CN104890854A - 一种弯扭长桁的展开板坯 - Google Patents

Abstract

一种弯扭长桁的展开板坯，由弯扭长桁设计数模拉直展开获得，含有上腹板、下腹板和连接上下腹板的立筋，立筋基准面与下腹板基准面的交线为展开板坯的基准线，所述的基准线为直线段，基准线的长度与弯扭长桁设计数模的基准线长度相等，基准线上任意位置处的上腹板、下腹板和立筋的法向截面与弯扭长桁设计数模中基准线对应位置处的上腹板、下腹板和立筋的法向截面相同，所述展开板坯的立筋基准面为平面。

Description

一种弯扭长桁的展开板坯

技术领域

本发明属于飞机数字化制造领域，具体涉及一种弯扭长桁数控加工的展开板坯。

背景技术

作为承载飞机升力和惯性载荷的关键件，长桁在飞机结构中与蒙皮直接或间接装配在一起，因而其结构往往随蒙皮弯曲甚至扭转，这类长桁被称为弯扭长桁。弯扭长桁的传统“靠模铣”加工方法是基于模拟量传递，先根据靠模板手工仿形加工各型面，然后普铣补加工特征轮廓，再进行弯、扭成形，完成长桁零件制造。这种方法的缺点是需要大量工装，手工操作强度大，周期长，且加工精度不宜保证。

目前弯扭长桁最常用的先展后弯加工方法是：首先将弯扭长桁设计数模在三维CAD软件中拉直展开为展开板坯，然后用三坐标数控机床加工出该展开板坯，最后采用弯扭冷加工工艺将其成型为设计形状。与传统的“靠模铣”加工方法相比，这种加工方法效率高，节约工装，手工操作强度小，长桁成型一致性好。但这种加工方法需要从弯扭长桁的设计数模出发，逆向求取其展开板坯。

发明内容

本发明的目的在于提供一种弯扭长桁数控加工的展开板坯，用于弯扭长桁的先展后弯加工，可克服传统“靠模铣”加工方法需要大量工装、手工操作强度大、周期长、且加工精度不宜保证的缺陷。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种弯扭长桁的展开板坯，由弯扭长桁设计数模拉直展开获得，含有上腹板、下腹板和连接上下腹板的立筋，立筋基准面与下腹板基准面的交线为展开板坯的基准线，其特征在于，所述的基准线为直线段，基准线的长度与弯扭长桁设计数模的基准线长度相等，基准线上任意位置处的上腹板、下腹板和立筋的法向截面与弯扭长桁设计数模中基准线对应位置处的上腹板、下腹板和立筋的法向截面相同，所述展开板坯的立筋基准面为平面。

对于有折点的弯扭长桁，所述的折点是指弯扭长桁的基准线上切线不连续的点，其展开板坯的基准线是一个由两条直线段组成的折线，折线的折点对应弯扭长桁设计数模的折点，折线在折点处的夹角与弯扭长桁设计数模中基准线在折点处的切线夹角相等，立筋基准面在折点两侧分别为平面。

所述的立筋基准面是构造立筋的长桁参考面，通常为立筋的一个侧面；下腹板基准面是指靠近飞机蒙皮一侧的下腹板外表面；法向截面是指基准线任意点处的法向平面切割弯扭长桁设计数模或展开板坯形成的上腹板、下腹板和立筋的截面。

本发明的有益效果是：通过保证拉直展开前后的基准线长度相等、对应位置处的法向截面相同，使得展开板坯经过弯扭冷加工能恢复设计形状；将立筋基准面拉直展开为平面，为展开板坯提供了定位基准。因而本发明所描述的展开板坯适用于弯扭长桁的先展后弯加工，从而达到提高加工效率、节约工装、降低手工操作强度、改善零件成型一致性的效果。

以下结合附图对本申请作进一步详细描述。

附图说明

图1是弯扭长桁的设计数模示意；

图2是图1所示的弯扭长桁的展开板坯示意；

图3是弯扭长桁的设计数模基准线上任意点处的法向截面示意；

图4是图3在弯扭长桁的展开板坯上对应的法向截面示意；

图5是有折点的弯扭长桁的设计数模示意；

图6是图5所示的有折点的弯扭长桁的展开板坯。

图中编号说明：1-上腹板，2-下腹板，3-立筋，4-基准线，5-基准线4上的任意点，6-法向截面，7-折点，a-夹角。

具体实施方式

实施例1：

图1是某飞机的一个弯扭长桁的设计数模示意，含有上腹板1、下腹板2、连接上下腹板的立筋3和基准线4。立筋3沿基准线4方向累计扭曲角度为13.32°，基准线4为空间曲线。

图2所示的弯扭长桁的展开板坯，由图1所示的弯扭长桁设计数模拉直展开获得，对应有上腹板1’、下腹板2’、连接上下腹板的立筋3’和基准线4’。特别点在于，基准线4’为直线段，其长度与弯扭长桁设计数模的基准线4长度相等。如图3、4所示，基准线4’上任意点5’处的法向截面6’与弯扭长桁设计数模中基准线4对应的任意点5处的法向截面6相同。通过将沿基准线4’拉直的弯扭长桁设计数模进一步扭转摆正，使得立筋3’的基准面为平面，可作为加工过程中的定位基准。

采用先展后弯方法加工该弯扭长桁时，首先将图1所示的弯扭长桁设计数模在三维CAD软件中拉直展开为图2所示的展开板坯，然后用三坐标数控机床加工出展开板坯，最后采用弯扭冷加工工艺将展开板坯成型为设计形状。

实施例2：

如图5所示的弯扭长桁设计数模，含有上腹板1、下腹板2、连接上下腹板的立筋3和基准线4。立筋3沿基准线4方向累计扭曲角度为5.47°，基准线4为空间曲线，且基准线4上有折点7。

图6所示的有折点的弯扭长桁的展开板坯，由图5所示的有折点的弯扭长桁设计数模拉直展开获得，对应有上腹板1’、下腹板2’、连接上下腹板的立筋3’、基准线4’和折点7’。基准线4’是一个由两条直线段组成的折线，且在折点11’处的夹角a’与弯扭长桁设计数模中基准线4在折点7处的切线夹角a相等。基准线4’上任意位置处的法向截面与弯扭长桁设计数模中基准线对应位置处的法向截面相同。通过将沿基准线4’拉直的弯扭长桁设计数模进一步扭转摆正，使得立筋3’的基准面在折点7’两侧分别为平面，可作为加工过程中的定位基准。

采用先展后弯方法加工该弯扭长桁时，首先将图5所示的有折点的弯扭长桁设计数模在三维CAD软件中拉直展开为图6所示的的展开板坯，然后用三坐标数控机床加工出展开板坯，最后采用弯扭冷加工工艺将展开板坯成型为设计形状。

最后需要说明的是，以上实施例中描述的“法向截面相同、立筋外表面为平面”均为理想状态，工程实际中允许有一定误差。

Claims (2)

1.一种弯扭长桁的展开板坯，由弯扭长桁设计数模拉直展开获得，含有上腹板、下腹板和连接上下腹板的立筋，立筋基准面与下腹板基准面的交线为展开板坯的基准线，其特征在于，所述的基准线为直线段，基准线的长度与弯扭长桁设计数模的基准线长度相等，基准线上任意位置处的上腹板、下腹板和立筋的法向截面与弯扭长桁设计数模中基准线对应位置处的上腹板、下腹板和立筋的法向截面相同，所述展开板坯的立筋基准面为平面。

2.如权利要求1所述的弯扭长桁的展开板坯，其特征还在于，展开板坯的基准线是一个由两条直线段组成的折线，折线的折点对应弯扭长桁设计数模的折点，折线在折点处的夹角与弯扭长桁设计数模中基准线在折点处的切线夹角相等，立筋基准面在折点两侧分别为平面。