[發明專利]一種基于誤差補償的蒙皮工藝凈尺寸展開方法

在審

• 申請號: 202210714867.8
• 申請日: 2022-06-23
• 公開（公告）號: CN114998526A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 吳小軍;林連鑌;龔集響;馬玉環;張新耀;卜鶴群
• 申請（專利權）人: 上海宇航系統工程研究所
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T7/62
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

本發明的目的在于提供一種基于誤差補償的蒙皮工藝凈尺寸展開方法，包括：確定裝配型架的制造誤差δ_f，確定骨架外形的制造誤差δ_w，確定骨架裝配過程中的裝配誤差δ_a；包括框類零件裝配誤差δ_a1和桁類零件裝配誤差δ_a2；按誤差傳遞模型計算出含誤差補償的蒙皮展開外輪廓尺寸的參數，采用誤差補償機制展開的蒙皮能有直接指導研制階段下蒙皮類零件無余量下料，在裝配階段能直接按照工藝凈尺寸裝配，從而取消蒙皮協調去除余量工序，提高蒙皮的裝配效率和材料利用率。采用誤差補償后展開的蒙皮，裝配階段能直接應用于產品研制生產提高原材料的利用率,且公式較為簡單可以通過二次開發集成到三維軟件中。

技術領域

本發明屬于宇航數字化制造領域，涉及一種基于誤差補償的蒙皮工藝凈尺寸的展開方法。

背景技術

蒙皮類零件在宇航制造領域有著大量的應用，如運載火箭和宇宙飛船的艙段蒙皮。蒙皮類零件屬于典型的鈑金零件，其平板狀態的下料尺寸主要依據艙段骨架的理論裝配模型和中性層不變的理論，對蒙皮類零件進行展開計算。

目前，受艙體裝配型架的制造誤差、艙體骨架的制造誤差、艙體骨架的裝配誤差和艙體裝配過程中骨架變形等多因素影響，裝配階段下蒙皮工藝凈尺寸常與理論模型展開的尺寸不同。在研制階段，常規的做法是蒙皮下料階段保留較多余量，待裝配階段根據骨架實際外形協調去除余量，從而確定裝配階段的蒙皮工藝凈尺寸。協調法確定蒙皮工藝凈尺寸相當于二次下料，極大降低了蒙皮的裝配效率。對于狀態穩定的批產產品，也能采用經驗法確定蒙皮的工藝凈尺寸。經驗法是在理論展開的基礎上，補償適當的經驗余量確定。然而，積累余量的經驗數據常需經過一個較長的研制周期。此外，宇航制造領域艙段大都為多品種小批量，產品迭代改型速度快。一旦產品改型，前期積累的經驗數據無法直接移植應用，指導研制生產的有效性較差。因此，確定蒙皮工藝凈尺寸采用的協調法和經驗法，效率較低，無法滿足當下型號高密度發射的研制需求，更不利于宇航產品的數字化制造。

當前，Creo(PRO/E)，CATIA等三維建模軟件對蒙皮類零件的展開計算主要依據零件理論模型的中性層展開，未考慮裝配階段存在的各種誤差源對蒙皮工藝凈尺寸的影響，其展開后的輪廓為理論外輪廓，也無法直接應用于裝配階段的研制生產。

因此，若能量化裝配過程中導致蒙皮外形誤差的來源，并對其進行補償，就能在研制初期和工藝設計階段確定蒙皮工藝凈尺寸，從而真正實現宇航領域蒙皮類零件的數字制造，滿足宇航類產品短周期的研制需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于誤差補償的蒙皮工藝凈尺寸展開方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于誤差補償的蒙皮工藝凈尺寸展開方法，包括：

確定裝配型架的制造誤差δ_f；

確定骨架外形的制造誤差δ_w

確定骨架裝配過程中的裝配誤差δ_a；包括框類零件裝配誤差δ_a1和桁類零件裝配誤差δ_a2；

按誤差傳遞模型計算出含誤差補償的蒙皮展開外輪廓尺寸的參數。

作為本發明的進一步改進：所述按誤差傳遞模型計算出含誤差補償的蒙皮展開外輪廓尺寸的參數，包括：所述蒙皮為筒形艙段蒙皮，

所述筒形艙蒙皮展開后的蒙皮矩形長度l通過如下公式定義：

式中，h為所述筒形艙段蒙皮展開后的矩形外輪廓寬度；

r為蒙皮在筒形艙段上端或下端中性層的理論半徑；