專利名稱：機(jī)身整體壁板的成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用材料彈性變形機(jī)械加工成形飛機(jī)機(jī)身整體壁板的方法。
背景技術(shù)：
飛機(jī)機(jī)身整體壁板是由整塊板料制造而成的承力結(jié)構(gòu)件。由于機(jī)身整體壁板能夠 實(shí)現(xiàn)零件的等強(qiáng)度設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)效率高、適宜承受集中載荷且氣動(dòng)外形光滑流線，以及裝配過 程相對(duì)簡(jiǎn)單和協(xié)調(diào)性好等優(yōu)勢(shì)，在現(xiàn)代飛機(jī)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。例如，龐巴迪公司 研制的DASH8(沖8)Q400飛機(jī)的中機(jī)身氣動(dòng)外形，就是由5塊約長(zhǎng)8. 5米，寬2米，材料厚 度2 6. 5毫米的整體壁板構(gòu)成的。隨著噴丸成形技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于曲率較小的金屬機(jī)翼 整體壁板，通常采用先展開圖形在平面狀態(tài)下進(jìn)行數(shù)控機(jī)械加工，然后再噴丸成形的制造 方法。但對(duì)于曲率較大的機(jī)身類整體壁板零件，由于受到噴丸成形覆蓋率飽和狀態(tài)的限制， 是無法采用上述噴丸方法成形的。因此國(guó)內(nèi)大型機(jī)身整體壁板的制造通常采用先滾彎或拉 伸成形，然后進(jìn)行立體化學(xué)銑切技工的方法。由于化銑是用化學(xué)液體，將零件材料進(jìn)行一層 層腐蝕形成零件上要求的臺(tái)階和槽腔的方法?；姴垡簩?duì)環(huán)境污染很大，排污的處理費(fèi)用 非常高昂。并且化學(xué)銑切零件的疲勞強(qiáng)度不如機(jī)械銑切零件的疲勞強(qiáng)度好，化學(xué)銑切零件 的精度較低。因此，國(guó)外目前通常采用機(jī)械加工的方法，逐步替代化學(xué)銑切的工藝。但由于大 型整體壁板成形后的機(jī)械銑切，需要大型專用帶型面的立體工裝或帶5坐標(biāo)柔性托架的數(shù) 控加工設(shè)備。由于飛機(jī)機(jī)身的整體壁板中有多級(jí)不同厚度的臺(tái)階和槽腔，如果在平面狀態(tài) (成形前)進(jìn)行機(jī)械銑切加工，則由于機(jī)械銑切后材料的厚薄不均，無法成形出合格的產(chǎn) 品。以達(dá)索F7X公務(wù)機(jī)機(jī)身右側(cè)整體壁板的制造為例，如圖1，它的右側(cè)整體壁板的材料為 鋁合金2024-T3，壁板尺寸為8500X 2200X 4. 8毫米，壁板零件加工后最大厚度為4. 0毫 米，最小厚度1.2毫米，共分為16個(gè)厚度級(jí)。零件厚度公差為-0. 10/+0. 20毫米。零件外 表面為飛機(jī)單曲度氣動(dòng)外形，僅加工內(nèi)表面。壁板上需要鉆制400多個(gè)用于定位框、長(zhǎng)桁等 零件的協(xié)調(diào)孔，壁板周邊及門框、窗框切口為精確外形。國(guó)內(nèi)長(zhǎng)期以來，是在單曲度零件成形后，采用立體銑切，包括化學(xué)銑切和立體機(jī)械 銑切的方法。如果按現(xiàn)有技術(shù)滾彎成形后，帶弧度進(jìn)行立體機(jī)械銑切，則需要更加昂貴的專 用立體銑切工裝和設(shè)備。該技術(shù)的難點(diǎn)在于工藝流程和工藝參數(shù)的正確設(shè)計(jì)；壁板成形后 的展平。由于零件通過外力展平后，內(nèi)部存在較大的應(yīng)力，加工中零件和刀具很容易發(fā)生共 振，導(dǎo)致零件故障，因此必須設(shè)計(jì)正確的工藝參數(shù)進(jìn)行機(jī)械銑切。需要怎樣的吸附真空度以 及補(bǔ)充措施，使其能夠銑切出滿足工程設(shè)計(jì)的尺寸和精度要求；機(jī)械銑切完成消除吸附力 等后，整體壁板能夠基本回復(fù)到成形的弧度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提出一種銑切夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)值低，生產(chǎn)效率高，綠色環(huán)保效果 好機(jī)身整體壁板的成型方法。
本發(fā)明的上述目的可以通過以下措施來達(dá)到。一種機(jī)身整體壁板的成型方法，其 特征在于包括如下步驟1)首先采用滾彎成形設(shè)備成形出機(jī)身整體壁板的弧度；2)整體壁板滾彎成形后，利用材料的彈性變形特性，再將成形后的弧度展平后再 進(jìn)行機(jī)械銑切加工壁板上的多級(jí)臺(tái)階、槽腔和輪廓。3)檢查壁板恢復(fù)的滾彎成形時(shí)的外形/弧度狀況，局部校形。本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果。本發(fā)明建立單曲度機(jī)身整體壁板成形，利用材料彈性變形的特性將其展平，進(jìn)行 機(jī)械銑切的方法，在平面狀態(tài)進(jìn)行壁板中多級(jí)臺(tái)階、槽腔和輪廓的銑切，卸載后材料基本恢 復(fù)到成形時(shí)的弧度狀態(tài)，取代了國(guó)內(nèi)長(zhǎng)期以來單曲度零件成形后采用立體銑切(包括化學(xué) 銑切和立體機(jī)械銑切)的方法，提高了產(chǎn)品的制造精度和疲勞強(qiáng)度，又避免了化銑槽液對(duì) 環(huán)境的污染以及高昂的排污處理費(fèi)用。達(dá)到了提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、綠色環(huán)保的要求。 平面銑切夾具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)值低。工藝參數(shù)實(shí)用，質(zhì)量可靠。


圖1是F7X公務(wù)機(jī)機(jī)身右側(cè)整體壁板的示意圖。
具體實(shí)施例方式參閱圖1。機(jī)身右側(cè)整體壁板零件外表面為飛機(jī)單曲度氣動(dòng)外形，僅加工內(nèi)表面。 壁板上需要鉆制400多個(gè)用于定位框、長(zhǎng)桁等零件的協(xié)調(diào)孔，壁板周邊及門框、窗框切口為 精確外形。根據(jù)本發(fā)明，首先采用滾彎成形設(shè)備成形出機(jī)身整體壁板的弧度；滾彎前，確認(rèn) 制造整體壁板的原材料是否平整、厚度尺寸是否符合要求，如果不滿足平整及厚度要求，則 進(jìn)行補(bǔ)充銑切加工到合格后再滾彎成形。如果原材料符合要求，則直接進(jìn)行滾彎成形。整體 壁板是在平面展開狀態(tài)下加工，因此需要將成形后的整體壁板展平在銑夾上。由于整體壁 板自由狀態(tài)下為弧形，因此需要施加外力將其展平。由于整體壁板通過外力展平后，內(nèi)部存 在較大的應(yīng)力，加工中整體壁板和刀具很容易發(fā)生共振，導(dǎo)致零件故障，因此必須設(shè)計(jì)正確 的工藝參數(shù)進(jìn)行機(jī)械銑切。滾彎成形時(shí)，先確定整體壁板的滾彎成形參數(shù)，滾彎成形參數(shù)可 以按F7X公務(wù)機(jī)機(jī)身右側(cè)整體壁板的滾彎成形參數(shù)設(shè)計(jì)，將自由狀態(tài)下為弧形的整體壁板 零件，施加外力將上述弧度壁板零件展平為展開狀態(tài)，并裝夾在數(shù)控銑床的銑夾夾具上，數(shù) 控加工槽腔和輪廓并鉆孔；再使用滾彎成形設(shè)備對(duì)整體壁板進(jìn)行滾彎成形到要求的弧度。整體壁板滾彎成形后的展平和在數(shù)控銑切夾具上的裝夾方法，整體壁板滾彎完成 后，安裝到數(shù)控銑床上的整體壁板銑切夾具上，數(shù)控加工槽腔和輪廓并鉆孔。整體壁板數(shù)控 銑切加工完成后卸載，檢查壁板恢復(fù)的滾彎成形時(shí)的外形/弧度狀況，視情況進(jìn)行局部校 形。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)身整體壁板的成型方法，其特征在于包括如下步驟1)首先采用滾彎成形設(shè)備成形出機(jī)身整體壁板的弧度；2)整體壁板滾彎成形后，利用材料的彈性變形特性，再將成形后的弧度展平后再進(jìn)行 機(jī)械銑切加工壁板上的多級(jí)臺(tái)階、槽腔和輪廓。3)檢查壁板恢復(fù)的滾彎成形時(shí)的外形/弧度狀況，局部校形。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)身整體壁板的成型方法，其特征在于，按照步驟1，滾彎前，確 認(rèn)制造整體壁板的原材料是否平整、厚度尺寸是否符合要求，如果不滿足平整及厚度要求， 則進(jìn)行補(bǔ)充銑切加工到合格后再滾彎成形。
全文摘要
本發(fā)明提出的一種機(jī)身整體壁板的成型方法，包括如下步驟，1)首先采用滾彎成形設(shè)備成形出機(jī)身整體壁板的弧度；2)整體壁板滾彎成形后，利用材料的彈性變形特性，再將成形后的弧度展平后再進(jìn)行機(jī)械銑切加工壁板上的多級(jí)臺(tái)階、槽腔和輪廓。3)檢查壁板恢復(fù)的滾彎成形時(shí)的外形/弧度狀況，局部校形。利用本發(fā)明可以取代國(guó)內(nèi)長(zhǎng)期以來單曲度零件成形后采用立體銑切(包括化學(xué)銑切和立體機(jī)械銑切)的方法，提高產(chǎn)品的制造精度和疲勞強(qiáng)度，又避免了化銑槽液對(duì)環(huán)境的污染和高昂的排污處理費(fèi)用，以及立體機(jī)械銑切的專用立體銑切夾具和設(shè)備。
文檔編號(hào)B23P15/00GK102107346SQ20101060218
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者伍惠, 周豫蓉, 蔣建軍, 阮超 申請(qǐng)人:成都飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司