[发明专利]一种不等厚蒙皮类零件铣切成形中性层展开方法

说明书

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。

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d_n进行测量记录

(1-2)依据测量数据d_n，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s_n

(2-3)将不同厚度所有面积s_n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d_n和对应的面积s_n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

d_n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