带缺口飞机框肋类零件展开工艺数模快速设计
框肋零件带下陷弯边展开算法

框肋零件带下陷弯边展开算法CHENG Shiming;LI Renhua;CHEN Zhimin;LEI Ruyu;DENG Wenwen【摘要】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.【期刊名称】《锻压装备与制造技术》【年(卷),期】2019(054)003【总页数】6页(P104-109)【关键词】框肋零件;下陷;弯边;算法【作者】CHENG Shiming;LI Renhua;CHEN Zhimin;LEI Ruyu;DENG Wenwen 【作者单位】;;;;【正文语种】中文【中图分类】TG386.3+1框肋零件是飞机机体骨架中的重要构件,在航空钣金零件中占比50%以上,担负着确定飞机外形和承受气动载荷的双重任务[1-3]。
框肋零件结构复杂,体现在结构要素多元化、弯边结构复杂化,零件腹板上分布的加强槽、减轻孔等结构加大了成形难度,零件形状各异,尺寸从几十厘米到几米不等,且多带有变截面弯边及下陷[4-7]。
零件展开问题的实质是三维几何形状向二维平面映射。
展开是成形的逆过程,钣金零件目前应用于实践或见诸文献的展开方法主要有经验公式法、几何映射法、有限元逆算法和解析法[8-9]。
本文详细论述了每种展开算法的理论依据,并对每种展开算法进行比较分析,验证其对框肋下陷弯边展开的准确性。
飞机框类零件的逆向设计及数字化加工

飞机框类零件的逆向设计及数字化加工发布时间:2021-06-11T07:05:39.659Z 来源:《防护工程》2021年5期作者:欧洪金段云云孟翔鹏[导读] 21世纪随着社会经济的发展,飞机框类重件一路不断的进步转变为逆向设计与数字化加工,本篇文章概述了逆向工程技术如何应用到实践中以及应用之后数字化加工带来的效率。
还有飞机框类零件的工艺性,加工方式,这项技术中遇到的问题以及解决方案,欧洪金段云云孟翔鹏沈阳飞机工业(集团)有限公司辽宁沈阳 110000摘要:21世纪随着社会经济的发展,飞机框类重件一路不断的进步转变为逆向设计与数字化加工,本篇文章概述了逆向工程技术如何应用到实践中以及应用之后数字化加工带来的效率。
还有飞机框类零件的工艺性,加工方式,这项技术中遇到的问题以及解决方案,关键词:逆向工程;数字化加工;技术引言:逆向工程技术是利用一定的测量手段对实物表面进行测量,测量到一定的数据,再根据现代先进的技术方法来的实物进行塑造模型的过程,并且通过模型编制完整的数控五坐标加工程序,引入互联网高科技的技术,改变传统的加工方式,应用数字化加工,大幅度的提高产品的工作效率。
1、讲述逆向设计与数字化加工逆向设计过程是指设计师对产品实物样件表面进行数字化处理(数据采集、数据处理),并利用可实现逆向三维造型设计的软件来重新构造实物的三维CAD模型(曲面模型重构),并进一步用CAD/CAE/CAM系统实现分析、再设计、数控编程、数控加工。
数字化加工是指在数字化技术和制造技术融合的背景下,并在虚拟现实、计算机网络、快速原型、数据库和多媒体等支撑技术的支持下,根据用户的需求。
迅速收集资源信息,对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组,实现对产品设计和功能的仿真以及原型制造加工。
进而快速生产出达到用户要求性能的产品整个制造的全过程。
2、实践CAD数学机理逆向工程在这些技术层面,计算机辅助三维,二维交互式应用系统等功能上面完成了转化,实体模型主要由各种各样的曲线结构组成,而曲线按数字形式可以分为直线,二次曲线,比如圆弧,椭圆,双曲线,抛物线等等,样条曲线也就是通过一系列离散点连接的光滑曲线。
飞机钣金零件成型工艺及设计李杰

飞机钣金零件成型工艺及设计李杰发布时间:2021-09-29T06:50:08.291Z 来源:《防护工程》2021年14期作者:李杰王启恒何金萍朱丽汪海峰[导读] :飞机钣金工艺区别于一般机械制造的工艺,飞机钣金零件构成飞机机体框架、气动外形,在实际运用过程中零件尺寸大小不一、形状复杂材质需求不同,种类繁多,而且零件有相对复杂的外形,必须在使用过程中严格控制重量和使用寿命。
从当前的实际情况来看飞机钣金零件的生产对技术要求非常高,加工难度也非常大。
在飞机金属零件制造生产的过程中可以将零件生产划分为钣金零件加工、机械加工两种。
李杰王启恒何金萍朱丽汪海峰沈阳飞机工业(集团)有限公司辽宁省沈阳市 110850摘要:飞机钣金工艺区别于一般机械制造的工艺,飞机钣金零件构成飞机机体框架、气动外形,在实际运用过程中零件尺寸大小不一、形状复杂材质需求不同,种类繁多,而且零件有相对复杂的外形,必须在使用过程中严格控制重量和使用寿命。
从当前的实际情况来看飞机钣金零件的生产对技术要求非常高,加工难度也非常大。
在飞机金属零件制造生产的过程中可以将零件生产划分为钣金零件加工、机械加工两种。
和其他加工相比钣金零件加工拥有高强度、易加工、轻量化等优势,因此得到广泛运用。
关键词:飞机零部件;钣金零件;成型工艺;设计在飞机零部件的生产中钣金零件成型就是使用钣金工艺加工生产,在零部件加工生产的过程中使用手工或者是模具施加压力让材料发生塑性形变,最终形成既定尺寸、形状,打造新的零部件。
但是市场上供应商不同,供应原料也存在差异,因此可以将其划分为不同零件板材的部件,对应不同的生产工艺。
在飞机零部件中钣金零件占全部零件的50%以上,作为航空制造的重要组成部分,理应受到重视。
1.飞机钣金零件的生产工艺钣金零件比较复杂,占据了飞机大量零部件,在成型中必须选择合适的工艺方式,必须考虑机床设备的加工能力是否满足飞机钣金零件的结构尺寸、造型、成型压力各方面,因此在实际设计当中需要从几个方面去考虑,比如机床台面尺寸大小。
飞机框肋类钣金件成形性数字化评估技术

产业科技创新 Industrial Technology Innovation78Vol.2 No.13产业科技创新 2020,2(13):78~79Industrial Technology Innovation 飞机框肋类钣金件成形性数字化评估技术王惜晨,丁 蔚,高艳丽(中航飞机股份有限公司,陕西 西安 710089)摘要:数字化技术迅猛发展,在航空制造业中也得以体现,传统的二维工程图纸已被三维数字化模型替代,数模化贯穿于产品全过程中,依靠传统的工艺性评估知识已经不能满足现代飞机研制周期要求。
文章将以飞机框肋类钣金零件为例,以橡皮液压成形工艺评估为主导,论述如何在数字化产品定义的条件下,快速、有效的开展工艺性评估,实现降低工艺评估过程中对工艺人员技术水平的要求,缩短简单零件工艺评估时间,提高复杂零件工艺评估的准确性,缩短飞机钣金零件研制周期。
关键词:工艺性评估;橡皮液压成形;数字化中图分类号:TP391.72 文献标识码:A 文章编号:2096-6164(2020)13-0078-02飞机框肋零件有框、框缘、通风口、剪切片、角材、加强肋等典型零件,常常用做翼肋、机身隔框或其他骨架零件,直接影响飞机的外形准确度和结构承载能力,在飞机的整体框架中起着重要作用。
通常存在着大量的相似性设计,平面带弯边,变斜角,外缘变曲率及多减轻孔和加强埂结构,此类零件航空企业多采用橡皮液压成形。
为有效的避免、减少产品难以制造、反复更改和试制等问题,缩短产品研制周期、降低产品成本,在飞机产品的并行研制过程中,在充分考虑制造资源、多种工艺因素的前提下须进行钣金零件工艺性评估(又称工艺性审查)。
飞机钣金工艺是航空宇航制造的支柱工艺之一,是一种对经验知识很强依赖的传统制造技术,零件品种繁多、工装数量大、生产周期长、制造过程变数多、不稳定,将直接影响产品的质量、周期和成本。
因此,工艺性评估是一项经验依赖性很强的工作,参与的工艺人员不仅需要有丰富的生产经验,同时要对钣金车间的设备参数,同一类结构可用的各种加工方法的适用性,零件设计中使用的各种标准都要有十分清楚的把握,以上这些经验知识需要大量工作实践积累。
飞机框肋类钣金零件智能制造技术开发与应用

飞机框肋类钣金零件智能制造技术开发与应用摘要:框架肋部的结构特点是腹板、弯边和各种结构元件的组合。
弯边为变曲率、变截面、下沉、桁条间隙的结构,大小不一,最长可超过3m。
腹板设置有结构元件,例如减轻孔、加强槽和加强插口。
车架零件的工艺过程包括落料、成形、热处理、表面处理、校正、检验等主要工序,而橡胶球胆的液压成形是其主要成形工序。
框架零件的成形精度由零件毛坯和回弹补偿等参数决定。
其中,回弹是影响框架筋钣金件成形质量的主要问题。
目前,在模型产品的开发中,零件的制造效率和质量要求逐渐提高。
为了使板料卸载后的形状与零件所需的形状一致,最有效的方法是预测和补偿回弹量,建立工艺模型作为模具形状设计的基础。
关键词:智能制造;精密成形;制造模型;知识库;框肋零件;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。
一、技术开发的思路1.技术组成。
框肋零件智能制造技术是针对各种典型结构形式的复杂框肋类钣金零件,以实现“一步法”精确成形为目标,以回弹补偿的成形工艺模型设计技术为核心,由框肋零件成形工艺知识库、基于CATIA二次开发的毛料展开工具、回弹补偿工具、工艺规范等共同组成,上述技术相结合才能实现零件在新淬火状态成形,一步达到形状和性能要求。
2.运行流程。
框肋零件成形后的变形主要为弯边回弹,成形后弯边的弯曲角度小于模具角度,对所有带弯边框肋零件均需补偿。
凸缘型面与蒙皮搭接多为变曲率曲面,表现为弯边线曲率、弯边高度、弯曲角度沿弯边线不断变化,实际零件结构和尺寸多样,设备粗成形+手工校形的生产方式中并未体现出结构的差异性。
要实现材料、结构和尺寸各异的框肋零件精密成形,其技术开发思路如下:(1)针对不同材料、弯边角度、弯曲半径的截面线单元开展工艺试验,获取回弹补偿知识,并建立回弹补偿量智能预测技术。
飞机框肋类零件外形样板三维快速设计原理及算法

RESEARCH当前,随着数字化技术的发展和先进测量手段的应用,飞机制造中以模线样板为代表的模拟量协调方法正逐渐被工艺数模等数字量协调方法代替。
但由于样板使用直观便捷、成本低廉、技术积累深厚等优点[1],结合相关数字化检验技术发展相对缓慢等原因,研制一架飞机仍需设计数以千计的样板,样板技术在一定时期内仍将在飞机研制中发挥重要作用。
然而,在当前快速发展的数字化环境下,样板的设飞机框肋类零件外形样板三维快速设计原理及算法汤志鸿,郑国磊(北京航空航天大学机械工程及自动化学院,北京 100191)[摘要] 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。
关键词:飞机样板设计;框肋类零件;几何信息提取;特征识别;几何计算Principle and Algorithm of 3D Rapid Design for Aircraft Outline Template of Sheet Metal PartsTANG Zhihong, ZHENG Guolei(School of Mechanical Engineering and Automation, Beihang University, Beijing 100191, China)[ABSTRACT] As an outline control and coordination method commonly used in the development of aircraft in recent years, aircraft template is still not replaceable in current aircraft development for its convenience, low-cost and technological maturity. However, in current digital environment with rapid development of intelligent technology, the design technology relying on 2D drawings has become an important factor that restricts the efficiency and cycle of aircraft development, for which research and development of 3D design technology based on 3D geometric models of parts has become an urgent need for the aviation industry at present. In view of the problem, the 3D design of outline template is studied, which is a large branch of template in sheet metal parts manufacturing. An algorithm of parts’ geometric information extraction and template rapid design is proposed, of which the main parts are as follows: infrastructure feature of sheet metal is defined and its extraction method is proposed. Flange feature are constructed and the geometric attributes required for the template design are calculated. The profile of the outline template are calculated according to the information and data extracted, and the adding are appended. The 3D model of outline template is finally generated. The feasibility and effectiveness of the algorithm are verified by case tests.Keywords: Aircraft template design; Sheet metal part; Geometric information extraction; Feature recognition; Geometric calculation DOI:10.16080/j.issn1671–833x.2019.12.091计制造体系已明显成为制约飞机研制效率和研制周期的重要因素,其主要原因在于其落后的设计方式、检验方式和缺乏专业化、智能化的研制工具,设计流程仍大量依赖人工进行,任何一个步骤的疏忽和失误都可能导致模线样板的设计错误,由此给后续工装设计制造以及零件生产检验埋下质量风险。
飞机框类零件制造模型及其数字化设计与应用

研究生专业课程考试答题册得分:学号姓名考试课程数字化设计制造技术概要考试日期201X年X月西北工业大学研究生院飞机框类零件制造模型及其数字化设计与应用(西北工业大学, 陕西西安710072)摘要:随着计算机技术和网络技术的发展,CAD、CAM融合网络技术产生了新的制造模式,即以数字量传递为基础的数字化设计制造技术。
航空钣金件及其数字化设计制造在整机研制中的重要性不容忽视,钣金件的数字化设计制造有着与其他制造加工方法不同的特点。
本文以典型的飞机框类零件为切入点,阐述飞机框类零件制造模型内容及定义方法,以XX机型XX号加强框为例,用CATIA建立数模,并建立基于该模型的应用方案。
关键词制造模型;数字化设计;飞机制造Digital Design and Application of Aircraft Frame PartsManufacturing ModelNie Kou zhun(School of Mechatronics, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, China)Abstract: With the development of computer and network,digital designing and manufacturing technology is coming. Which is based on the transmission of digital quantity.In the mode,digital model of the machine is the foundation of all.Taking a typical aircraft frame part as the breakthrough point, this paper will explain the plane frame model content and the definition method of parts. With the help of CATIA, this paper build the model of reinforced frame which from XX type plane ,and provide the application program based on this model.Key words: Manufacturing model; Design of digital; Aircraft manufacturing1引言在飞机制造工程中,钣金零件制造是重要组成部分。
飞行器翼肋零件橡皮囊成形研究与模具设计

PLC 技术在电气工程以及自动化控制应用的未来发展过 程中,将会形成更多的电气工程产品,这就需要在设计以及 制造的过程中对于目前的应用环境进行充分的考虑,并对人 机之间的界面进行有效的完善,通过这种方式才能满足各种 电气设备实施自动化控制的相关条件。目前,PLC 技术已经
成为电气工程与自动化控制未来主要的发展方向,其中主要 涉及了实现和工作控制计算机组网加以健全的大型 PLC 电气 控制体系。但是,因为如今 PLC 技术涉及的应用范围比较 的广泛,所以是计算机的散热系统会受到 PLC 技术的控制。 PLC 技术之所以实现了比较广泛的应用,是因为在使用的过 程中可以发挥出非常明显的可靠性,并且网络布局分布比较 广泛,对于提高智能化有着非常重要的作用。
在机械加工制造中,零件的制造周期非常短,大部分时 间都是耗费在成形设计上。翼肋零件成形过程中,成形工艺 是最复杂的,因为这种工艺是通过改变零件的形状实现零件 成形,在成形中常会产生各种问题和缺陷,如在零件进行凸 翻边成形的时候,曲率较大的位置容易产生起皱。为避免这 种缺陷,需要添加侧压块,如图 1 所示。
结语
综上所述,在电气工程自动化控制工作中,PLC 技术的 应用可以在其中发挥出非常明显的优势,不但可以对具体的 操作流程进行不断地简化,并且还能起到非常强的可靠性。 结合目前的实际情况来看,PLC 技术如今已经在电气工程自 动化控制中实现了非常广泛的应用,为了可以使 PLC 技术水 平实现进一步的提升,相关人员还需要进一步加强相应的研 究力度,从而将功能充分发挥出来,这对于社会经济发展有 着非常重要的促进作用。
(a)步骤 :将要加工零件的毛坯放置在模具上,同时 还将橡皮囊压力机一起放入。
(b)步骤 :将压力施加在橡皮囊上,将毛坯与模具贴 合。
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Rapid design on process model for developing aircraft sheet metal component with notches
带缺口飞机框肋类零件展开工艺数模快速设计∗ ∗
韩志仁①② 王 毛① 张 敏③ 余志良③
( ①沈阳航空航天大学航空宇航学院ꎬ辽宁 沈阳 110136ꎻ②沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防 重点学科实验室ꎬ辽宁 沈阳 110136ꎻ③中航飞机汉中飞机分公司模线中心ꎬ陕西 汉中 723215)
摘 要: 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ꎬ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ꎮ 通过分析零件展开工艺数模理论ꎬ充分利用 CATIA / CAA 开发平台 优势ꎬ开展了飞机框肋类零件快速展开工艺数模技术研究ꎬ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ꎬ并以实例进行了验证ꎮ 介绍了系统的设计流程以及关键技术ꎮ 该系 统保证了展开信息的准确性ꎬ提高了工艺稳定性ꎬ满足了质量需求ꎬ缩短了制造周期ꎬ在实际生产应 用中有着重要作用ꎮ
KeywordБайду номын сангаас:aircraft sheet metal componentꎻ notchesꎻ rapid developmentꎻ process modelꎻ CAA
飞机框肋类零件是机体框架中的组件ꎮ 框肋类零 件的腹板通常是平的ꎬ且四周有弯边[1] ꎮ 在制造过程 中ꎬ弯边零件需要根据展开图计算出展开尺寸进行下 料ꎬ或根据展开样板进行下料[2] ꎮ 弯边展开工作多以 手工计算为主ꎬ计算机计算为辅ꎬ随着复杂零件弯边截 面的曲率、高度、角度的多变ꎬ以及长桁缺口的附加ꎬ需 要对截面逐一展开计算尺寸ꎬ并设计长桁缺口处外形ꎬ
工作量大、精度低、周期长[3-6] ꎮ 我国在飞机设计时已 经全面推行基于 MBD 的模型设计技术ꎬ各个主机厂针 对特定机型在数字化制造方面施行基于数字化无图三 维制造技术ꎬ软件普遍采用 CATIAꎮ 用 CATIA 钣金模 块中的展开功能对三维零件数模进行展开ꎬ再投影生 成展开模线ꎬ会造成二维展开图中弯边终线多出ꎬ外形 交叉线、长桁轴线、倒角缺失ꎬ缺口线不规范ꎬ外形交叉
Abstract: The efficiency of process model design for aircraft component directly affects the cycle of digital manufac ̄ turing������ It is one of the urgent problems to improve the efficiency of process model design for component in digital manufacturing������ By analyzing the theory of process model for component development and mak ̄ ing full use of the advantages of CATIA / CAA development platformꎬ the research on the technology of process model for aircraft sheet metal component rapid development was carried out������ A set of system was introduced in this paperꎬ which is suitable for the software for rapid design on process model for complex sheet metal component development������ An example was given to illustrate the development of the compo ̄ nent������ The process of designing and key technologies are also introduced������ The system ensures the accura ̄ cy of the informationꎬ improves the process stabilityꎬ and meets the requirements of quality������ What is moreꎬ it shortens the manufacturing cycleꎬ which plays an important role in the actual production appli ̄ cation������
HAN Zhiren①②ꎬ WANG Mao①ꎬ ZHANG Min③ꎬ YU Zhiliang③ ( ①College of Aerospace Engineeringꎬ Shenyang Aerospace Universityꎬ Shenyang 110136ꎬ CHNꎻ②Key Lab of Fundamental Science for National Defense of Aeronautical Digital Manufacturing Processꎬ Shenyang Aerospace Universityꎬ Shenyang 110136ꎬ CHNꎻ③Hanzhong Branch������ Line Centerꎬ AVIC Aircraft Co������ ꎬLtd������ ꎬ Hanzhong 723215ꎬ CHN)