CN113378307B - 一种飞机部件补偿层可加工性的判断方法 - Google Patents

一种飞机部件补偿层可加工性的判断方法 Download PDF

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CN113378307B CN202110934306.4A CN202110934306A CN113378307B CN 113378307 B CN113378307 B CN 113378307B CN 202110934306 A CN202110934306 A CN 202110934306A CN 113378307 B CN113378307 B CN 113378307B
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Abstract

本发明属于飞机部件装配技术领域，特别涉及一种飞机部件补偿层可加工性的判断方法，包括通过切削试验获取切削载荷与切削参数之间规律，并确定极限切削参数；结合部段结构特征，对补偿层的加工面进行分区，计算获得部段上所有相对刚度最小点的形变
Figure 819622DEST_PATH_IMAGE001
和最小结构刚度
Figure 205604DEST_PATH_IMAGE002
；按要求设计盒段试验件，并根据盒段结构特征进行分区，算获得盒段上所有相对刚度最小点的形变
Figure 719762DEST_PATH_IMAGE003
和最小结构刚度
Figure 833081DEST_PATH_IMAGE004
；确定临界加工变形，基于临界加工变形，结合各参数之间的规律，判断部段补偿层的可加工性，以实现各分区切削参数的优选。本发明针为部段补偿层衬垫的可加工性判断提供了工艺计算分析方法，可预测加工过程中的加工振动和脱粘问题，并能准确定位无法加工的部位。

Description

一种飞机部件补偿层可加工性的判断方法
技术领域
本发明属于飞机部件装配技术领域，特别涉及一种飞机部件补偿层可加工性的判断方法。
背景技术
新型飞机研制时，为保证飞机隐身性能，提高飞机部件外形精度及互换性；在飞机部件的骨架装配完成后（如图2所示），需要在骨架的缘条面上粘接一层补偿层（如图3所示），通过对补偿层进行数控切削加工的方式，来保证骨架的外形精度。部件骨架由框、梁等结构组成，待加工区域结构为筋条、腹板面、缘条、补偿层（如图4所示）。
部段骨架结构的缘条为薄壁结构，厚度一般1.5~4mm，粘接的补偿层厚度一般为2mm，切削加工后补偿层厚度为1mm。由于垂直于缘条面方向的刚性较弱，在对补偿层进行数控高速切削时，补偿层承受垂直于缘条面的交变载荷和平行缘条面的切向载荷，易出现加工振动和补偿层脱粘等问题。目前，部件精整加工处于试验应用阶段，补偿层的可加工性尚无准确的判断方法，导致加工过程中，出现以下两种情况：
1）未对不可加工区域进行设计或工艺处理，导致弹刀以及衬垫脱粘的情况发生，严重时甚至报废整个部段产品；
2）对部件缘条面进行盲目的增刚和增阻，增加劳动强度，降低工作效率。
发明内容
本发明的目的是针对“部件缘条面所粘接的补偿层可加工性判断方法不足，导致加工过程中对部件缘条面进行盲目的增刚和增阻，造成效率低下，或出现弹刀、脱粘等问题”的缺陷，提出一种判断飞机部件补偿层可加工性的计算分析方法，以在部段设计阶段，对补偿层的可加工性进行预测，提前判断结构的可加工性；且该方法能优化切削参数、提高加工效率、实施简单、效率高。
本发明具体通过通过以下技术方案实现：
一种飞机部件补偿层可加工性的判断方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，设计切削试验，通过切削试验获取切削载荷与切削参数之间规律，并确定极限切削参数；
S2，结合部段结构特征，对补偿层衬垫的加工面进行分区，以形成
Figure 51561DEST_PATH_IMAGE001
个部段加工区域，每个部段加工区域均有一个相对刚度最小点，即部段上共有
Figure 825613DEST_PATH_IMAGE001
个相对刚度最小点；
S3，采用CAE软件依次对部段上的
Figure 739343DEST_PATH_IMAGE001
个刚度相对最小点施加与缘条面垂直的载荷
Figure 748887DEST_PATH_IMAGE002
，通过计算获得部段上所有相对刚度最小点的形变
Figure 736566DEST_PATH_IMAGE003
，其中，
Figure 9415DEST_PATH_IMAGE004
表示部段加工区域的编号，
Figure 407511DEST_PATH_IMAGE004
的取值范围为
Figure 955167DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 718724DEST_PATH_IMAGE003
表示在第
Figure 834578DEST_PATH_IMAGE004
个部段加工区域中的相对刚度最小点的形变；
S4，基于
Figure 316375DEST_PATH_IMAGE003
获得各部段加工区域的最小结构刚度
Figure 480772DEST_PATH_IMAGE006
，则有
Figure 770939DEST_PATH_IMAGE007
，其中，
Figure 388520DEST_PATH_IMAGE006
表示在第
Figure 29717DEST_PATH_IMAGE004
个部段加工区域的最小结构刚度；
S5，按要求设计盒段试验件，并根据盒段结构特征划分出
Figure 653597DEST_PATH_IMAGE008
个盒段加工区域，每个盒段加工区域中都存在相对刚度最小点；
S6，采用CAE软件依次对盒段上的所有刚度相对最小点施加与缘条面垂直的载荷
Figure 798270DEST_PATH_IMAGE002
，通过计算获得盒段上所有相对刚度最小点的形变
Figure 583824DEST_PATH_IMAGE009
，其中，
Figure 712317DEST_PATH_IMAGE010
表示盒段加工区域的编号，
Figure 608728DEST_PATH_IMAGE010
的取值范围为
Figure 670225DEST_PATH_IMAGE011
，
Figure 889330DEST_PATH_IMAGE009
表示在第
Figure 973960DEST_PATH_IMAGE010
个盒段加工区域中的相对刚度最小点的形变；
S7，取盒段加工区域
Figure 674063DEST_PATH_IMAGE010
中的最大形变
Figure 465433DEST_PATH_IMAGE012
，基于
Figure 858368DEST_PATH_IMAGE012
获得各盒段加工区域的最小结构刚度
Figure 430295DEST_PATH_IMAGE013
，则有
Figure 934088DEST_PATH_IMAGE014
，其中，
Figure 922509DEST_PATH_IMAGE013
表示在第
Figure 283083DEST_PATH_IMAGE010
个盒段加工区域的最小结构刚度；
S8，设置好走刀方式，按
Figure 76727DEST_PATH_IMAGE013
从大到小的顺序对试验盒段各分区进行切削加工，并确定临界加工变形；
S9，基于临界加工变形，结合各区域计算的最小结构刚度及切削载荷与切削参数之间规律，判断部段补偿层的可加工性，以实现各分区切削参数的优选。
具体的，所述步骤S1中，切削试验包括以下步骤：
S1-1，在铝合金平板上粘接2mm厚的补偿层衬垫；
S1-2，铝合金平板底部连接测力仪，且测力仪处于补偿层衬垫的正下方；
S1-3，基于机床的数控系统设置对补偿层衬垫的加工参数，在加工参数中，径向切深
Figure 56315DEST_PATH_IMAGE015
；
S1-4，启动机床对补偿层衬垫进行加工；在加工过程中记录下在0.3mm~1.8mm范围内的不同径向切深
Figure 150173DEST_PATH_IMAGE016
下的切削载荷
Figure 884911DEST_PATH_IMAGE017
和加工表面粗糙度
Figure 759326DEST_PATH_IMAGE018
，并令加工表面粗糙度
Figure 870502DEST_PATH_IMAGE019
时的最大切径向切深为
Figure 815936DEST_PATH_IMAGE020
；其中，
Figure 924838DEST_PATH_IMAGE021
表示机床加工的方向，包括
Figure 224232DEST_PATH_IMAGE022
轴、
Figure 873519DEST_PATH_IMAGE023
轴和
Figure 269865DEST_PATH_IMAGE024
轴，
Figure 346406DEST_PATH_IMAGE017
则包括了
Figure 867517DEST_PATH_IMAGE022
轴、
Figure 523757DEST_PATH_IMAGE023
轴和
Figure 446714DEST_PATH_IMAGE024
轴上的切削载荷；
S1-5，根据在
Figure 962665DEST_PATH_IMAGE025
范围内切削载荷
Figure 705493DEST_PATH_IMAGE017
与径向切深
Figure 24479DEST_PATH_IMAGE016
的变化趋势，建立幂指函数
Figure 801942DEST_PATH_IMAGE026
；其中，
Figure 485864DEST_PATH_IMAGE016
为自变量，
Figure 981567DEST_PATH_IMAGE017
为因变量；
Figure 714031DEST_PATH_IMAGE027
和
Figure 611580DEST_PATH_IMAGE028
都为常数，结合在
Figure 466404DEST_PATH_IMAGE025
范围内的径向切深
Figure 180894DEST_PATH_IMAGE016
以及在该范围内记录的切削载荷
Figure 513787DEST_PATH_IMAGE017
，采用最小二乘拟合算法求解
Figure 265842DEST_PATH_IMAGE017
和
Figure 353884DEST_PATH_IMAGE028
。
具体的，所述步骤S1-3中，机床对补偿层衬垫进行加工所用的切削刀具为整体多齿刀具，且整体多齿刀具的直径d=12~20mm、底角R≥3mm。
具体的，所述步骤S1-3中，机床对补偿层衬垫的加工方式为定摆角α行切加工，切削刀具的转速S、进给f和轴向切深度
Figure 558600DEST_PATH_IMAGE029
均为恒定值，且加工参数范围α=10°~20°、f≥18000rpm、S≥1000mm/min、
Figure 632866DEST_PATH_IMAGE030
。
具体的，所述步骤S1中，极限切削参数为补偿层衬垫可加工的最大径向切深
Figure 911532DEST_PATH_IMAGE031
，且最大径向切深
Figure 364948DEST_PATH_IMAGE031
是基于补偿层衬垫的粘接扯离强度
Figure 791382DEST_PATH_IMAGE032
进行确定的，补偿层衬垫的粘接扯离强度
Figure 403760DEST_PATH_IMAGE032
包括由玻璃钢复合材料与胶之间的扯离强度
Figure 395986DEST_PATH_IMAGE033
和铝合金板与胶之间的扯离强度为
Figure 638880DEST_PATH_IMAGE034
，则最大径向切深
Figure 614926DEST_PATH_IMAGE031
的确定包括以下步骤：
S1-6，基于
Figure 824803DEST_PATH_IMAGE035
，结合
Figure 405957DEST_PATH_IMAGE021
的
Figure 944386DEST_PATH_IMAGE022
轴、
Figure 345412DEST_PATH_IMAGE023
轴和
Figure 830751DEST_PATH_IMAGE024
轴取向范围，获得公式
Figure 832DEST_PATH_IMAGE036
和
Figure 975741DEST_PATH_IMAGE037
，则在切削过程中，补偿层衬垫承受的切向切削载荷
Figure 864063DEST_PATH_IMAGE038
；
S1-7，令
Figure 687181DEST_PATH_IMAGE039
且
Figure 977348DEST_PATH_IMAGE040
，避免补偿层衬垫在加工过程中发生脱粘，则有
Figure 857579DEST_PATH_IMAGE041
以及
Figure 233197DEST_PATH_IMAGE042
，采用图解法或数值解法解算出满足前述要求的最大切径向切深
Figure 184973DEST_PATH_IMAGE043
；其中，
Figure 595225DEST_PATH_IMAGE044
为玻璃钢复合材料与胶之间的扯离安全系数，取值范围8~12；
Figure 646358DEST_PATH_IMAGE045
为铝合金板与胶之间的扯离安全系数，取值范围10~15；
Figure 509272DEST_PATH_IMAGE046
为刀具直径；
S1-8，将
Figure 874525DEST_PATH_IMAGE043
与步骤S1-4中的
Figure 136355DEST_PATH_IMAGE020
做对比，
Figure 358389DEST_PATH_IMAGE031
取
Figure 708598DEST_PATH_IMAGE020
和
Figure 2177DEST_PATH_IMAGE043
两者中相对小的一个，即，
Figure 121442DEST_PATH_IMAGE047
。
具体的，所述步骤S5中，盒段试验件由框和梁组成，盒段试验件的框和梁的结构形式与部段的框和梁结构形式一致，且框和梁都包含缘条、筋条、腹板面和补偿层衬垫；设计盒段试验件的要求包括：
a.框和梁的数量均大于等于2，包括缘条间距和缘条厚度在内的尺寸不超过部段上相应尺寸的极值；
b.划分盒段加工区域是以框和梁的腹板中面以及缘条边为界，将缘条面分为
Figure 779957DEST_PATH_IMAGE048
个加工区域，且
Figure 758408DEST_PATH_IMAGE049
；
c.通过设置筋条，使各盒段加工区域
Figure 590098DEST_PATH_IMAGE010
中的刚度相对最小点的数量大于等于2；
d.通过调整包括缘条间距和缘条厚度在内的结构尺寸，满足
Figure 829449DEST_PATH_IMAGE050
，其中，
Figure 407934DEST_PATH_IMAGE051
，
Figure 732736DEST_PATH_IMAGE052
。
具体的，所述步骤S8中，切削加工的走刀方式是：采用与步骤1中所述的切削试验相同的切削参数进行切削加工，使刀具沿补偿层衬垫边缘方向进行走刀，逐渐从缘条边缘铣切至框腹板中面分界线，确保切削加工的径向切深
Figure 40221DEST_PATH_IMAGE053
；切削过程中，当首次出现弹刀情况时或衬垫加工表面粗糙度
Figure 134079DEST_PATH_IMAGE054
时，即停止加工。
具体的，所述步骤S8中，确定临界加工变形包括以下步骤：
S8-1，假设一个盒段加工区域
Figure 868817DEST_PATH_IMAGE055
，其中，
Figure 415336DEST_PATH_IMAGE055
表示盒段加工区域的编号，且
Figure 260932DEST_PATH_IMAGE056
，则根据步骤S7，盒段加工区域
Figure 209296DEST_PATH_IMAGE055
的最小结构刚度
Figure 315268DEST_PATH_IMAGE057
，其中，
Figure 349083DEST_PATH_IMAGE058
为盒段加工区域
Figure 263950DEST_PATH_IMAGE059
中的最大形变；
S8-2，采用CAE软件对盒段加工区域
Figure 394717DEST_PATH_IMAGE055
的刚度相对最小点施加与缘条面垂直的载荷
Figure 471257DEST_PATH_IMAGE060
，通过计算获得盒段加工区域
Figure 257948DEST_PATH_IMAGE055
中相对刚度最小点的形变
Figure 710926DEST_PATH_IMAGE061
；
S8-3，使刀具沿补偿层衬垫边缘方向进行走刀，逐渐从边缘切至腹板处，在这期间，刀具所在位置的结构刚度不发生变化，最大径向切深
Figure 368303DEST_PATH_IMAGE043
为恒定值，因此，则有
Figure 819007DEST_PATH_IMAGE062
；
S8-4，设缘条面的可加工临界变形为
Figure 830344DEST_PATH_IMAGE063
，则有
Figure 821434DEST_PATH_IMAGE064
。
具体的所述步骤S9包括以下步骤：
S9-1，基于步骤S8-4中获得的可加工临界变形
Figure 864476DEST_PATH_IMAGE063
，可得部段加工区域
Figure 282819DEST_PATH_IMAGE004
不发生弹刀的临界加工载荷
Figure 106419DEST_PATH_IMAGE065
；
S9-2，设定一个安全系数
Figure 901199DEST_PATH_IMAGE066
，
Figure 533169DEST_PATH_IMAGE066
的取值范围为0.8~0.9，则部段加工区域
Figure 387993DEST_PATH_IMAGE004
不发生弹刀的临界加工载荷
Figure 308675DEST_PATH_IMAGE067
；
S9-3，基于由
Figure 435375DEST_PATH_IMAGE068
获得的
Figure 390693DEST_PATH_IMAGE069
，建立径向切宽关系式：
Figure 150839DEST_PATH_IMAGE069
，其中
Figure 621134DEST_PATH_IMAGE070
为第
Figure 757718DEST_PATH_IMAGE071
个部段加工区域的径向切宽，
Figure 692176DEST_PATH_IMAGE072
和
Figure 623222DEST_PATH_IMAGE073
为基于
Figure 987339DEST_PATH_IMAGE074
拟合出的常数；
S9-3，结合步骤S9-1、步骤S9-2和步骤S9-3，获得关系式
Figure 989930DEST_PATH_IMAGE075
，基于前述关系式求对数，得到
Figure 442209DEST_PATH_IMAGE076
；
S9-4，基于
Figure 809737DEST_PATH_IMAGE076
判断可加工性，当
Figure 989045DEST_PATH_IMAGE077
时，判断部段加工区域
Figure 201852DEST_PATH_IMAGE071
可进行加工，当
Figure 783006DEST_PATH_IMAGE078
，判断部段加工区域
Figure 55855DEST_PATH_IMAGE071
无法进行加工。
具体的，所述步骤S9-4中，当
Figure 722460DEST_PATH_IMAGE077
时，若
Figure 142553DEST_PATH_IMAGE079
，则
Figure 374951DEST_PATH_IMAGE031
为部段加工区域
Figure 818702DEST_PATH_IMAGE071
的最佳加工切宽，若
Figure 113548DEST_PATH_IMAGE080
为部段加工区域
Figure 933736DEST_PATH_IMAGE071
的最佳加工切宽。
本发明带来的有益效果：
1）本发明为基于一种工艺计算分析方法对部段补偿层（主要为补偿层衬垫）的可加工性进行判断，通过将部段补偿层的可加工性数字化，可有效预测加工过程中的弹刀和脱粘问题，并能准确定位无法加工的部位，将本技术方案作为部段补偿层加工的前期准备，可极大限度的避免出现整个不断产品报废的情况；
2）基于本技术方案的条件下，避免了对部件缘条面进行盲目的增刚和增阻，由此避免了增加不必要的劳动强度，确保了正常的工作效率；
3）本技术方案可以作为设计产品的一个依据，在产品设计阶段就能针对其可加工性进行评价，从而提前优化产品设计
3）基于本技术方案的条件下，可优化部段补偿层的加工参数，以进一步提高加工效率；操作简单且实施方便；适用性广，可在不同部段和机型上推广应用；成本低，在不需要任何高成本设别的条件下便可实时。
附图说明
图1为本技术方案的方法流程图；
图2为一种飞机部件骨架结构示意图；
图3为补偿层衬垫的结构示意图；
图4为衬垫粘接区的结构示意图；
图5为平板试验件的结构示意图；
图6为图3中A处区状态的结构示意图；
图7为基于图6标注部段加工区域的结构示意图；
图8为刚度最弱点位置示意图；
图9为盒段试验件的结构示意图；
图10为盒段补偿层加工分区状态的示意图；
图11为基于图10标注盒段盒段加工区域的结构示意图；
图12为盒段的切削加工方向示意图；
图中：
1、框；2、梁；3、筋条；4、腹板面；5、缘条；6、补偿层；7、测力仪；8、铝合金平板；9、刀具切削运动方向；10、切宽方向；11、刀具；12、补偿层衬垫；13、对称轴；14、部段梁腹板中面分界线；15、部段筋条中面分界线；16、部段衬垫边线；17、部段框腹板中面分界线；18、补偿层衬垫边缘且处于两相邻支撑筋条的中点；19、盒段试验件的衬垫边缘；20、盒段加工区域
Figure 755062DEST_PATH_IMAGE081
示例；21、盒段试验件梁腹板中面分界线；22、盒段试验件框腹板中面分界线；23、盒段加工区域
Figure 310327DEST_PATH_IMAGE081
中的刚度相对最小点；24、盒段加工区域
Figure 420365DEST_PATH_IMAGE081
的筋条分割示例；25、刀具；26、框腹板中面分界线；27、缘条边缘；28、沿补偿层衬垫边缘方向进行走刀；1-1至1-83分别表示一个部段加工区域；2-1至2-31分别表示一个盒段加工区域。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明做进一步说明，但不应理解为本发明仅限于以下实例，在不脱离本发明构思的前提下，本发明在本领域的变形和改进都应包含在本发明权利要求的保护范围内。
实施例1
本实施例公开了一种飞机部件补偿层可加工性的判断方法，作为本发明一种基本的实施方案，如图1所示，包括以下步骤：
S1，设计切削试验，通过切削试验获取切削载荷与切削参数之间规律，并确定极限切削参数；
S2，结合部段结构特征（部段结构左右对称，以筋条、框和梁的腹板中面以及缘条边为界），对补偿层衬垫的加工面进行分区，以形成
Figure 778665DEST_PATH_IMAGE082
个部段加工区域，如图6和图7所示，分为83个部段加工区域，图7中的（1-1）~（1-83）都分别表示一个部段加工区域，每个部段加工区域均有一个相对刚度最小点（图8所示，补偿层衬垫边缘且两相邻支撑筋条之间的中点为两相邻支撑筋条之间缘条面的刚度最小点），即部段上共有
Figure 985656DEST_PATH_IMAGE082
个相对刚度最小点；
S3，采用CAE软件依次对部段上的
Figure 240051DEST_PATH_IMAGE082
个刚度相对最小点施加与缘条面垂直的载荷
Figure 368544DEST_PATH_IMAGE002
，通过计算获得部段上所有相对刚度最小点的形变
Figure 530535DEST_PATH_IMAGE003
，其中，
Figure 857611DEST_PATH_IMAGE083
表示部段加工区域的编号，
Figure 79645DEST_PATH_IMAGE083
的取值范围为
Figure 426925DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 392607DEST_PATH_IMAGE003
表示在第
Figure 511873DEST_PATH_IMAGE083
个部段加工区域中的相对刚度最小点的形变；
S4，基于
Figure 639229DEST_PATH_IMAGE003
获得各部段加工区域的最小结构刚度
Figure 476735DEST_PATH_IMAGE006
，则有
Figure 980528DEST_PATH_IMAGE007
，其中，
Figure 891984DEST_PATH_IMAGE006
表示在第
Figure 204889DEST_PATH_IMAGE083
个部段加工区域的最小结构刚度，其结果如表1-1和表1-2所示的部段各区域最大变形及最小结构刚度；
表1-1
Figure 857588DEST_PATH_IMAGE084
表1-2
Figure 430651DEST_PATH_IMAGE085
S5，按要求设计盒段试验件，并根据盒段结构特征划分出
Figure 462192DEST_PATH_IMAGE048
个盒段加工区域，图11中的（2-1）~（2-31）都分别表示一个盒段加工区域，每个盒段加工区域中都存在相对刚度最小点；
S6，采用CAE软件依次对盒段上的所有刚度相对最小点施加与缘条面垂直的载荷
Figure 196930DEST_PATH_IMAGE002
，通过计算获得盒段上所有相对刚度最小点的形变
Figure 9028DEST_PATH_IMAGE009
，其中，
Figure 120204DEST_PATH_IMAGE081
表示盒段加工区域的编号，
Figure 68568DEST_PATH_IMAGE081
的取值范围为
Figure 974208DEST_PATH_IMAGE011
，
Figure 5093DEST_PATH_IMAGE009
表示在第
Figure 654380DEST_PATH_IMAGE081
个盒段加工区域中的相对刚度最小点的形变；
S7，取盒段加工区域
Figure 457251DEST_PATH_IMAGE081
中的最大形变
Figure 533791DEST_PATH_IMAGE012
，基于
Figure 382799DEST_PATH_IMAGE012
获得各盒段加工区域的最小结构刚度
Figure 835777DEST_PATH_IMAGE013
，则有
Figure 758733DEST_PATH_IMAGE014
，其中，
Figure 209437DEST_PATH_IMAGE013
表示在第
Figure 217845DEST_PATH_IMAGE013
个盒段加工区域的最小结构刚度，其结果如表2-1所示的盒段试验件各分区变形及刚度；
表2-1
Figure 211864DEST_PATH_IMAGE086
S8，设置好走刀方式，按
Figure 254907DEST_PATH_IMAGE013
从大到小的顺序对试验盒段各分区进行切削加工，并确定临界加工变形；
S9，基于临界加工变形，结合各区域计算的最小结构刚度及切削载荷与切削参数之间规律，判断部段补偿层衬垫的可加工性，以实现各分区切削参数的优选。
实施例2
本实施例公开了一种飞机部件补偿层可加工性的判断方法，作为本发明一种优选的实施方案，即实施例1中，步骤S1中的切削试验是选择EW100玻璃钢复合材料作为补偿层衬垫，开展力学性能试验，标定补偿层衬垫切削力学性能，包括以下步骤：
S1-1，在铝合金平板上粘接2mm厚的补偿层衬垫；
S1-2，铝合金平板底部连接测力仪，且测力仪处于补偿层衬垫的正下方，如图5所示；
S1-3，基于机床的数控系统设置对补偿层衬垫的加工参数，在加工参数中，径向切深
Figure 1146DEST_PATH_IMAGE015
；优选的，机床对补偿层衬垫进行加工所用的切削刀具为整体多齿刀具，且整体多齿刀具的直径d=12~20mm、底角R≥3mm，机床对补偿层衬垫的加工方式为定摆角α行切加工，摆角方向如图5所示，切削刀具的转速S、进给f和轴向切深度
Figure 496849DEST_PATH_IMAGE029
均为恒定值，且加工参数范围α=10°~20°、f≥18000 rpm、S≥1000mm/min、
Figure 291630DEST_PATH_IMAGE030
；
S1-4，启动机床对补偿层衬垫进行加工；在加工过程中记录下在0.3mm~1.8mm范围内的不同径向切深
Figure 923599DEST_PATH_IMAGE016
下的切削载荷
Figure 716106DEST_PATH_IMAGE017
和加工表面粗糙度
Figure 964685DEST_PATH_IMAGE087
（记录下的内容如表格3-1所示），并令加工表面粗糙度
Figure 297577DEST_PATH_IMAGE019
时的最大切径向切深为
Figure 111949DEST_PATH_IMAGE020
；其中，
Figure 806848DEST_PATH_IMAGE021
表示机床加工的方向，包括
Figure 11565DEST_PATH_IMAGE088
轴、
Figure 476044DEST_PATH_IMAGE089
轴和
Figure 817027DEST_PATH_IMAGE090
轴，
Figure 279232DEST_PATH_IMAGE017
则包括了
Figure 971245DEST_PATH_IMAGE088
轴、
Figure 849202DEST_PATH_IMAGE089
轴和
Figure 841429DEST_PATH_IMAGE090
轴上的切削载荷；
S1-5，根据在
Figure 200167DEST_PATH_IMAGE025
范围内切削载荷
Figure 379476DEST_PATH_IMAGE017
与径向切深
Figure 857862DEST_PATH_IMAGE016
的变化趋势，建立幂指函数
Figure 439016DEST_PATH_IMAGE026
；其中，
Figure 711865DEST_PATH_IMAGE016
为自变量，
Figure 378470DEST_PATH_IMAGE017
为因变量；
Figure 598230DEST_PATH_IMAGE091
和
Figure 299469DEST_PATH_IMAGE028
都为常数，结合在
Figure 740291DEST_PATH_IMAGE025
范围内的径向切深
Figure 222087DEST_PATH_IMAGE016
以及在该范围内记录的切削载荷
Figure 714380DEST_PATH_IMAGE017
，采用最小二乘拟合算法求解
Figure 4547DEST_PATH_IMAGE091
和
Figure 884778DEST_PATH_IMAGE028
，具体参数及试验结果如表3-1所示试验参数及结果记录；
表3-1
Figure 588292DEST_PATH_IMAGE092
可以拟合得到切深
Figure 946592DEST_PATH_IMAGE016
在0.3mm~1.5mm范围时，
Figure 622424DEST_PATH_IMAGE016
与
Figure 407977DEST_PATH_IMAGE093
、
Figure 273821DEST_PATH_IMAGE094
和
Figure 435812DEST_PATH_IMAGE095
的关系式：
Figure 638254DEST_PATH_IMAGE096
、
Figure 266813DEST_PATH_IMAGE097
和
Figure 351444DEST_PATH_IMAGE098
）。
实施例3
本实施例公开了一种飞机部件补偿层可加工性的判断方法，作为本发明一种优选的实施方案，即实施例2中，步骤S1中的极限切削参数为补偿层衬垫可加工的最大径向切深
Figure 848284DEST_PATH_IMAGE031
，且最大径向切深
Figure 699041DEST_PATH_IMAGE031
是基于补偿层衬垫的粘接扯离强度
Figure 764080DEST_PATH_IMAGE032
进行确定的，补偿层衬垫的粘接扯离强度
Figure 601586DEST_PATH_IMAGE032
包括由玻璃钢复合材料与胶之间的扯离强度
Figure 105380DEST_PATH_IMAGE033
和铝合金板与胶之间的扯离强度为
Figure 79152DEST_PATH_IMAGE034
，则最大径向切深
Figure 642988DEST_PATH_IMAGE031
的确定包括以下步骤：
S1-6，基于
Figure 233370DEST_PATH_IMAGE035
，结合
Figure 962027DEST_PATH_IMAGE021
的
Figure 55885DEST_PATH_IMAGE088
轴、
Figure 118519DEST_PATH_IMAGE089
轴和
Figure 665038DEST_PATH_IMAGE090
轴取向范围，获得公式
Figure 41793DEST_PATH_IMAGE036
和
Figure 990157DEST_PATH_IMAGE037
，则在切削过程中，补偿层衬垫承受的切向切削载荷
Figure 99059DEST_PATH_IMAGE038
；
S1-7，令
Figure 398453DEST_PATH_IMAGE039
且
Figure 779231DEST_PATH_IMAGE040
，避免补偿层衬垫在加工过程中发生脱粘，则有
Figure 847681DEST_PATH_IMAGE041
以及
Figure 252118DEST_PATH_IMAGE042
，采用图解法或数值解法解算出满足前述要求的最大切径向切深
Figure 38808DEST_PATH_IMAGE043
；其中，
Figure 226207DEST_PATH_IMAGE044
为玻璃钢复合材料与胶之间的扯离安全系数，取值范围8~12；
Figure 149164DEST_PATH_IMAGE045
为铝合金板与胶之间的扯离安全系数，取值范围10~15；
Figure 396606DEST_PATH_IMAGE046
为刀具直径；在实际操作中得知由玻璃钢复合材料与胶之间的扯离强度
Figure 405013DEST_PATH_IMAGE099
、铝合金板与胶之间的扯离强度为
Figure 396103DEST_PATH_IMAGE100
，取
Figure 379758DEST_PATH_IMAGE101
，
Figure 63680DEST_PATH_IMAGE102
，且
Figure 293804DEST_PATH_IMAGE103
；则
Figure 416481DEST_PATH_IMAGE104
同时满足
Figure 48451DEST_PATH_IMAGE105
和
Figure 903274DEST_PATH_IMAGE106
，求得
Figure 886274DEST_PATH_IMAGE107
；
S1-8，将
Figure 953587DEST_PATH_IMAGE043
与步骤S1-4中的
Figure 440063DEST_PATH_IMAGE020
做对比，
Figure 462858DEST_PATH_IMAGE031
取
Figure 667574DEST_PATH_IMAGE020
和
Figure 804158DEST_PATH_IMAGE043
两者中相对小的一个，即，
Figure 410720DEST_PATH_IMAGE108
。
实施例4
本实施例公开了一种飞机部件补偿层可加工性的判断方法，作为本发明一种优选的实施方案，即实施例3中，步骤S5中盒段试验件由框和梁组成，盒段试验件的框和梁的结构形式与部段的框和梁结构形式一致，如图9所示，且框和梁都包含缘条、筋条、腹板面和补偿层衬垫；设计盒段试验件的要求包括：
a.框和梁的数量均大于等于2，包括缘条间距和缘条厚度在内的尺寸不超过部段上相应尺寸的极值；
b.如图10和图11所示，划分盒段加工区域是以框和梁的腹板中面以及缘条边为界，将缘条面分为
Figure 810608DEST_PATH_IMAGE109
个加工区域，且
Figure 237041DEST_PATH_IMAGE049
；
c.如图9所示，通过设置筋条，使各盒段加工区域
Figure 442895DEST_PATH_IMAGE081
中的刚度相对最小点的数量大于等于2；
d.通过调整包括缘条间距和缘条厚度在内的结构尺寸，满足
Figure 903963DEST_PATH_IMAGE050
，其中，
Figure 731543DEST_PATH_IMAGE051
，
Figure 910852DEST_PATH_IMAGE052
。
实施例5
本实施例公开了一种飞机部件补偿层衬垫可加工性的判断方法，作为本发明一种优选的实施方案，即实施例4中，步骤S8中的切削加工的走刀方式是：采用与步骤1中所述的切削试验相同的切削参数进行切削加工，如图12所示，使刀具沿补偿层衬垫边缘方向进行走刀，逐渐从缘条边缘铣切至框腹板中面分界线，确保切削加工的径向切深
Figure 654817DEST_PATH_IMAGE053
；切削过程中，当首次出现弹刀情况时或衬垫加工表面粗糙度
Figure 970391DEST_PATH_IMAGE054
时，即停止加工。其中，弹刀具体指在切削过程中，机床刀具的振动过大或铣切声音突然尖锐。
实施例6
本实施例公开了一种飞机部件补偿层可加工性的判断方法，作为本发明一种优选的实施方案，即实施例5中，步骤S8中，确定临界加工变形包括以下步骤：
S8-1，假设一个盒段加工区域
Figure 508820DEST_PATH_IMAGE059
其中，
Figure 237742DEST_PATH_IMAGE059
表示盒段加工区域的编号，且
Figure 519819DEST_PATH_IMAGE056
，则根据步骤S7，盒段加工区域
Figure 955479DEST_PATH_IMAGE059
的最小结构刚度
Figure 664809DEST_PATH_IMAGE057
；
S8-2，采用CAE软件对盒段加工区域
Figure 815780DEST_PATH_IMAGE059
的刚度相对最小点施加与缘条面垂直的载荷
Figure 839231DEST_PATH_IMAGE060
，通过计算获得盒段加工区域
Figure 926136DEST_PATH_IMAGE059
中相对刚度最小点的形变
Figure 540788DEST_PATH_IMAGE061
，
Figure 916405DEST_PATH_IMAGE061
为盒段加工区域
Figure 540285DEST_PATH_IMAGE059
在载荷
Figure 684958DEST_PATH_IMAGE060
作用下的最大变形；
S8-3，使刀具沿补偿层衬垫边缘方向进行走刀，逐渐从边缘切至腹板处，在这期间，刀具所在位置的结构刚度不发生变化，最大径向切深
Figure 939353DEST_PATH_IMAGE043
为恒定值0.6mm，根据表格2-1记录的内容，区域2-25的最小结构刚度
Figure 805197DEST_PATH_IMAGE110
，因此，则有
Figure 232767DEST_PATH_IMAGE111
；
S8-4，设缘条面的可加工临界变形为
Figure 497526DEST_PATH_IMAGE112
，则有
Figure 47456DEST_PATH_IMAGE113
。
实施例7
本实施例公开了一种飞机部件补偿层可加工性的判断方法，作为本发明一种优选的实施方案，即实施例6中，步骤S9包括以下步骤：
S9-1，基于步骤S8-4中获得的可加工临界变形
Figure 132087DEST_PATH_IMAGE112
，可得部段加工区域
Figure 363348DEST_PATH_IMAGE083
不发生弹刀的临界加工载荷
Figure 482614DEST_PATH_IMAGE065
；
S9-2，设定一个安全系数
Figure 78812DEST_PATH_IMAGE066
，
Figure 181897DEST_PATH_IMAGE066
的取值范围为0.8~0.9，则部段加工区域
Figure 682761DEST_PATH_IMAGE114
不发生弹刀的临界加工载荷
Figure 656533DEST_PATH_IMAGE067
；
S9-3，基于由
Figure 548266DEST_PATH_IMAGE115
获得的
Figure 607488DEST_PATH_IMAGE116
，可知建立径向切宽关系式：
Figure 587077DEST_PATH_IMAGE117
，其中，
Figure 415356DEST_PATH_IMAGE118
为第
Figure 150093DEST_PATH_IMAGE119
个部段加工区域的径向切宽
Figure 914523DEST_PATH_IMAGE072
和
Figure 697803DEST_PATH_IMAGE073
为基于
Figure 646167DEST_PATH_IMAGE074
拟合出的常数；
S9-3，结合步骤S9-1、步骤S9-2和步骤S9-3，获得关系式
Figure 551806DEST_PATH_IMAGE075
，基于前述关系式求对数，得到
Figure 913517DEST_PATH_IMAGE076
，取
Figure 562804DEST_PATH_IMAGE120
；
S9-4，基于
Figure 896834DEST_PATH_IMAGE076
判断可加工性，当
Figure 176637DEST_PATH_IMAGE077
时，判断部段加工区域
Figure 429239DEST_PATH_IMAGE071
可进行加工，当
Figure 678955DEST_PATH_IMAGE078
，判断部段加工区域
Figure 805174DEST_PATH_IMAGE071
无法进行加工；进一步的，当
Figure 849353DEST_PATH_IMAGE077
时，若
Figure 795443DEST_PATH_IMAGE079
，则
Figure 52112DEST_PATH_IMAGE031
为部段加工区域
Figure 829575DEST_PATH_IMAGE071
的最佳加工切宽，若
Figure 247918DEST_PATH_IMAGE080
，则
Figure 71518DEST_PATH_IMAGE121
为部段加工区域
Figure 869228DEST_PATH_IMAGE071
的最佳加工切宽，各部段加工区域的最佳加工切宽，各部段加工区域的最佳加工切宽和临界切宽如表4-1、4-2、4-3所示的部段各分区的临界加工载荷，从表格的内容可以看出，则除区域1-7、1-18不可加工外，其余区域均可加工；
表4-1
Figure 766777DEST_PATH_IMAGE122
表4-2
Figure 356022DEST_PATH_IMAGE123
表4-3
Figure DEST_PATH_IMAGE124
基于本技术方案，将判断依据数据话，即，可通过计算出详细数据为提供有效可靠的可加工性判断依据，进一步为部件的加工提供了可靠的参数依据，可在一定程度上防止产品部段的报废；另外，基于本技术方案，可获得各部段加工区域的最佳加工切宽，将所有部段加工区域的最佳加工切宽统计成表格，便于在加工过程中使用，不仅为操作人员提供了便利，还确保了高质量的加工效果。

Claims (8)

1.一种飞机部件补偿层可加工性的判断方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，设计切削试验并确定极限切削参数，通过切削试验获取试验中的最大径向切深为
Figure 155083DEST_PATH_IMAGE001
，并根据切削载荷与切削参数之间的规律，建立切削载荷
Figure 581516DEST_PATH_IMAGE002
与径向切深
Figure 990632DEST_PATH_IMAGE003
关系的幂指函数
Figure 310755DEST_PATH_IMAGE004
；其中，
Figure 412703DEST_PATH_IMAGE003
为自变量；
Figure 326432DEST_PATH_IMAGE005
表示机床加工的方向，包括
Figure 539239DEST_PATH_IMAGE006
轴、
Figure 854814DEST_PATH_IMAGE007
轴和
Figure 986718DEST_PATH_IMAGE008
轴；
Figure 653323DEST_PATH_IMAGE002
为因变量，且其包括了
Figure 404241DEST_PATH_IMAGE006
轴、
Figure 574322DEST_PATH_IMAGE007
轴和
Figure 18073DEST_PATH_IMAGE008
轴上的切削载荷；
Figure 906395DEST_PATH_IMAGE009
和
Figure 726583DEST_PATH_IMAGE010
都为常数；极限切削参数为补偿层衬垫可加工的最大径向切深
Figure 875805DEST_PATH_IMAGE011
，且最大径向切深
Figure 490457DEST_PATH_IMAGE011
是基于补偿层衬垫的粘接扯离强度
Figure 866074DEST_PATH_IMAGE012
进行确定的，补偿层衬垫的粘接扯离强度
Figure 958795DEST_PATH_IMAGE012
包括由玻璃钢复合材料与胶之间的扯离强度
Figure 103469DEST_PATH_IMAGE013
和铝合金板与胶之间的扯离强度为
Figure 13656DEST_PATH_IMAGE014
，则最大径向切深
Figure 610991DEST_PATH_IMAGE011
的确定包括以下步骤：
首先，基于
Figure 241823DEST_PATH_IMAGE015
，结合
Figure 241003DEST_PATH_IMAGE005
的
Figure 463037DEST_PATH_IMAGE006
轴、
Figure 813247DEST_PATH_IMAGE007
轴和
Figure 44508DEST_PATH_IMAGE008
轴取向范围，获得公式
Figure 898195DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 25551DEST_PATH_IMAGE017
，则在切削过程中，补偿层衬垫承受的切向切削载荷
Figure 722111DEST_PATH_IMAGE018
；
其次，令
Figure 960326DEST_PATH_IMAGE019
且
Figure 199677DEST_PATH_IMAGE020
，避免补偿层衬垫在加工过程中发生脱粘，则有
Figure 497934DEST_PATH_IMAGE021
以及
Figure 557157DEST_PATH_IMAGE022
，采用图解法或数值解法解算出满足前述要求的最大径向切深
Figure 587344DEST_PATH_IMAGE023
；其中，
Figure 274677DEST_PATH_IMAGE024
为玻璃钢复合材料与胶之间的扯离安全系数，取值范围8~12；
Figure 743836DEST_PATH_IMAGE025
为铝合金板与胶之间的扯离安全系数，取值范围10~15；
Figure 24776DEST_PATH_IMAGE026
为刀具直径；
最后，将
Figure 135951DEST_PATH_IMAGE023
与切削试验中获取的
Figure 84315DEST_PATH_IMAGE001
做对比，
Figure 724375DEST_PATH_IMAGE011
取
Figure 617245DEST_PATH_IMAGE001
和
Figure 953DEST_PATH_IMAGE023
两者中相对小的一个，即，
Figure 538245DEST_PATH_IMAGE027
；
S2，结合部段结构特征，对补偿层衬垫的加工面进行分区，以形成
Figure 349206DEST_PATH_IMAGE028
个部段加工区域，每个部段加工区域均有一个相对刚度最小点，即部段上共有
Figure 729372DEST_PATH_IMAGE028
个相对刚度最小点；
S3，采用CAE软件依次对部段上的
Figure 916770DEST_PATH_IMAGE028
个刚度相对最小点施加与缘条面垂直的载荷
Figure 839727DEST_PATH_IMAGE029
，通过计算获得部段上所有相对刚度最小点的形变
Figure 821590DEST_PATH_IMAGE030
，其中，
Figure 829997DEST_PATH_IMAGE031
表示部段加工区域的编号，
Figure 555507DEST_PATH_IMAGE031
的取值范围为
Figure 67391DEST_PATH_IMAGE032
，
Figure 344789DEST_PATH_IMAGE030
表示在第
Figure 574913DEST_PATH_IMAGE031
个部段加工区域中的相对刚度最小点的形变；
S4，基于
Figure 369694DEST_PATH_IMAGE030
获得各部段加工区域的最小结构刚度
Figure 1663DEST_PATH_IMAGE033
，则有
Figure 590908DEST_PATH_IMAGE034
，其中，
Figure 573907DEST_PATH_IMAGE033
表示在第
Figure 906800DEST_PATH_IMAGE031
个部段加工区域的最小结构刚度；
S5，按要求设计盒段试验件，并根据盒段结构特征划分出
Figure 534221DEST_PATH_IMAGE035
个盒段加工区域，每个盒段加工区域中都存在相对刚度最小点；
S6，采用CAE软件依次对盒段上的所有刚度相对最小点施加与缘条面垂直的载荷
Figure 91104DEST_PATH_IMAGE029
，通过计算获得盒段上所有相对刚度最小点的形变
Figure 30242DEST_PATH_IMAGE036
，其中，
Figure 901246DEST_PATH_IMAGE037
表示盒段加工区域的编号，
Figure 101283DEST_PATH_IMAGE037
的取值范围为
Figure 32330DEST_PATH_IMAGE038
，
Figure 724342DEST_PATH_IMAGE036
表示在第
Figure 133458DEST_PATH_IMAGE037
个盒段加工区域中的相对刚度最小点的形变；
S7，取盒段加工区域
Figure 328947DEST_PATH_IMAGE037
中的最大形变
Figure 962054DEST_PATH_IMAGE039
，基于
Figure 610204DEST_PATH_IMAGE039
获得各盒段加工区域的最小结构刚度
Figure 100308DEST_PATH_IMAGE040
，则有
Figure 540517DEST_PATH_IMAGE041
，其中，
Figure 547787DEST_PATH_IMAGE040
表示在第
Figure 214392DEST_PATH_IMAGE037
个盒段加工区域的最小结构刚度；
S8，设置好走刀方式，按
Figure 965310DEST_PATH_IMAGE040
从大到小的顺序对试验盒段各分区进行切削加工，并确定临界加工变形
Figure 135392DEST_PATH_IMAGE042
；
S9，基于临界加工变形
Figure 579142DEST_PATH_IMAGE042
，结合各区域计算的最小结构刚度及切削载荷与切削参数之间规律，判断部段补偿层衬垫的可加工性，以实现各分区切削参数的选择；其中，判断部段补偿层衬垫的可加工性包括以下步骤：
S9-1，基于步骤S8-4中获得的可加工临界变形
Figure 592098DEST_PATH_IMAGE042
，获得部段加工区域
Figure 412286DEST_PATH_IMAGE031
不发生弹刀的临界加工载荷计算式
Figure 436874DEST_PATH_IMAGE043
；
S9-2，设定一个安全系数
Figure 317105DEST_PATH_IMAGE044
，
Figure 427144DEST_PATH_IMAGE044
的取值范围为0.8~0.9，则部段加工区域
Figure 519865DEST_PATH_IMAGE031
不发生弹刀的临界加工载荷
Figure 789172DEST_PATH_IMAGE045
；
S9-3，基于由
Figure 309146DEST_PATH_IMAGE046
获得的
Figure 906481DEST_PATH_IMAGE047
，建立径向切宽关系式：
Figure 802893DEST_PATH_IMAGE048
，其中，
Figure 67652DEST_PATH_IMAGE049
为第
Figure 148740DEST_PATH_IMAGE050
个部段加工区域的径向切宽，
Figure 498950DEST_PATH_IMAGE051
和
Figure 933474DEST_PATH_IMAGE052
为基于
Figure 787160DEST_PATH_IMAGE053
拟合出的常数；
S9-3，结合步骤S9-1、步骤S9-2和步骤S9-3，获得关系式
Figure 914516DEST_PATH_IMAGE054
，基于前述关系式求对数，得到
Figure 752022DEST_PATH_IMAGE055
；
S9-4，基于
Figure 114871DEST_PATH_IMAGE055
判断可加工性，当
Figure 88643DEST_PATH_IMAGE056
时，判断部段加工区域
Figure 386900DEST_PATH_IMAGE050
可进行加工，当
Figure 446123DEST_PATH_IMAGE057
时，判断部段加工区域
Figure 222449DEST_PATH_IMAGE050
无法进行加工。
2.如权利要求1所述一种飞机部件补偿层可加工性的判断方法，其特征在于：所述步骤S1中，切削试验包括以下步骤：
S1-1，在铝合金平板上粘接2mm厚的补偿层衬垫；
S1-2，铝合金平板底部连接测力仪，且测力仪处于补偿层衬垫的正下方；
S1-3，基于机床的数控系统设置对补偿层衬垫的加工参数，在加工参数中，径向切深
Figure 175362DEST_PATH_IMAGE058
；
S1-4，启动机床对补偿层衬垫进行加工；在加工过程中记录下在0.3mm~1.8mm范围内的不同径向切深
Figure 910099DEST_PATH_IMAGE003
下的切削载荷
Figure 191039DEST_PATH_IMAGE002
和加工表面粗糙度
Figure 771056DEST_PATH_IMAGE059
，并令加工表面粗糙度
Figure 578475DEST_PATH_IMAGE060
时的最大切径向切深为
Figure 484114DEST_PATH_IMAGE001
；
S1-5，根据在
Figure 252350DEST_PATH_IMAGE061
范围内切削载荷
Figure 370479DEST_PATH_IMAGE002
与径向切深
Figure 970087DEST_PATH_IMAGE003
的变化趋势，建立幂指函数
Figure 175855DEST_PATH_IMAGE004
，并结合在
Figure 962545DEST_PATH_IMAGE061
范围内的径向切深
Figure 149944DEST_PATH_IMAGE003
以及在该范围内记录的切削载荷
Figure 72900DEST_PATH_IMAGE002
，采用最小二乘拟合算法求解
Figure 54763DEST_PATH_IMAGE009
和
Figure 922225DEST_PATH_IMAGE010
。
3.如权利要求2所述一种飞机部件补偿层可加工性的判断方法，其特征在于：所述步骤S1-3中，机床对补偿层衬垫进行加工所用的切削刀具为整体多齿刀具，且整体多齿刀具的直径d=12~20mm、底角R≥3mm。
4.如权利要求2所述一种飞机部件补偿层可加工性的判断方法，其特征在于：所述步骤S1-3中，机床对补偿层衬垫的加工方式为定摆角α行切加工，切削刀具的转速S、进给f和轴向切深度
Figure 647735DEST_PATH_IMAGE062
均为恒定值，且加工参数范围α=10°~20°、f≥18000 rpm、S≥1000mm/min、
Figure 159619DEST_PATH_IMAGE063
。
5.如权利要求2所述一种飞机部件补偿层可加工性的判断方法，其特征在于，所述步骤S5中，盒段试验件由框和梁组成，盒段试验件的框和梁的结构形式与部段的框和梁结构形式一致，且框和梁都包含缘条、筋条、腹板面和补偿层衬垫；设计盒段试验件的要求包括：
a.框和梁的数量均大于等于2，包括缘条间距和缘条厚度在内的尺寸不超过部段上相应尺寸的极值；
b.划分盒段加工区域是以框和梁的腹板中面以及缘条边为界，将缘条面分为
Figure 312383DEST_PATH_IMAGE035
个加工区域，且
Figure 401562DEST_PATH_IMAGE064
；
c.通过设置筋条，使各盒段加工区域
Figure 930763DEST_PATH_IMAGE037
中的刚度相对最小点的数量大于等于2；
d.通过调整包括缘条间距和缘条厚度在内的结构尺寸，满足
Figure 562733DEST_PATH_IMAGE065
，其中，
Figure 886398DEST_PATH_IMAGE066
，
Figure 869397DEST_PATH_IMAGE067
。
6.如权利要求2所述一种飞机部件补偿层可加工性的判断方法，其特征在于，所述步骤S8中，切削加工的走刀方式是：采用与步骤1中所述的切削试验相同的切削参数进行切削加工，使刀具沿补偿层衬垫边缘方向进行走刀，逐渐从缘条边缘铣切至框腹板中面分界线，确保切削加工的径向切深
Figure 936711DEST_PATH_IMAGE068
；切削过程中，当首次出现弹刀情况时或衬垫加工表面粗糙度
Figure 282241DEST_PATH_IMAGE069
时，即停止加工。
7.如权利要求6所述一种飞机部件补偿层可加工性的判断方法，其特征在于，所述步骤S8中，确定临界加工变形
Figure 42387DEST_PATH_IMAGE042
包括以下步骤：
S8-1，假设一个盒段加工区域
Figure 981524DEST_PATH_IMAGE070
其中，
Figure 852528DEST_PATH_IMAGE070
表示盒段加工区域的编号，且
Figure 193511DEST_PATH_IMAGE071
，则根据步骤S7，盒段加工区域
Figure 249191DEST_PATH_IMAGE070
的最小结构刚度
Figure 675625DEST_PATH_IMAGE072
，其中，
Figure 350320DEST_PATH_IMAGE073
为盒段加工区域
Figure 811388DEST_PATH_IMAGE070
中的最大形变；
S8-2，采用CAE软件对盒段加工区域
Figure 647757DEST_PATH_IMAGE070
的刚度相对最小点施加与缘条面垂直的载荷
Figure 561486DEST_PATH_IMAGE074
，通过计算获得盒段加工区域
Figure 898927DEST_PATH_IMAGE070
中相对刚度最小点的形变
Figure 948922DEST_PATH_IMAGE075
；
S8-3，使刀具沿补偿层衬垫边缘方向进行走刀，逐渐从边缘切至腹板处，在这期间，刀具所在位置的结构刚度不发生变化，最大径向切深
Figure 487351DEST_PATH_IMAGE023
为恒定值，因此，则有
Figure 888377DEST_PATH_IMAGE076
；
S8-4，设缘条面的可加工临界变形为
Figure 170453DEST_PATH_IMAGE042
，则有
Figure 871693DEST_PATH_IMAGE077
。
8.如权利要求1所述一种飞机部件补偿层可加工性的判断方法，其特征在于，所述步骤S9中，各分区切削参数的选择是：当
Figure 315444DEST_PATH_IMAGE056
时，若
Figure 610290DEST_PATH_IMAGE078
，则
Figure 696058DEST_PATH_IMAGE011
为部段加工区域
Figure 517383DEST_PATH_IMAGE050
的最佳加工切宽，若
Figure 143754DEST_PATH_IMAGE079
，则
Figure 519372DEST_PATH_IMAGE080
为部段加工区域
Figure 877672DEST_PATH_IMAGE050
的最佳加工切宽。
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