复合材料肋零件微波固化成型工艺研究

与热压罐成型工艺相比,复合材料微波固化工艺能够减少成型周期,降低能耗,并具有良好的工艺控制性。本文根据理论分析结果设计了一种功能辅助结构,有效解决了多向铺层碳纤维复合材料微波加热效果差的问题。通过微波固化工艺实现了典型复合材料肋零件的成型,进一步推进了复合材料微波固化技术的工程应用。研究结果表明:采用微波固化工艺制造的复合材料肋零件的基本力学性能能够满足工程应用要求。与热压罐工艺相比,微波固化工艺能够将固化周期缩短59.8%,能耗降低61.5%。

碳纤维复合材料梁/肋零件热隔膜成型工艺研究

采用自制的热隔膜成型设备制备了3234/T700碳纤维复合材料梁/肋零件预制件,并在热压罐中进行固化,通过对固化后零件的表观质量、力学性能、厚度、内部缺陷进行表征,考察了成型温度、成型时间、成型压力对成型质量的影响。结果表明,适当地提高成型温度、成型压力以及延长成型时间可提高固化后零件的质量。

飞行器翼肋零件橡皮囊成形研究与模具设计

飞行器的翼肋就像鸟类翅膀的骨骼,飞行器缺少它不能实现在天空飞行。随着科学技术不断地发展,翼肋零件成形技术也在不断的提高和改进,本文研究的翼肋零件的橡皮囊成形、翼肋零件成形模具型面设计、成形模具设计,从零件的结构、材质以及成形方面分析,进一步提高这类零件的质量和精度。

飞机框肋零件橡皮囊液压成形回弹研究综述

回弹是影响飞机框肋零件成形质量的主要因素之一,通过分析影响框肋零件回弹的主要因素,对框肋零件橡皮囊液压成形工艺的回弹预测及控制研究情况做了综述,并将预测方法归类为解析法、有限元法、人工神经网络法和试验法4种,最后总结分析了框肋零件橡皮囊成形零件回弹控制方法的发展方向。

框肋零件弯边回弹补偿系统的开发与应用

针对框肋零件弯边回弹问题,基于CATIA V5平台,利用其二次开发工具CAA,开发了框肋零件弯边离散与信息提取模块、弯边重构模块;开发了基于知识库展现于Web浏览器的弯边回弹预测与补偿模块。工艺设计人员可以直接在CATIA环境与Web浏览器中,快速实现框肋零件弯边的回弹补偿。应用所开发的系统,对某一典型框肋零件弯边进行回弹补偿,并采用试验验证。

框肋零件带下陷弯边展开算法

框肋零件弯边多为连续型且带下陷,减轻孔、加强槽等结构在腹板上,在生衍过程中随腹板一起展开,弯边和下陷特征与腹板搭接,展开后与腹板一起构成毛坯的外形,是复杂框肋零件展开的重点。本文综合分析了几何映射法、有限元逆算法、解析法和经验公式法4种展开下料模型定义算法,详细论述了每种展开算法的理论依据,并对毛坯建模的数据源为设计模型的成形工艺进行了量化分析。结果表明:经验公式法适用于连续弯边且弯边曲率半径在320mm以上的零件,映射法适用于变形过程平缓的零件,有限元逆算法对公差要求较低的航空钣金件较适用,解析法计算精度高但过程复杂;选取典型框肋零件进行试验验证,比较分析了上述展开方法的准确性。

飞机典型翼肋零件的加工变形控制研究

翼肋零件状态直接影响飞机质量,在飞机产品加工制造期间,为保障飞机产品性能,应做好飞机翼肋零件的变形加工控制,从加工变形角度提高飞机典型翼肋零件生产质量,间接保障飞机运行安全。基于此,该文先分析了飞机典型翼肋零件的加工变形原因,进一步从调控残余应力、加工方针预测、装夹体系优化三个方面提出控制飞机典型翼肋零件加工变形的策略方法,旨在最大限度避免飞机翼肋零件加工变形问题,提高翼肋零件生产加工质量。在该次研究中,从不同角度出发完成了飞机典型翼肋零件的加工变形控制,并按照该变形控制思路付诸实践,施加压力后发现飞机翼肋零件在加工期间所产生的腹板平面翘起幅度从2.3 mm缩减到0.1 mm,消除了加工变形隐患,且经实践检验后,发现所采用的加工变形控制策略不会对飞机翼肋零件原有的质量产生影响,同时保障了加工变形控制效果与翼肋零件生产质量。

飞机框肋类钣金零件智能制造技术开发与应用

针对飞机框肋类钣金零件的高效和高质量制造,提出了以知识库和制造模型定义为核心的智能制造技术开发思路,建立了模型驱动的智能化制造流程,根据应用目标设计了从分析、实施到应用的方案。该项技术已在航空工业洪都、沈飞和成飞开展了应用,首阶段验证结果表明零件外形、弯边角度、高度偏差均在精度要求范围之内,可进一步开展应用工作。

飞机框肋类零件弯边的实用展开算法

为了实现框肋类零件弯边展开尺寸的精确计算,结合飞机框肋类零件的几何特征,提出了一套针对飞机框肋类零件的弯边展开计算方法,并介绍了斜角值的计算方法,较好地解决了飞机钣金零件的设计和展开问题,此算法可用于开发相应的自动展开算法软件。

S截面框肋类钣金零件回弹量预测与补偿技术研究及应用

根据框肋类钣金零件高效、精确成形的要求,发展了一种S形截面类框肋零件回弹量计算与补偿方法,针对变曲率弯边,通过离散为弯边截面单元,计算每个截面线弯边单元的回弹量和补偿后重构弯边面,对带加强边的内缘弯边,提出考虑修正系数进行补偿的方法,基于现有的CAD平台开发了相应的软件工具;以实际零件为例说明了该方法的应用过程。成形工件测量结果表明,零件弯边角度偏差控制在±1°之内,实现了在新淬火状态下一步精确成形。

带缺口飞机框肋类零件展开工艺数模快速设计

飞机零件工艺数模设计效率直接影响飞机数字化制造周期,提高零件工艺数模设计效率是数字化制造中急需解决的问题之一。通过分析零件展开工艺数模理论,充分利用CATIA/CAA开发平台优势,开展了飞机框肋类零件快速展开工艺数模技术研究,研发了一套系统适用于复杂框肋类零件展开工艺数模快速设计软件,并以实例进行了验证。介绍了系统的设计流程以及关键技术。该系统保证了展开信息的准确性,提高了工艺稳定性,满足了质量需求,缩短了制造周期,在实际生产应用中有着重要作用。

框肋类零件展开方法研究

基于法向量展开的射线法与正交展开算法,针对框肋类零件中具有下陷和不封闭侧壁特征的板件展开过程中所遇到的问题,恰当融合了上述两种展开方法,避免了展开过程中的网格重叠与展开方向不精确问题。通过测试计算,改进后的算法快速高效,得到的零件毛坯形状合理准确。

飞机框肋类零件基础特征自动识别与提取算法

飞机框肋类零件是组成飞机骨架的重要零件,具有数量大、形状各异等特点,其生产制造所耗费的时间在飞机研制过程中占有较大比重。然而,通过现有CAD软件所提供的功能进行相关制造操作,无论是效率、质量等均已不能满足现代飞机设计和制造要求,围绕飞机框肋类零件研究和开发相关的自动化制造系统已迫在眉睫。基于框肋类零件边界表示模型对零件基础特征进行自动识别与提取,是实现后续相关工艺规划与加工的基础与前提。针对该问题,提出零件基础特征模型,并建立一种基于同侧面的特征识别算法,即:以零件STEP数据作为输入,选取两侧腹板面,应用属性邻接图(AAG)构建、有效邻面识别、关联面完整识别等方法,逐级识别各级关联面以构建两侧同侧面,通过同侧面单元匹配最终实现基础特征构造和特征邻接图构建。其中,针对零件三维模型中的碎面缺陷提出其定义与识别方法,以保证特征面识别的完整性。经由实例测试,验证所提算法的可行性与有效性。

基于特征的快速编程技术在飞机整体肋类零件中的应用

针对飞机整体肋类零件数控加工编程中存在的重复工作量大、质量不稳定、经验依赖性强等问题,面向主机厂推广基于特征的快速编程技术。介绍了基于特征的快速编程系统及其关键技术,以飞机整体肋类零件特征定义为基础,通过特征识别技术获取加工特征,结合现有典型工艺知识,实现自动工艺决策和数控加工刀轨的自动生成。以具有典型特征的飞机整体肋类零件对基于特征的快速编程系统进行验证。结果表明,该技术切实提高了飞机整体肋类零件数控编程的效率和质量,并已在航空制造企业得到成功应用。

基于虚拟网格的框肋类零件展开方法研究

以基于法向量展开的射线法为基础,针对框肋类零件中的扣边板件和带缺口板件展开过程中所遇到的问题,采用借鉴前截切网格单元法向量的方法,并加入虚拟网格,得到了此类零件的合理毛坯形状。通过测试计算,改进后的算法快速高效,得到的零件毛坯形状合理准确。为进一步优化提供了良好的初始值。

飞机框肋类零件外形样板三维快速设计原理及算法

作为近年来飞机型号研制中常用的内外形控制与协调方式,飞机样板因其使用便捷、成本低廉、技术成熟等优势,在当前飞机研制中仍具有不可替代性。在当前智能化技术快速发展的数字化环境下,依赖二维图纸的样板设计技术已明显成为制约飞机研制效率和周期的重要因素,研究和开发以框肋类零件三维几何模型为基础的样板三维设计技术已成为当前航空产业的迫切需要。针对上述问题,对框肋类零件样板的一大分支--外形样板的三维快速设计原理及算法展开研究,提出钣金零件几何属性提取及外形样板三维快速设计算法,主要内容为:提出框肋类零件基础结构特征定义及提取方法,基于提取结果构建零件弯边特征并计算样板设计所需几何属性,提出外形样板轮廓计算及补加添加算法,最终实现零件外形样板三维模型生成。经由实例测试,验证此算法的可行性与有效性。

某肋框零件的外观工艺质量提升实践

具有肋框特征的零件属于典型的五轴加工零件,在首件试切时,五轴数控机床联动摆角加工零件外形曲面的过程中,存在刀痕、摆纹等工艺质量问题,影响交付。现从参数设置、加工模式以及分段编程等方面对该零件进行工艺方案优化,并进行试切对比试验。结果表明:采用上述优化方法进行零件外形曲面的五轴摆角加工,能够有效地解决零件表面刀痕、摆纹等问题,大幅提升零件的外观工艺质量。

飞机框肋件自动制孔工艺路径优化算法

飞机框肋件孔群制造多采用自动制孔技术,针对目前自动制孔算法所造成的走刀路径复杂、空行程消耗大等问题,采用人工势场算法、狼群分配原则及动态调整策略改进蚁群算法以提高寻优能力进而简化走刀路线,融合粒子群、菌群算法以提高全局收敛性。对某类典型框肋件孔群加工进行路径优化实验,仿真结果表明,优化后加工路线得到显著简化,空行程占比明显降低,刀具总行程比遗传算法缩短10.1%,比基本蚁群算法缩短9.9%,比遗传-模拟退火法缩短9.5。可见,框肋件自动制孔工艺路径得到明显优化。

全三维模型驱动的复杂产品智能制造

为适应以现代飞机为代表的复杂产品对制造效率和质量提升的需求,综合生产数据和制造知识两类信息处理,提出了全三维模型驱动的智能制造模式。建立了全三维设计和制造模型的数字量定义、传递与控制模式,通过扩展承载内容提升模型的适用性,通过协同设计提升模型对工艺的适应性,从而用面向制造的全三维设计模型驱动制造的高效化;以工件模型的数字量传递提高制造效率,以考虑变形补偿的工艺模型控制制造的准确度,从而以面向工艺链的精确制造模型驱动制造的可控化;建立了制造知识的数字化表达、管理和集成应用模式,采用工艺领域知识的系统化建模对源头各异的制造知识进行集中分类存储,采用成熟度控制生产数据向知识的转化来实现企业知识的螺旋式上升以及工艺领域知识的表达和科学管理;以多层次的推理提高模型设计的效率和准确度,以XML的几何数据交换将智能设计工具与已有计算机辅助系统相集成,实现复杂外形零件数字量的快速、精确定义。结合飞机框肋零件的制造,说明了全三维模型驱动的智能制造过程。实例零件制造结果表明,该技术可一步达到成形精度要求、显著缩短制造周期,并可用于指导飞机各类零部件智能化制造系统的构建,促使制造活动由经验依赖的试错模式向智能化的高效高质量模式转变。