[发明专利]一种航空件加工变形预测方法及装置

说明书

本发明公开了一种航空件加工变形预测方法及装置，该方法包括：接收毛坯材料数据，根据所述毛坯材料数据建立毛坯件模型，并建立初始应力场；接收加工基本信息数据，计算工件表面加工残余应力，获得加工应力场；接收预存特定工件的选择指令，得到工件模型，针对毛坯件模型和工件模型进行有限元分析，得到其之间的布尔逻辑关系和模型仿真加工数据，结合初始应力场和加工应力场进行有限元计算，得到工件变形数据。本发明根据毛坯材料数据和加工基本信息数据有效预测航空件加工变形。

技术领域

本发明属于航空结构件加工的技术领域，涉及一种航空件加工变形预测方法及装置，尤其是涉及一种基于有限元力学分析且综合考虑毛坯建模和加工过程建模的航空件加工变形预测方法及装置。

背景技术

飞机航空结构件越来越重视整体设计，大型结构件的优点主要有：壁薄、装配省时、整体性能好等。现有航空大型结构件的加工方法与传统的加工方法相比，缩短了加工周期和装配周期，使结构件的重量减轻许多，并使结构件的强度获得了提高，从而增强了飞机的性能，不但飞行距离变得更远，负载能力也显著加强，更是延长了飞机的服役时间。但是，大型结构件也具有尺寸庞大、特征复杂、加工周期长等缺点，大型工件在加工的时候受到材料属性、残余应力、加工设备与工艺、工件温度等因素的干扰，会发生加工变形，要想达到设计要求比较艰难。

在航空制造现场，当工件从夹具上取下后，往往产生弯曲、扭曲、弯扭组合等加工变形，使零件难以达到设计要求。由于不同飞机结构件采用不同材料毛坯和不同加工方式，它们产生变形的方式与程度也不尽相同。例如，我国中航工业集团民用飞机转包合作生产中，机座舱前、后侧骨架数控加工后会发生弯曲变形；整体梁、桁架条、接头等加工后出现翘曲和扭转变形。提前进行航空结构件加工变形预测成为避免实际航空件加工过程中发生加工变形的措施。

目前，航空结构件加工变形预测基本上是以实践经验为依据，只能针对一些具体工件特定部位加工变形问题现象做出经验性描述，对其它工件没有太大的指导作用，缺乏航空结构件加工变形参数化快速预测系统及方法。

综上所述，针对现有技术中如何快速、精确地预测航空结构件加工变形的问题，尚缺乏有效的解决方案。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，解决现有技术中如何快速、精确地预测航空结构件加工变形的问题，本发明提供了一种航空件加工变形预测方法及装置，根据毛坯材料数据和加工基本信息数据有效预测航空件加工变形。

本发明的第一目的是提供一种航空件加工变形预测方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下一种技术方案：

一种航空件加工变形预测方法，该方法包括：

接收毛坯材料数据，根据所述毛坯材料数据建立毛坯件模型，并建立初始应力场；

接收加工基本信息数据，计算工件表面加工残余应力，获得加工应力场；

接收预存特定工件的选择指令，得到工件模型，针对毛坯件模型和工件模型进行有限元分析，得到其之间的布尔逻辑关系和模型仿真加工数据，结合初始应力场和加工应力场进行有限元计算，得到工件变形数据。

作为进一步的优选方案，所述毛坯材料数据包括航空件的材料属性数据和毛坯件基本尺寸信息数据。

作为进一步的优选方案，该方法还包括接收网格尺寸数据，进行网格划分，建立系统坐标。

作为进一步的优选方案，所述加工应力场通过系统坐标定义待加工工件与毛坯件的空间关系获得。

作为进一步的优选方案，所述加工基本信息数据包括主轴转速、进给量、切削参数、刀具几何参数和工作环境参数。

作为进一步的优选方案，所述得到模型仿真加工数据的具体步骤包括：