国外航空钣金专用制造技术与装备发展

各种钣金制造技术与装备

拉形工艺主要用于成形飞机外表双曲蒙皮零件。拉形工艺主要分为两种:包覆拉形和拉包成形。前者主要用于成形简单曲率蒙皮零件,具体工艺过程如下:将毛料包覆在模具上,然后进行补拉。后者主要用于成形型材和复杂形状蒙皮。这种情况下,毛料首先预拉,然后恒力包覆,等零件完全包覆模具后,施加补拉。国外数控蒙皮拉形机基本可以分为4 类:横拉机、纵拉机、纵横合一综合拉形机以及转臂式拉形机。典型的如法国ACB 公司生产的FET 型横拉机,其最大成形力可达到2500t,它有4 个独立水平油缸和4 个独立垂直油缸,控制一对夹钳进行板材拉伸。法国ACB 公司FEL 纵拉机的最大成形力达到2×1000t,其夹钳包括多个夹钳块,每个夹钳块可以相对转动,以使夹钳顺应零件端面外形,设备如图1 所示。美国Cyril-Bath 公司VTL型纵横合一综合拉形机除既可进行横向拉伸成形,又可进行纵向拉伸成形外,还可以通过更换夹钳实现型材的拉弯成形。

柔性多点夹持切边技术与装备

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吸盘式柔性夹持切边技术是采用离散的带真空吸盘的立柱阵列拟合零件的三维外形,即以点代面,精确牢固地夹持零件、立体定位,与龙门式五坐标数控蒙皮铣切设备配套使用,实现蒙皮外形边缘的立体精确切边、化铣刻线等。与传统的工艺方法相比,优点如下:可数字控制并定位模块化的真空吸盘立柱,生成与零件曲面完全符合并均匀分布的吸附点阵;零件外形发生变化,工装外形和布局可自动调整;实现数字化精确切边,保证零件互换、避免装配中二次修边。西班牙MTorres 等公司开发了这样的设备,图4 为柔性夹持精确切边。

镜像铣削技术与装备

镜像铣削工艺采用2 个同步运动的6 轴头保证镜像随动法向支承和法向铣削。该工艺可以精准控制不同厚度蒙皮壁板的加工深度;采用专用MAP 软件将激光扫描实际形面与零件CATIA 数模比对,生成刀具和支承头空间曲面运动路径-零件加工程序,对蒙皮拉形公差进行必要补偿;实现蒙皮轮廓、孔、槽、开窗和凹穴等精准定位加工;随动支承头由程序和压力传感器控制,无运动滑伤;一套柔性定位工装和可翻倾柔性周边夹持系统,可适应各种规格蒙皮壁板,保证工件空间定位和夹持刚性,保形准确;蒙皮两侧均可加工(转台旋转180°自动换面,无需重新装夹蒙皮);立式装夹和卧铣有利排屑和散热,防止蒙皮热变形;上下料便捷不需停机。镜像铣削系统专门设计用于加工机头机身蒙皮/ 壁板:弧高可达1200mm ;小曲率加工( 角度达100°) ;周边轮廓夹持和曲面双侧刚性定位确保加工时无变形。目前该系统已经开始在空客公司应用。图5 为采用镜像铣削加工的A320 机身下部中央蒙皮,图6 为典型的镜像铣削机床。