一种不带筋机翼蒙皮马刀弯喷丸校形方法与流程

本申请涉及飞机制造技术领域，进一步是飞机机翼蒙皮的喷丸成形，具体是一种不带筋机翼蒙皮马刀弯喷丸校形方法。

背景技术：

马刀弯变形是飞机机翼蒙皮成形加工领域内的一项术语，通俗讲是蒙皮前后缘轮廓沿着或逆着航向发生偏移，偏移后的蒙皮轮廓酷似马刀，因此，将这种侧向偏移弯曲称之为马刀弯。

目前飞机不带筋机翼蒙皮从设计到最终喷丸成形加工需经过以下步骤。

理论上讲，若数模展开、数控加工和喷丸成形三个环节中蒙皮均能保证理论精度，则蒙皮喷丸成形后的外形和设计理论数模完全一致。但实际生产中并非如此，数模展开过程是通过理论计算将理论数模展开成板坯数模供数控铣切加工使用，整个过程会对蒙皮外形产生细微影响，基本可以忽略；数控铣切加工过程依据展开数模将毛料通过数控铣切加工成平直板坯，由于数控铣切工艺本身的特殊性，数控加工过程会产生铣切应力，同时数控加工过程中存在着较多加工参数，如铣刀直径、进给速度、进给量等的差异将直接影响铣切应力的大小。毛料本体经过热处理工艺以后本身存在内应力，数控铣切过程中铣切应力的注入会引起材料应力重新分布，分布不均匀将直接导致蒙皮轮廓向前缘或者后缘发生侧向弯曲，即数控过程中的马刀弯变形；同样，蒙皮在喷丸成形加工过程中高流速的弹丸击打蒙皮表面产生压应力使得蒙皮发生塑性变形，过程中压应力的注入再次使得材料应力失稳，应力的不均匀重布同样会再次导致蒙皮轮廓向前缘或者后缘发生侧向弯曲，即喷丸过程中的马刀弯变形。不论是数控过程中的马刀弯还是喷丸过程中的马刀弯均会导致蒙皮轮廓发生变化，甚至超出公差要求，若喷丸过程中的马刀弯方向和数控过程中的马刀弯方向相同，则两过程中的马刀弯会发生叠加，进而加剧蒙皮轮廓尺寸超差。最终给蒙皮装配工序带来巨大质量风险。

现阶段实际生产过程中，马刀弯变形控制主要是通过“优化加工工艺”和“展开数模修正”两个方面进行的。然而由于蒙皮毛料炉批次的差异，蒙皮毛料的内应力也不尽相同，因此，“优化加工工艺”并不能从根本上控制马刀弯变形；“展开数模修正”技术是目前控制马刀弯变形较为成熟的一种方法，通过积累多架次(至少5架次以上)马刀弯数据，运用有效的分析拟合手段，获得马刀弯变形的趋势规律，最终以适当的比例对展开数模进行“马刀弯逆向”修正，简单讲就是在数模展开的过程中提前对马刀弯变形量进行逆向补偿，理论上讲，若马刀弯数据和分析拟合方法足够精确，“展开数模修正”可以达到对马刀弯变形的精确控制。但数据积累和分析拟合均存在一定程度的误差，并且数据积累需要架次较多，因此，短期内“展开数模修正”技术并不能较好的解决机翼蒙皮马刀弯变形。

综上所述，目前机翼蒙皮生产加工过程中缺少一种行之有效的方法，可以实现对马刀弯变形进行有效控制。

技术实现要素：

本申请的目的在于针对现有技术存在的实际问题，提出一种不带筋机翼蒙皮马刀弯喷丸校形方法。

一种不带筋机翼蒙皮马刀弯喷丸校形方法,具体步骤如下：

步骤1：通过激光测量，判断蒙皮马刀弯的变形方向和最大偏移值；在每个肋位的前后缘轮廓上取测量点，用激光测量仪测出前后缘轮廓上所有测量点的实测数据，将实测数据与前后缘轮廓理论数模进行拟合，获得各个肋位蒙皮轮廓偏移量值，若蒙皮前缘轮廓偏移为负值、后缘轮廓偏移为正值，则蒙皮马刀弯偏向后梁，反之，蒙皮马刀弯偏向前梁；蒙皮沿肋位偏移的最大值即为马刀弯的最大偏移值。

步骤2：确定校形区域，若马刀弯偏向前缘，则喷丸校形区域位于后缘内外表面，反之，喷丸校形区域位于前缘内外表面；校形区域为一条宽度为60-80mm的窄条带，条带长度等于蒙皮前缘或者后缘长度减去左右各200mm。

步骤3：确定喷丸校形参数，蒙皮内外表面选择相同的喷丸压力、弹丸流量、喷丸速度的喷丸参数进行喷丸；喷丸校形压力至少为弦向喷丸成形压力的2倍但不超过0.50mpa；弹丸种类与弦向喷丸成形种类保持一致的同时尽量选择大尺寸弹丸，并且选择低流量进行；喷丸速度范围3-6m/min，同时对喷丸速度根据马刀弯偏移值的大小进行线性调整。

步骤4：对喷丸校形区域周边进行保护；在喷丸校形区域周边宽200mm-300mm区域进行保护。

步骤5：将蒙皮悬挂装夹至机床夹具上，保持前缘超上，后缘超下，蒙皮自由状态装夹，不能施加预应力。最后采用既定喷丸参数对喷校形。

本申请的有益效果在于：通过激光测量仪对蒙皮轮廓进行精准测量获得蒙皮马刀弯变形的方向和量值，以此选择精确的喷丸校形参数进行内外表面等参数对喷校形，选择大压力、大尺寸弹丸的目的在于达到一次喷丸合格校形，反复喷丸校形容易产生覆盖率过高导致的蒙皮硬化。同时，通过实际工程反复试验，最终确定了喷丸校形区域为60mm-80mm的窄条带，对条带周边区域妥善保护后，实现喷丸校形区域精确控制的同时，能有效防止喷丸校形区域过大引起的蒙皮既有外形失控。

以下结合实施附图对本申请作进一步详细描述。

附图说明

图1马刀弯变形及测量示意图；

图2马刀弯偏向后梁及喷丸校形区域示意图；

图3马刀弯偏向前梁及喷丸校形区域示意图。

图中编号说明：1、蒙皮前缘理论轮廓线；2、马刀弯变形后蒙皮前缘实际轮廓线；3、蒙皮后缘理论轮廓线；4、马刀弯变形后蒙皮后缘实际轮廓线；5、蒙皮马刀弯喷丸校形区域条带；6、马刀弯变形方向；7，最大偏移值；8、前后缘上按肋位取的测量点；9、肋位；10、蒙皮每肋位前后缘轮廓实际偏移值；11、喷丸校形时周边保护区域。

具体实施方式

一种不带筋机翼蒙皮马刀弯喷丸校形方法,具体步骤如下：

步骤1：如图1所示，通过激光测量，判断蒙皮马刀弯变形方向6和最大偏移值7；在每个肋位9的前后缘上按肋位取的测量点8，用激光测量仪测出前后缘轮廓上所有测量点的实测数据，将实测数据与前后缘轮廓理论数模进行拟合，获得各个肋位9蒙皮每肋位前后缘轮廓实际偏移值10，将蒙皮前缘理论轮廓线1与马刀弯变形后蒙皮前缘实际轮廓线2作对比，将蒙皮后缘理论轮廓线3与马刀弯变形后蒙皮后缘实际轮廓线4作对比，若马刀弯变形后蒙皮前缘实际轮廓线2偏移为负值、马刀弯变形后蒙皮后缘实际轮廓线4偏移为正值，则马刀弯变形方向6偏向后梁，反之，马刀弯变形方向6偏向前梁；蒙皮沿肋位的最大偏移值7即为马刀弯的最大偏移值。

步骤2：确定校形区域，如图2所示，若马刀弯变形方向6偏向后缘，则喷丸校形区域位于前缘内外表面，如图3所示，若马刀弯变形方向6偏向前缘，则喷丸校形区域位于后缘内外表面；校形区域为一条宽度为60-80mm的蒙皮马刀弯喷丸校形区域条带5，条带长度等于蒙皮前缘或者后缘长度减去左右各200mm。马刀弯喷丸校形必须精确采用窄条带进行喷丸，并且前后缘左右端头须留出200mm左右的区域，即喷丸校形的窄条带不能贯穿蒙皮前后缘，条带贯穿前后缘会引起喷丸应力沿前后缘释放，不能起到马刀弯喷丸校形的作用。

步骤3：确定喷丸校形参数，蒙皮内外表面选择相同的喷丸压力、弹丸流量、喷丸速度的喷丸参数进行喷丸；喷丸校形压力至少为弦向喷丸成形压力的2倍但不超过0.50mpa；弹丸种类与弦向喷丸成形种类保持一致的同时尽量选择大尺寸弹丸，并且选择低流量进行；喷丸速度范围3-6m/min，同时根据每肋位马刀弯偏移值的大小进行线性调整。马刀弯喷丸校形的关键在于喷丸校形区域内外表面同时等参数对喷进行。

步骤4：对喷丸校形区域周边进行保护；在喷丸校形区域周边宽200mm-300mm的喷丸校形时周边保护区域11进行保护，防止弹丸散射到周边区域引起蒙皮其他区域外形发生变形。

步骤5：将蒙皮悬挂装夹至机床夹具上，保持前缘超上，后缘超下，蒙皮自由状态装夹，不能施加预应力。最后采用既定喷丸参数对喷校形。

该校形方法立足实际生产需要，对不带筋蒙皮轮廓超差情形进行了校正，在实际工程生产中产生了巨大收益。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除