[发明专利]一种二维变曲率型材零件工艺模型的建模方法

说明书

技术领域

本发明属于飞机制造技术领域，涉及一种二维变曲率型材零件工艺模型的建模方法，应用于二维变曲率型材零件工艺模型设计，将工艺模型作为拉弯模具设计制造的依据。

背景技术

型材零件是构成飞机骨架的主要结构件，常常用于框肋缘条、机身长桁。型材零件的外形轮廓复杂，一般为非对称、变曲率。本发明主要针对非对称、变曲率二维型材零件，来完成工艺模型的定义。

型材零件作为飞机骨架的主要结构件，直接影响着飞机的外形准确度和结构承载能力，其制造成为决定飞机整体性能的重要环节。拉弯工艺是型材零件成形的主要方法，它是型材在弯曲包覆模具的同时加以切向的拉伸力。型材零件的成形后的外形轮廓是由工艺参数和拉弯模具共同作用的结果。传统上，拉弯模具是根据型材零件的内型面设计，由于型材零件卸载回弹，如果采用传统的拉弯模具设计方法，很难保证型材零件拉弯成形后满足精度要求。为满足数字化精确制造的要求，工厂将工艺模型作为拉弯模具设计制造的依据，因此考虑回弹的工艺模型定义成为型材零件拉弯成形的一个重要环节。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种二维变曲率型材零件工艺模型的建模方法，解决型材拉弯卸载回弹导致的零件成形精度不能达到要求的问题。

技术方案

一种二维变曲率型材零件工艺模型的建模方法，其特征在于步骤如下：

步骤1将型材零件轮廓线分割后离散为直线段和圆弧段：取T截面形状、L截面形状、U截面形状和Z截面形状的型材零件成形时与模具外缘面相接触的一条轮廓曲线C，C的起点和终点分别为P^Start和P^End，C总长度为l；连接点P^Start和P^End得到直线段L；以轮廓曲线C上到直线L距离最大的点P^Top将轮廓曲线C分割为两个曲线C₁和C₂，曲线C₁起点为P^Top，终点为P^Start，长度为l₁，曲线C₂起点为P^Top，终点为P^End，长度为l₂；

采用下述步骤将曲线C₁和C₂离散为直线和圆弧段：

步骤1a：以间距Δl等长度离散曲线C₁，得到C₁曲线上的N个离散点P_i(i＝1,2,…,N)，其中Δl＝(5~10)mm，P₁为P^Top，P_n为离散曲线C₁的另一端点，离散点P_i的曲率为K_i，切线方向为

步骤1b去除P₁,P₂,…,P_N中曲率相同的中间点：对i进行循环(i＝2,…,N-1)，若K_i-1＝K_i＝K_i+1成立，则去掉P_i点；设去除曲率相同的中间点后剩下N^Z个点，对剩下的N^Z个点重新编号得离散点的曲率为切线方向为

步骤1c根据离散点的曲率将曲线C₁划分为直线段和圆弧段：对i进行循环(i＝2,…,N^Z)，若成立，则确定一个直线段L，起点为终点为直线长度为否则以一个圆弧来逼近不成立的相邻离散点使得逼近精度而以圆弧逼近相邻离散点的精度pi-1,i+j+1‾>0.1;]]>

所述圆弧逼近精度的计算步骤如下：