[发明专利]一种飞机蒙皮制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及飞机制造领域，具体涉及一种飞机蒙皮制造工艺。

背景技术

飞机蒙皮类零件是构成飞机外形结构的重要受力构件，有单曲度和双曲度形状，具有结构大型且复杂、壁薄、易变形的特点，形状精度要求高，包含面、下陷、通窗、孔等结构特征，外加其变截面不等厚的特点，制造难度大。飞机蒙皮类零件一般采用的加工方法为：①展开蒙皮采用真空吸附之后数铣，然后喷丸成形；② 蒙皮成形后采用型面工装真空吸附之后数铣；③蒙皮成形之后采用化铣和数铣相结合的制造工艺。采用第一种制造工艺，无法完成蒙皮零件上通孔和通窗的加工，且需要数铣设备和喷丸设备，工艺流程复杂，且喷丸属于特种工艺，需要取得特种工艺资质；采用第二种制造工艺，每一项蒙皮零件需要订制专用工装，由于蒙皮零件为超大型飞机结构件，因此高昂的工装费用，不适合飞机蒙皮小批量多品种的生产需求；综合考虑加工效率、加工质量和加工成本因素，通常广泛采用第三种制造工艺完成飞机蒙皮的精确加工，化铣和数铣相结合的制造工艺，蒙皮加工至少需要两次装夹，化铣解决复杂通窗和下陷等的加工问题，真空吸附蒙皮龙门铣系统解决蒙皮切边和钻孔工艺，涉及化铣、成形、数控加工等多个工艺环节。由于化铣和数铣相结合的制造工艺流程复杂、工艺协调性差、其废弃的化铣液会污染环境，不符合绿色制造的要求，因此航空工业一直在寻求可替代化铣的绿色、精确的蒙皮制造技术。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种飞机蒙皮制造工艺。

为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：

一种飞机蒙皮制造工艺，其步骤如下：

    1）在蒙皮成形时，在蒙皮定位两端预留工艺凸台，保证加工时机床部件与定位器不产生碰撞，为了确保蒙皮切边的加工，并保证加工刚性，在蒙皮上下宽度放下预留工艺凸台；

    2）蒙皮加工之前，在蒙皮定位两端的工艺凸台上铣切左右定位孔和标志孔，左右定位孔用于蒙皮装夹定位，标志孔确定蒙皮装夹方向；

    3）加工区域制定，考虑柔性排架及上的真空吸盘对蒙皮工件的顶撑作用，防止加工时蒙皮工件的颤振引起加工变形和位置精度不准确，将蒙皮工件按区域加工；

     4）蒙皮工件的定位和柔性装夹；

5）确定加工区域加工顺序；

6）按照步骤5）的加工区域加工顺序，依次对每个加工区域按照铣面→铣下陷→切通窗→钻孔→切边的加工步骤进行，直至所有加工区域完成蒙皮加工。

其中步骤4）中蒙皮工件的定位和柔性装夹按照下述步骤进行，首先，调节固定定位器的A轴和C轴，保证定位器上的定位销法线与蒙皮零件定位孔法线重合，确保加工基准的精确，球形定位销的球心作为加工基准；其次，采用左右两个已调整好的定位器将蒙皮工件固定；最后，将柔性夹具移动到预定位置，并通过柔性排架上的真空吸盘固紧蒙皮工件。

其中步骤6）中的铣面和铣下陷加工方式为采用分层加工方式，即首先通过一次切削保证所有下陷加工到蒙皮的同一型面，然后逐层切削，直至所有下陷加工到理论位置。

本发明的有益效果在于：1）采用数铣工艺替代化铣的绿色制造工艺，解决了蒙皮化铣加工环境污染的问题。2）制定了集蒙皮精确铣切边缘、精确开窗口、精确制孔和蒙皮厚度的精确加工于一体的加工工艺，解决了单曲和双曲蒙皮工件的精确制造技术难题。3）一次装夹完成蒙皮工件的精确制造，避免了二次装夹误差，保证了加工精度。同时，避免了硬工装的设计、制造、存储和运输成本。4）采用分区域分层的加工策略，最大限度的减少蒙皮工件加工过程中的变形量。

附图说明

    图1是发明中典型飞机蒙皮示意图，

    图2是发明中飞机蒙皮加工区域示意图，

    图3是发明中飞机蒙皮STEP0加工区域装夹示意图，

    图4是发明中飞机蒙皮STEP1加工区域装夹示意图，

    图5是发明中飞机蒙皮STEP2加工区域装夹示意图，

图6是发明中飞机蒙皮STEP3加工区域装夹示意图。

附图中：1-左侧定位孔、2-蒙皮工件、3-孔、4-下陷、5-工艺凸台、6-标识孔、7-右侧定位孔、8-蒙皮型面、9-通窗、10-左侧定位插销、11-左侧定位器、12-真空吸盘、13-右侧定位器、14-右侧定位插销。X0、X1、X2、X3、X4、X5表示柔性排架，STEP0、STEP1、STEP2、STEP3表示加工区域。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

实施例： 参见图1至图6。