见附图，实施例以某型飞机的蒙皮为例，该蒙皮的材料为2060-T8E30铝锂合金，其外形尺寸为δ6mm×1100mm×6010mm，该蒙皮为变厚度零件，其厚度分布δ6.0、δ5.0、δ3.5、δ2.8、δ1.4。采用本发明的方法对其进行滚弯加工：
首先，根据飞机蒙皮的理论模型，采用机加铣切的方法对板状的蒙皮材料进行铣切，根据其厚度分布，其下陷区域形成凹陷型面2，此时蒙皮1为带凹陷型面2的平板状态；
其次，选取具有塑性的，厚度为δ6mm聚氨酯复合材料板作为填充板3，根据飞机蒙皮的理论模型，采用机加铣切的方法逆向建模对填充板进行铣切，其下陷区域铣切负差，区域厚度分别为δ1.0、δ2.5、δ3.2、δ4.6，铣切出与蒙皮凹陷型面2对应的带凸台型面4的填充板3。需要注意的是凸台型面两侧相对于蒙皮凹陷型面的两侧留有0.5毫米–1毫米的间隙5。
对蒙皮和填充板的对接面进行清洁，确保表面干净，并且去除填充板周边的毛刺区。
再将带凹陷型面2的蒙皮1和带凸台型面3的填充板4进行凹凸配合对接，形成由蒙皮材料和填充板复合的组合版，并将对接后的组合板的一端每隔500mm进行铆合固定。
将端头固定的组合板置于滚弯床6上，根据飞机蒙皮的理论模型进行滚弯成形，在滚弯成形过程，采用渐进式分段滚弯成形，分三步从料薄处向料厚处逐步过渡成形。
实施中，分为三步进行滚弯，第一步对δ2.8、δ3.5、δ1.4区域进行滚弯，其下压量为9mm，第二步对δ6.0、δ5.0厚度进行滚弯，下压量为7mm，第三步进行整体滚弯成形，其下压量为10mm。
最后将填充板3从滚弯成形后的组合板中剔除即可得到滚弯成形的飞机蒙皮1。

Claims (3)

1.一种飞机蒙皮的滚弯成形方法，已知飞机蒙皮的理论模型，其特征在于含有如下内容：
1)根据飞机蒙皮的理论模型，采用机加铣切的方法对板状的蒙皮材料进行铣切，加工成平板状态的带凹陷型面的蒙皮；
2)选取具有塑性的复合材料板作为填充板，根据飞机蒙皮的理论模型，采用机加铣切的方法逆向建模铣切出与蒙皮凹陷型面对应的带凸台型面的填充板；
3)将带凹陷型面的蒙皮和带凸台型面的填充板进行凹凸配合对接形成由蒙皮材料和填充板复合的组合板，并将对接后的组合板的一端进行铆合固定；
4)将步骤3)形成的组合板置于滚弯床上，根据飞机蒙皮的理论模型进行滚弯成形；
5)最后将填充板从滚弯成形后的组合板中剔除即可得到滚弯成形的飞机蒙皮。
2.如权利要求1所述的飞机蒙皮的滚弯成形方法，其特征在于，其填充板选用塑性高的聚氨酯，厚度与蒙皮厚度相当，在铣切填充板过程中，凸台型面两侧相对于蒙皮凹陷型面的两侧留有0.5毫米–1毫米的间隙。
3.如权利要求1所示的大型蒙皮滚弯成形方法，其特征在于：在滚弯成形过程，采用渐进式分段滚弯成形，分三步从料薄处向料厚处逐步过渡成形。
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