一种进气道类复材工装模板加工支撑结构及余量调整方法技术

本申请公开了一种进气道类复材工装模板加工支撑结构，用于异型薄壳式整体进气道类复材工装模板的数控加工，包括底框、基准板和随形支撑架；所述随形支撑架有若干，并均匀的设置在所述底框上方、用于与待加工模板相接；所述基准板成对设置，共有多对，每对基准板分别位于所述底框下方两侧。同时，还提供了异型薄壳式进气道类复材工装模板加工的余量调整方法，解决了异型薄壳式进气道类复材工装模板数控加工时余量极为不均匀的难题。控加工时余量极为不均匀的难题。控加工时余量极为不均匀的难题。

【技术实现步骤摘要】
一种进气道类复材工装模板加工支撑结构及余量调整方法


[0001]本申请涉及飞机制造
，具体涉及一种进气道类复材工装模板加工支撑结构及余量调整方法。

技术介绍

[0002]整体复材进气道零件的成型主要采用的是薄壳结构成型工装，这种薄壳式工装由多个异型模板组成，其加工工艺路线中包括数控粗加工方法，该方法中待加工模板的余量调整主要是通过不断试错，来使模板姿态尽量与理论数模姿态保持一致。若模板在前期预成型效果不好，余量本身不均匀，采用上述方法进行余量调整，就会存在以下问题：
①
每次加垫处理时，只能根据实际结果进行大致估计，无法进行量化调整，需要多次调整及余量检测，调整耗时较长；
②
长时间占用数控机床，影响机床的有效使用率；
③
调整时根据检测结果进行微调，不断试错，无法保证能够达到最佳的状态，调整后的余量可能不均匀，导致加工误差大；
④
简易支撑块和两端简易毛头无理论数模，数控加工找正时仅靠在毛头上记录的基准实际坐标值，在多次数控加工时，加工坐标系找正容易出错。
[0003]因此，需要一种异型薄壳式进气道类复材工装模板加工的支撑结构和余量调整方法，来解决异型薄壳式进气道类复材工装模板数控加工时余量极不均匀的难题。

技术实现思路

[0004]本申请的主要目的是为了解决异型薄壳式进气道类复材工装模板数控加工时余量极不均匀的难题，提供一种进气道类复材工装模板加工支撑结构及余量调整方法。
[0005]为实现上述目的，本申请提供一种进气道类复材工装模板加工支撑结构，一种进气道类复材工装模板加工支撑结构，用于异型薄壳式整体进气道类复材工装模板的数控加工，包括底框、基准板和随形支撑架；所述随形支撑架有若干，并均匀的设置在所述底框上方、用于与待加工模板相接；所述基准板成对设置，共有多对，每对基准板分别位于所述底框下方两侧。
[0006]可选的，所述基准板伸出所述底框外，且伸出长度不大于100mm。
[0007]可选的，所述支撑结构还包括起吊组件，所述起吊组件包括均匀设置在所述底框外侧的吊耳，每个所述吊耳上均设有吊孔。
[0008]可选的，还包括基准垫块，所述基准垫块有多个，并均匀设置在所述底框下方，保证整个支撑结构整体放平。
[0009]可选的，所述底框呈长方形框状，沿其长度方向，所述底框内均匀设有多根加强横梁。
[0010]可选的，相邻所述随形支撑架之间的间距相同。
[0011]可选的，所述随形支撑架的整体呈扇形，其下方固定在底框上，其上方形状与对应位置的工装模板相匹配。
[0012]相应的，本专利技术还公开了一种进气道类复材工装模板加工支撑结构的余量调整方
法，包括以下步骤：
[0013]测量模板型面实际状态：将待加工模板固定到所述支撑结构上，采用三坐标测量臂以所述支撑结构的基准板上的基准孔以及基准面建立测量基准，测量得到模板型面实际状态数据集Pi(xi,yi,zi)；
[0014]型面余量数据最佳拟合：放弃所述支撑结构基准板上的基准孔和基准面，利用三坐标测量臂POWERINSPECT平台，在最佳拟合的基准坐标系下完成型面最佳拟合对齐计算，得到型面余量最佳状态；
[0015]测量最佳状态下所述基准板的基准孔实际坐标点位：通过三坐标测量臂在最佳拟合的基准坐标系下测量所述支撑结构的基准板的基准孔，记录实际坐标点位；
[0016]测量最佳状态下所述基准板的基准面实际坐标点位：通过三坐标测量臂在最佳拟合的基准坐标系下测量所述支撑结构的基准板的基准面，每块基准板采集多个点，记录实际坐标点位；
[0017]重构数模：利用所述基准面实际坐标点位，通过三维CAD平台建立实际基准平面，并以所建立的实际基准平面重构所述支撑结构基准板以及支撑结构数模；
[0018]重构基准孔：利用基准孔实测值在重构的数模下重构基准孔，实现所述待加工模板与支撑结构的相对位置关系与数模的一致性，确保理论加工坐标系与实际坐标系对齐。
[0019]可选的，所述随形支撑架通过AB胶与待加工模板连接。
[0020]可选的，所述测量型面余量最佳状态，包括以下步骤：在POWERINSPECT平台中对实际测量数据集Pi(xi,yi,zi)进行坐标变换，得到变换后的测量数据集Pi'(xi',yi',zi')；利用最小二乘法进行最佳拟合计算，使变换后的测量数据集Pi'与型面理论数据集Ni间的差距最小，即
[0021]可选的，所述每块基准板采集多个点中，采集的点数不低于4个。
[0022]本专利技术的主要原理为：通过一种进气道类复材工装模板加工支撑结构对进气道类复材工装模板数控加工进行支撑，并利用三坐标测量臂测量模板数控加工前型面余量实际状态，在POWERINSPECT平台中对实际测量数据集Pi(xi,yi,zi)进行坐标变换(包含平移和旋转)得到变换后的测量数据集Pi'(xi',yi',zi')，并利用最小二乘法进行最佳拟合计算，使变换后的测量数据集Pi'与型面理论数据集Ni间的差距最小，即随后以此最佳拟合状态的测量坐标系测量基准平台和基准孔的实际值，利用基准平台和基准孔的实际值重构基准平台，基准孔以及支撑结构，实现待加工模板的姿态与理论数模姿态调整一致，将余量调整方法由原来的“通过现有基准调整余量”改为“以最佳余量状态反推加工基准”，大幅度提高了异型薄壳式进气道类复材工装模板数控加工的效率和最终的厚度均匀性。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0024]本专利技术结构简单，仅包括底框、基准板、起吊组件、基准垫块和随形支撑架这五个部分，其底框为主体框架结构，基准板安装在底框四周，作为数控加工找正的基准；起吊组件安装在底框两侧，按整体重心均匀分布，保证了起吊平稳均匀；基准垫块安装在底框下方，保证了整个支撑结构整体放平；随形支撑架平均分布在底框中部，与底框通过焊接连接，上部随形部分通过AB胶提供粘接力与待加工零件进行连接，为进气道复材工装模板提
供随形支撑。
[0025]本专利技术余量调整简单来说包括测量实际状态、拟合最佳状态、基准逆向重构这三个方面，而基准逆向重构仅仅需要针对基准板的基准孔和基准面以及支撑结构进行数模重构即可，调整方法简单，不易出错，可将待加工模板的姿态与理论数模姿态调整一致，实现了余量最佳拟合调整和快速找正，确保型面余量尽量均匀，大幅度提高了异型薄壳式进气道类复材工装模板数控加工的效率和加工精度。
[0026]首先，本专利技术余量调整方法是基于三坐标测量臂精准测量最佳拟合计算，属于精准的量化调整，无需多次调整及余量检测，调整方法简单方便，节省时间，无需占用数控机床进行调整，可有效提升机床的有效使用率。其次，本专利技术调整余量的操作无需多次重复微调，无需多次试错，一次操作即可达到最佳状态，调整后的余量均匀，数控加工后模板厚度均匀性好，工装整体的刚强度和热均匀性较好。最后，本专利技术数控加工找正依靠的是基准板，而基准板有多对，并均匀安装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种进气道类复材工装模板加工支撑结构，用于异型薄壳式整体进气道类复材工装模板的数控加工，其特征在于，包括底框(1)、基准板(2)和随形支撑架(5)；所述随形支撑架有若干，并均匀的设置在所述底框上方、用于与待加工模板(6)相接；所述基准板(2)成对设置，共有多对，每对基准板分别位于所述底框(1)下方两侧。2.根据权利要求1所述的一种进气道类复材工装模板加工支撑结构，其特征在于，所述基准板(2)伸出所述底框(1)外，且伸出长度不大于100mm。3.根据权利要求1所述的一种进气道类复材工装模板加工支撑结构，其特征在于，所述支撑结构还包括起吊组件，所述起吊组件包括均匀设置在所述底框(1)外侧的吊耳(3)，每个所述吊耳上均设有吊孔。4.根据权利要求1所述的一种进气道类复材工装模板加工支撑结构，其特征在于，还包括基准垫块(4)，所述基准垫块有多个，并均匀设置在所述底框(1)下方，保证整个支撑结构整体放平。5.根据权利要求1所述的一种进气道类复材工装模板加工支撑结构，其特征在于，所述底框(1)呈长方形框状，沿其长度方向，所述底框内均匀设有多根加强横梁。6.根据权利要求1所述的一种进气道类复材工装模板加工支撑结构，其特征在于，相邻所述随形支撑架(5)之间的间距相同。7.根据权利要求1所述的一种进气道类复材工装模板加工支撑结构，其特征在于，所述随形支撑架(5)的整体呈扇形，其下方固定在底框上，其上方形状与对应位置的工装模板(6)相匹配。8.一种如权利要求1～7任意一项所述的进气道类复材工装模板加工支撑结构的余量调整方法，其特征在于，包括以下步骤：将待加工模板(6)通过AB胶固定到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹震宇，张小波，张毅，岳维，沈少东，陈明英，谭大江，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：