CN108555360A - 一种不等厚蒙皮类零件铣切成形中性层展开方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种不等厚蒙皮类零件铣切成形中性层展开方法。该方法是基于厚度占比求取零件单一连续的近似中性层的展开方法。通过测量不等厚蒙皮类零件上每个特征的厚度尺寸和表面积，利用厚度占比，求取不等厚蒙皮类零件先平面铣切后成形展开中性层。该方法充分考虑了材料不同材料厚度和不同面积占比对中性层厚度的影响，对不同厚度的延展和压缩进行了最佳的取舍，在有利于展开计算和工艺成形的前提下，实现了与真实中性层的最佳拟合。

Description

一种不等厚蒙皮类零件铣切成形中性层展开方法
技术领域
本发明属于飞机数字化制造领域，涉及一种不等厚蒙皮类零件铣切成形中性层展开方法。
背景技术
传统的蒙皮类零件成形采用了先按等厚毛料展开,拉弯或压弯成形后铣切内部细节特征的方式。蒙皮类零件在成形过程中，材料内表面压缩，外表面拉伸，在成形材料的中间有一层不变的中性层。利用成形中性层不变的理论，很方便对蒙皮类零件先成形后铣切特征进行毛料展开计算。
为减少零件成形工装,部分不等厚蒙皮类零件尝试先平面铣切零件所有特征后成形的方式。不等厚蒙皮类零件的平面铣切需要准确的展开模型，由于成形过程中零件为多厚度带特征零件，不等厚蒙皮类零件的实际中性层为随特征变化的非单一曲率不连续中性层曲面，不符合零件展开中曲面为单一曲率连续可展曲面的要求，因此不能完全按照蒙皮零件的真实中性层进行展开计算。
常规的做法是按照零件的最大厚度的中性层进行简化计算，然而，由于零件厚度变化较多，零件厚度尺寸变化较大时，最大厚度简化的中性层与实际中性层偏差愈大，按最大厚度简化计算成形后零件尺寸与理论模型差异较大，零件超差严重。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种基于厚度占比求取零件单一连续的近似中性层的展开方法。通过测量不等厚蒙皮类零件上每个特征的厚度尺寸和表面积，利用厚度占比，求取不等厚蒙皮类零件先平面铣切后成形展开中性层。
本发明的所采用的技术方案具体步骤如下：
1.对不等厚蒙皮类零件的厚度分布进行测量和记录
(1-1)分析蒙皮类零件特征,对蒙皮上每个特征的厚度dn进行测量记录
(1-2)依据测量数据dn，对相同的厚度进行归类，对蒙皮类零件的不同厚度进行记录；
2.按照不等厚蒙皮类零件的厚度分布进行面积测量
(2-1)依据蒙皮类零件的不同厚度，对蒙皮类零件上对应厚度的特征所占的表面积进行测量并记录
(2-2)对厚度相同的特征所占的表面积进行合并求和sn
(2-3)将不同厚度所有面积sn进行求和，计算出零件的所有特征面积之和s0；
3.展开中性层t′的计算
(3-1)依据计算公式，将蒙皮类零件所测量的厚度分类表中的每个厚度dn和对应的面积sn以及零件的所有特征的总面积之和s0带入计算公式中，依据面积占比计算出不等厚蒙皮类零件先平面铣切后成形最佳的展开中性层厚度t′
计算公式如下：
其中：k钣金中性层系数
d1蒙皮类零件上第一个特征的厚度
d2蒙皮类零件上第二个特征的厚度
dn蒙皮类零件上第n个特征的厚度
s1第一个厚度的特征所占的表面积和
s2第二个厚度的特征所占的表面积和
sn第n个厚度的特征所占的表面积和
s0总面积之和
4.依据计算出的中性层t′值进行零件展开建模。
(4-1)依据展开中性层厚度t′，建立展开前曲面，并进行展开计算，生成展开后曲面；
(4-2)依据展开前、展开后曲面，建立蒙皮类零件展开前后的所有特征的映射关系；
(4-3)对照蒙皮类零件的产品特征和展开后的特征线和基准线建立展开后的蒙皮类零件的展开数模。
该方法充分考虑了材料不同材料厚度和不同面积占比对中性层厚度的影响，对不同厚度的延展和压缩进行了最佳的取舍，在有利于展开计算和工艺成形的前提下，实现了于真实中性层的最佳拟合。
附图说明
图1零件截面和中性层图
图2零件厚度分类统计表
图3零件展开前特征图
图4零件展开后映射对比图
图5零件展开前模型图
图6零件展开后模型对比图
图中编号说明：1、不等厚蒙皮类零件截面；2、真实中性层；3、展开中性层；4、展开前特征线；5、展开后的特征线；6、一种不等厚蒙皮类零件；7、展开模型。
具体实施方式
根据图1-图6，不等厚蒙皮类零件6中性层展开包括以下步骤：
1.对不等厚蒙皮类零件6的厚度分布进行初步分析分类：
(1-1)分析不等厚蒙皮类零件6的特征,对每个特征的厚度dn进行测量记录。
(1-2)依据测量数据dn，对相同的厚度进行归类，对不等厚蒙皮类零件6的不同厚度进行记录，如图2所示；
2.按照不等厚蒙皮类零件6的厚度分布进行面积测量
(2-1)依据不等厚蒙皮类零件6的不同厚度，对相同厚度的特征所占的表面积进行测量记录，如图2所示；
(2-2)对厚度相同的特征所占的表面积进行合并求和，将每个厚度dn和所对应的面积sn进行记录，如图2所示；
(2-3)将不同厚度所有面积sn进行求和，计算出零件的所有特征面积之和s0，如图2所示；
3.展开中性层3的计算
依据计算公式，
其中：k钣金中性层系数
d1蒙皮类零件上第一个特征的厚度
d2蒙皮类零件上第二个特征的厚度
dn蒙皮类零件上第n个特征的厚度
s1第一个厚度的特征所占的表面积和
s2第二个厚度的特征所占的表面积和
sn第n个厚度的特征所占的表面积和
s0总面积之和
将不等厚蒙皮类零件6所测量的厚度分类表中的每个厚度dn和对应的面积sn以及总面积之和s0带入计算公式中，依据面积占比计算出不等厚蒙皮类零件6先铣切后成形最佳的展开中性层3厚度t′
计算如下：
如图1所示，不等厚蒙皮类零件截面1中零件的真实中性层2和展开中性层3对比，可以看出中性层3为真实中性层2最为接近的单一连续可展曲面。
4.依据计算出的中性层3厚度t′进行零件展开建模。
(4-1)依据展开中性层3厚度t′，建立展开前曲面，并进行展开计算，生成展开后曲面；
(4-2)依据展开前、展开后曲面，对不等厚蒙皮类零件6的展开前特征线4进行映射，生成展开后特征线5；
(4-3)对照不等厚蒙皮类零件6的产品特征和展开后特征线5建立展开后的蒙皮类零件的展开模型7。

Claims (1)

1.一种不等厚蒙皮类零件铣切成形中性层展开方法，其特征在于包括如下步骤：
1-1对不等厚蒙皮类零件的厚度分布进行测量和记录
分析蒙皮类零件特征,对蒙皮上每个特征的厚度dn进行测量记录
依据测量数据dn，对相同的厚度进行归类，对蒙皮类零件的不同厚度进行记录；
1-2按照不等厚蒙皮类零件的厚度分布进行面积测量
依据蒙皮类零件的不同厚度，对蒙皮类零件上对应厚度的特征所占的表面积进行测量并记录
对厚度相同的特征所占的表面积进行合并求和sn
将不同厚度所有面积sn进行求和，计算出零件的所有特征面积之和s0；
1-3展开中性层t′的计算
依据计算公式，将蒙皮类零件所测量的厚度分类表中的每个厚度dn和对应的面积sn以及零件的所有特征的总面积之和s0带入计算公式中，依据面积占比计算出不等厚蒙皮类零件先平面铣切后成形最佳的展开中性层厚度t′
计算公式如下：
其中：k钣金中性层系数
d1蒙皮类零件上第一个特征的厚度
d2蒙皮类零件上第二个特征的厚度
dn蒙皮类零件上第n个特征的厚度
s1第一个厚度的特征所占的表面积和
s2第二个厚度的特征所占的表面积和
sn第n个厚度的特征所占的表面积和
s0总面积之和
1-4依据计算出的中性层t′值进行零件展开建模。
依据展开中性层厚度t′，建立展开前曲面，并进行展开计算，生成展开后曲面
依据展开前、展开后曲面，建立蒙皮类零件展开前后的所有特征的映射关系
对照蒙皮类零件的产品特征和展开后的特征线和基准线建立展开后的蒙皮类零件的展开数模。
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