一种飞机蒙皮制造工艺

摘要

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。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；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；3）加工区域制定；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。本发明解决了蒙皮化铣加工环境污染以及单曲和双曲蒙皮工件的精确制造技术问题，避免了硬工装的设计、制造、存储和运输成本，减少蒙皮工件加工过程中的变形量。

权利要求

1.一种飞机蒙皮制造工艺，其特征步骤如下：

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，在蒙皮上下宽度方向预留工艺凸台；

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，考虑柔性排架及其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。

2.根据权利要求1所述的一种飞机蒙皮制造工艺，其特征步骤如下：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，保证定位器上的球形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。

3.根据权利要求1所述的一种飞机蒙皮制造工艺，其特征步骤如下：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。

说明书

一种飞机蒙皮制造工艺

技术领域

[0001] 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

[0002] 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

[0003] 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。

[0004] 为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：

[0005] 一种飞机蒙皮制造工艺，其步骤如下：

[0006] 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，在蒙皮上下宽度方向预留工艺凸台；

[0007] 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；

[0008] 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；

[0009] 4）蒙皮工件的定位和柔性装夹；

[0010] 5）确定加工区域加工顺序；

[0011] 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。

[0012] 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，保证定位器上的球形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。

[0013] 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。

[0014] 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

[0015] 图1是发明中典型飞机蒙皮示意图，

[0016] 图2是发明中飞机蒙皮加工区域示意图，

[0017] 图3是发明中飞机蒙皮STEP0加工区域装夹示意图，

[0018] 图4是发明中飞机蒙皮STEP1加工区域装夹示意图，

[0019] 图5是发明中飞机蒙皮STEP2加工区域装夹示意图，

[0020] 图6是发明中飞机蒙皮STEP3加工区域装夹示意图。

[0021] 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-左侧球形定位销、11-左侧定位器、12-真空吸盘、13-右侧定位器、14-右侧球形定位销。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

[0022] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

[0023] 实施例： 参见图1至图6。

[0024] 一种飞机蒙皮制造工艺，其步骤如下：

[0025] 1）在蒙皮成形时，在蒙皮定位两端预留工艺凸台5，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，在蒙皮上下宽度方向预留工艺凸台5。

[0026] 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1和7和标志孔6，左右定位孔1和7用于蒙皮装夹定位，标志孔6确定蒙皮装夹方向。

[0027] 3）加工区域制定：考虑柔性排架及其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。加工区域分为STEP0加工区域、STEP1加工区域、STEP2加工区域、STEP3加工区域，参见附图2。

[0028] 4）蒙皮工件的定位和柔性装夹：

[0029] a) 调节固定定位器11和13的A轴和C轴，保证定位器上的球形定位销10和14法线与蒙皮零件定位孔1和7法线重合，确保加工基准的精确；

[0030] b) 将蒙皮吊装到定位器11和13附近，通过左右两个已调整好的定位器11和13和球形定位销10和14将蒙皮工件固定，左侧球形定位销10的球心作为加工基准；

[0031] c）将柔性夹具排架（X0、X1、X2、X3、X4、X5）移动到预定位置，并通过柔性排架上的真空吸盘12固紧蒙皮工件，见附图3。

[0032] 5）STEP0加工区域加工：

[0033] a) 附图3表示STEP0加工区域装夹示意图，在STEPO加工区域中包含蒙皮型面8、下陷4、通窗9、孔2、工艺凸台5特征，其加工顺序为：铣面→铣下陷→切通窗→钻孔→切边依次加工；

[0034] b) 铣面和铣下陷加工策略：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STEP0加工区域所有下陷加工到理论位置。

[0035] 6）STEP1加工区域加工：

[0036] a) 在STEP0装夹状态的基础上，保证X1、X2、X3排架不动，X4排架真空吸盘退出，移动X4排架至预定位置，将X4排架上的真空吸盘12伸出固紧蒙皮工件，见附图4；

[0037] b) 附图4表示STEP1加工区域装夹示意图，在STEP1加工区域中包含蒙皮型面8、下陷4、通窗9、孔2、工艺凸台5特征，其加工顺序为：铣面→铣下陷→切通窗→钻孔→切边依次加工；

[0038] c) 铣面和铣下陷加工策略：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STEP1加工区域所有下陷加工到理论位置。

[0039] 7）STEP2、STEP3加工区域加工步骤同STEP0和STEP1类似在此不重复说明。

[0040] 8）所有加工区域完工后，蒙皮工件卸料，整个加工过程结束。

[0041] 本发明的实施例公布的是较佳的实施例之一也，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。