長(zhǎng)桁類展開數(shù)模設(shè)計(jì)關(guān)鍵要素分析

摘要： 機(jī)加類展開數(shù)模設(shè)計(jì)一直以來都是展開數(shù)模設(shè)計(jì)難點(diǎn)，優(yōu)化長(zhǎng)桁類展開數(shù)模的設(shè)計(jì)方法作為改進(jìn)機(jī)加類展開數(shù)模的設(shè)計(jì)起到了舉足輕重的作用。本文通過分析和設(shè)計(jì)流程改進(jìn)，并以典型錯(cuò)誤案例進(jìn)行深入剖析兩方面為研究目標(biāo)。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際中出現(xiàn)的理論設(shè)計(jì)與實(shí)際加工相悖斥的情況進(jìn)行比對(duì)，從而對(duì)長(zhǎng)桁類展開數(shù)模設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)展開數(shù)模的設(shè)計(jì)、加工，從而保證了展開數(shù)模的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：展開數(shù)模，長(zhǎng)桁，工程數(shù)據(jù)集

長(zhǎng)桁類一般主要以型材形狀進(jìn)行分類，例如T型材，Z型材，工字梁等，對(duì)于這類展開數(shù)模的設(shè)計(jì)，主要在確保長(zhǎng)桁總長(zhǎng)度的同時(shí)，型材各相鄰面間的角度保證到90°同樣成為難點(diǎn)。該類展開數(shù)模設(shè)計(jì)最難的地方是其上面存在的切邊、下陷、銑切區(qū)等相對(duì)位置關(guān)系的保證，下面通過對(duì)實(shí)際案例進(jìn)行分析，優(yōu)化設(shè)計(jì)流程。

一、長(zhǎng)桁類展開數(shù)模設(shè)計(jì)案例研究

（1）存在問題分析。該零件是典型的T型材零件如圖6，通過對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際胎線與加工成型的展開數(shù)模進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)實(shí)際展開數(shù)模與胎線對(duì)比情況：保證下陷及銑切線相對(duì)位置，左側(cè)尺寸比胎線短，而整體尺寸與原工程數(shù)據(jù)集尺寸相同。

分析原展開數(shù)模，發(fā)現(xiàn)工程數(shù)據(jù)集有三個(gè)方向的較大扭曲變化，在設(shè)計(jì)過程中，按照展開數(shù)模設(shè)計(jì)方式，借用原下陷定位建?；鶞?zhǔn)中的平面，以保證展開數(shù)模內(nèi)部下限與銑切線的相對(duì)位置，建模基準(zhǔn)嚴(yán)格按照原工程數(shù)據(jù)集中所使用的框平面等作為展開數(shù)模各位置的定位基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)依據(jù)。然而由于曲率的變化導(dǎo)致局部尺寸變形，無法滿足實(shí)際數(shù)模尺寸要求。因此發(fā)生了在滿足下陷等相對(duì)位置尺寸的條件下局部長(zhǎng)度不夠的情況。

（2）設(shè)計(jì)優(yōu)化與方法的研究。放棄原工程數(shù)據(jù)集中相對(duì)建模基準(zhǔn)和下陷相對(duì)位置，只針對(duì)每一處相對(duì)尺寸的正確性負(fù)責(zé)，即從復(fù)雜一側(cè)開始進(jìn)行展開數(shù)模設(shè)計(jì)，以尺寸保證各位置相對(duì)準(zhǔn)確性。

但是通過這種設(shè)計(jì)思路，受誤差累積和曲率變化導(dǎo)致的尺寸不規(guī)則性和金屬拉伸性影響，整體長(zhǎng)度必然大于原數(shù)?？傞L(zhǎng)度的2565mm。

經(jīng)過實(shí)際分析，盡管當(dāng)總長(zhǎng)度比原來大時(shí)才能保證實(shí)際各位置尺寸的正確性，但是由于該零件的特殊性，可以在零件另一側(cè)增加部分長(zhǎng)度。經(jīng)過與胎線對(duì)比，在增加展開數(shù)模總長(zhǎng)度之后其各位置（切邊、下陷、化銑區(qū)等）尺寸可以保證。因此通過增加6.04mm（比原數(shù)模尺寸長(zhǎng)出部分）作為工藝余量，而對(duì)整個(gè)零件的加工和成形都沒有影響。

結(jié)論：因局部位置特點(diǎn)，為了更好的達(dá)到展開效果。本次對(duì)該零件的展開，與以往不同的是由于受到曲率、扭矩等展開因素影響，為了更好的保證各位置相對(duì)尺寸提高與胎的貼合度，在展開數(shù)模增加6.04mm余量，以此滿足各部位相對(duì)尺寸。經(jīng)理論驗(yàn)證，該方法可以適用于該零件的數(shù)控加工和鈑金廠的按胎成型。然后，如下圖7、圖8為該類零件設(shè)計(jì)方法所存在的設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)，需在實(shí)際零件加工中得到進(jìn)一步可行性驗(yàn)證，并根據(jù)實(shí)際裝機(jī)情況進(jìn)行人工手工處理。而本論文也將繼續(xù)對(duì)后續(xù)問題進(jìn)行分析，以確保增加余量確保尺寸這種優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的適用性和廣泛性。

圖7兩處下陷長(zhǎng)度及相對(duì)位置關(guān)系存在≤1°誤差 圖8 內(nèi)外側(cè)銑切線相對(duì)位置存在≤1mm設(shè)計(jì)誤差。

總之，本論文結(jié)合國(guó)內(nèi)飛機(jī)制造企業(yè)在機(jī)加類展開數(shù)模設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的實(shí)際問題為出發(fā)點(diǎn)，通過對(duì)生產(chǎn)中出現(xiàn)的展開數(shù)模設(shè)計(jì)案例進(jìn)行研究分析，論證新方法、發(fā)現(xiàn)新手段。以分析實(shí)際出現(xiàn)的加工問題為契機(jī)對(duì)壁板類、長(zhǎng)桁類展開過程進(jìn)行剖析。提供高效解決方案的同時(shí)，更是對(duì)該類零件的設(shè)計(jì)提供了進(jìn)一步的改進(jìn)，通過對(duì)展開數(shù)模設(shè)計(jì)的研究，這套設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)理論能夠很好的服務(wù)于數(shù)控加工和零件成型。保證零件質(zhì)量的同時(shí)更是減少了飛機(jī)安全隱患。

此外，還存在如變厚度、多筋條等零件，這些仍是論文今后研究工作內(nèi)容的重點(diǎn)。同時(shí)要求飛機(jī)制造企業(yè)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)展開數(shù)模過程中，及時(shí)與數(shù)控加工工藝員進(jìn)行溝通。確保數(shù)控加工方式，在必要的情況下可以根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際給出相應(yīng)設(shè)計(jì)調(diào)整?？傮w來說，展開數(shù)模的設(shè)計(jì)是為了數(shù)控加工，而其好壞直接影響接下來成型后是否與實(shí)際三維理論數(shù)模相一致。這也決定了后續(xù)工序及裝機(jī)等零件的搭接和固定能否進(jìn)行。而本文對(duì)機(jī)加類展開數(shù)模設(shè)計(jì)方法的研究，可以極大程度的避免加工后出現(xiàn)錯(cuò)誤這種延誤生產(chǎn)效率事件的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1]顧元杰等《航空制造工程手冊(cè)》航空工業(yè)出版社 1992.

（作者單位：沈陽(yáng)飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)（有限）公司）