飞机蒙皮数字化拉形关键技术研究

admin · 发表于 2022-9-1 22:38:10

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拉伸成形是飞机蒙皮类零件生产的一种重要方式。随着新一代飞机的研制，传统的以试验和经验分析为主的飞机蒙皮成形方法越来越难以满足新型蒙皮的成形和质量要求，必须以数字化技术提升蒙皮拉形工艺。工装设计和工艺设计是蒙皮拉形中的两大关键技术，实现数字化的计算机辅助工装设计和辅助工艺设计对蒙皮拉形的数字化具有重要意义。本文对蒙皮拉形的工装设计和工艺设计技术进行研究，分析了各自的设计特点及设计流程，开发了辅助工装设计系统和辅助工艺设计系统软件，并进行典型件工艺分析和生产性试验研究。设计了飞机蒙皮拉形模具设计的一般过程，应用CATIA CAA二次开发技术，在CATIA环境下开发了拉形模具型面快速设计系统模块，实现了零件空间局部坐标系统的自动建立、工艺补充面和辅助面的自动生成、模具型面截面线检查等功能，提高了蒙皮拉形工艺中工装设计的数字化水平。以Cyril-Bath VTL400型纵横合一数控拉形机为对象，基于数控拉形机的数字模型，研究了拉形设备的运动方式，实现了设备的运动仿真，建立了由设备运动得到夹钳空间运动的计算方法，为蒙皮的数字化拉形提供了基础；设计了蒙皮拉形工艺辅助设计制造系统XSTRStretch VTL400的功能和结构，开发了系统三维交互式操作环境、拉形机运动仿真、拉形加载设计、有限元前置处理和后置处理等功能模块，实现了飞机蒙皮拉形过程CAD/CAE/CAM集成。对基于ACB FET600的飞机蒙皮拉形工艺设计与制造系统ASSFCAE FET600进行更新和改进，主要改进了软件的图形环境、加载轨迹设计和前置处理等模块，增加了后处理模块，形成XSTRStretch FET600软件系统。应用本文开发的模具设计系统和工艺设计系统，对进气道蒙皮、翼身融合蒙皮和大型双曲度蒙皮等典型横拉和纵拉零件进行了模具设计与工艺分析，对系统功能的实用性和有效性进行验证；针对典型机翼前缘蒙皮零件，采用数字化拉形技术设计了工艺方案和优化了工艺参数，在拉形设备上进行了1:1的生产试验，取得了很好的零件成形质量，通过对比实验结果数据与有限元仿真数据，验证了有限元分析的准确度以及数字化拉形技术对实际生产的指导作用。

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