一种大型框类钣金零件腹板翘曲控制方法

摘要

本发明提出一种大型框类钣金零件腹板翘曲控制方法，属于飞机制造技术领域。本发明针对变曲率、变截面和长度在1m以上的大型框类钣金零件，通过在框肋零件外缘弯边外侧添加工艺筋槽结构，使此类零件成形后外缘弯边的应力均匀分布，适用于在回弹补偿基础上进一步控制复杂弯边截面、沿着弯边线曲率和截面线尺寸不断变化的大型框类零件成形卸载后腹板的翘曲，此方法不但控制了零件回弹而且有效控制了零件腹板翘曲，零件成形后无需或仅以少量手工敲修就可达到精确成形的要求，显著提高了大型框类零件的成形质量和生产效率。

主权项

一种大型框类钣金零件腹板翘曲控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：通过以下步骤建立回弹补偿工艺模型M^S：步骤1.1：提取大型框类钣金零件的外缘弯边F₁的外形面以及外形面的轮廓线L₁；沿轮廓线L₁对外形面按曲率进行外插延伸，得到外缘弯边F₁的扩展外形面对外缘弯边F₁的扩展外形面进行回弹补偿计算，得到回弹补偿后的外缘弯边扩展外形面步骤1.2：提取大型框类钣金零件的内缘弯边F₂的外形面以及外形面的轮廓线L₂；沿轮廓线L₂对外形面按曲率进行外插延伸，得到内缘弯边F₂的扩展外形面对内缘弯边F₂的扩展外形面进行回弹补偿计算，得到回弹补偿后的内缘弯边扩展外形面步骤1.3：根据回弹补偿后的外缘弯边扩展外形面回弹补偿后的内缘弯边扩展外形面腹板W和零件厚度δ建立回弹补偿工艺模型M^S；回弹补偿工艺模型M^S的外缘弯边为F₁′；步骤2：通过以下步骤建立控制翘曲的零件工艺模型M^S′：步骤2.1：将外缘弯边F₁′向外延伸0.5h～h，h为外缘弯边F₁高度，延伸后外缘弯边F₁′外形面的外侧边缘线为l₁；步骤2.2：沿着边缘线l₁添加工艺槽E^W，工艺槽E^W厚度为零件厚度δ，工艺槽E^W与零件腹板面W平行，工艺槽E^W宽度d为0.5h～2h，工艺槽E^W与外缘弯边F₁′连接处以圆角过渡，圆角内半径为0.5r～1.5r，r为外缘弯边F₁′弯曲内半径；加工艺槽后外缘弯边外形面的外侧边缘线为l₂；步骤2.3：沿着边缘线l₂添加工艺筋E^R，工艺筋E^R厚度为零件厚度δ，工艺筋E^R截面为等腰梯形，下底长度a为0.4h～1.2h，上底长度b为0.1h～0.5h，且下底长度a大于上底长度b，高度c为0.5mm～4mm，工艺筋E^R与工艺槽E^W连接处以圆角过渡，圆角内半径为r；加工艺筋后外缘弯边外形面的外侧边缘线为l₃；步骤2.4：沿着边缘线l₃添加工艺筋搭边E^M，工艺筋搭边E^M厚度为零件厚度δ，工艺筋搭边E^M宽度e为1mm～5mm，工艺筋搭边E^M与工艺筋E^R连接处以圆角过渡，圆角内半径为r；步骤2.5：在腹板两端中间位置添加工艺耳片，在工艺耳片及腹板上布置工艺孔，形成控制翘曲的零件工艺模型M^S′；步骤3：提取控制翘曲的零件工艺模型M^S′的内缘弯边内形面腹板内形面和外缘弯边外形面设计并加工得到内缘弯边成形模具；提取控制翘曲的零件工艺模型M^S′的内缘弯边外形面腹板外形面和外缘弯边内形面设计并加工得到外缘弯边成形模具；步骤4：对控制翘曲的零件工艺模型M^S′展开计算，得到毛坯模型；根据毛坯模型进行零件毛坯数控下料，并利用内缘弯边成形模具和外缘弯边成形模具成形，成形后放置1～3天，而后切除工艺筋槽部分及外缘弯边余量，得到成形零件。