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1、《机床与液压》20061No19·75·机翼整体壁板数字化制造技术王关峰,王俊彪,王淑侠(西北工业大学机电学院,西安710072)摘要:随着现代机翼整体壁板设计水平的不断提高,传统的制造模式已不能满足其制造要求。本文分析了现代机翼整体壁板制造过程,论述了现代机翼整体壁板数字化制造的优势及数字化设计、成形性评估、展开与板坯建模、喷丸路径规划与映射、辅助工艺设计等主要支撑技术,同时阐述了各支撑技术的具体关键技术。关键词:整体壁板;数字化制造;特征映射中图分类号:TP39117文献标识码:A文章编号:1001-3881(2006)9-075-3DigitizedManufacturin
2、gTechnologyforIntegralWingPanelWANGGuanfeng,WANGJunbiao,WANGShuxia(NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xipan710072,China)Abstract:Withthedevelopmentofintegralwingpaneldesign,conventionalmanufacturepatternofintegralpanelcannotsatisfymodernmanufacturingrequirement1Theproblemsoftheconventionalin
3、tegralpanelmanufacturepatternwereanalyzed,andthepre2dominanceofdigitizedmanufacturingofmodernintegralwingpanelwasdescribed1Themainsupportingtechnologies,namelydigitizeddesigning,evaluationoftheformability,flatteningandslabmodeling,shootingpeenpathdesigningandmapping,computeraidedprocessplanni
4、ng,wereanalyzedtosolvethekeyproblems1Keywords:Integralwingpanel;Digitizedmanufacturing;Featuresmapping机翼直接影响着飞机的气动性能、承载能力,其板专用的建模系统,为后续制造环节提供唯一准确的设计与制造水平对飞机的性能起着决定性作用。现代信息模型,为整体壁板的数字化制造奠定基础。飞机已广泛采用整体壁板代替铆接壁板或薄蒙皮,并(2)壁板设计与下游制造过程之间缺乏必要的[1]作为主要承力构件参与承载,以提高机翼的气动性分析环节。随着现代整体壁板日趋复杂,由于分析环能、承载能力、疲劳寿命
5、并利用机翼作为整体油箱。节缺乏所引发的问题越发明显。例如,现代机翼整体随着现代飞机设计要求的不断提高,机翼整体壁板无壁板采用等强度优化设计,壁板结构及厚度分布规律论从外形还是结构上都日趋复杂,壁板制造难度不断复杂,若由于局部结构无法成形而又未及时发现,将增大,传统经验型制造模式难以适应现代复杂外形整导致制造周期的延长。体壁板的制造要求。目前以计算机为代表的数字化技(3)为提高飞机气动性能,现代机翼通常采用术已经相当成熟,并在各大航空企业内得到日益广泛复杂翼型(如超临界翼型),其外形多为不可展的复应用,为研究开发先进产品制造模式提供了有力支持。杂曲面;在结构上,它通常集成加强筋、减
6、轻孔、注在大型整体壁板件制造中采用数字化技术,将有助于油孔等多种结构特征。需要研究适合复杂翼形的曲面解决传统制造模式下遇到的难题并提高生产效率。展开算法及结构特征在壁板板坯上的定位方法。对于本文针对机翼整体壁板数字化制造的要求,以制现代大型复杂外形机翼整体壁板件,其展开及板坯建造过程中数字量的传递为主线,提出了大型整体壁板模所需的时间已经对壁板制造周期产生显著影响,急件数字化制造的实现途径及主要支撑技术。需应用数字化技术缩短其周期。1机翼整体壁板数字化制造(4)喷丸路径是整体壁板制造中最关键的工艺111机翼整体壁板传统制造流程参数之一,喷丸路径的规划需要大量的实际喷丸经机翼整体壁
7、板传统制造过程可验。传统经验型的规划方法已不能在现代复杂外形整分为壁板设计、板坯建模、板坯加体壁板件的制造中直接应用。工、工艺设计、喷丸成形5个主要(5)喷丸成形机理的复杂性导致工艺分析的复阶段,如图1所示。这种传统的制杂性,加之成形过程中诸多影响因素,使喷丸成形参造模式已难以满足现代大型复杂外数的选择主要依靠实验数据和操作经验,采用渐进的形机翼整体壁板件的制造要求,主方法,耗时费资。要实现精密喷丸成形,必须准确地要体现在以下方面:确定喷丸成形的各工艺参数,如弹丸型号、弹流速(1
