● 摘要
蒙皮是构成飞机气动外形的主要零件，主要通过拉形工艺生产。传统的蒙皮拉形采用实体模具，每个蒙皮零件都需要一套拉形模具，零件数量多，模具数量庞大。实体拉形模具耗费材料多，制造周期长，其制造周期通常占据了蒙皮零件生产周期的80%以上，模具的利用率低，生产成本高。随着对飞机产品多样化需求的增加，蒙皮零件种类数量激增，现代飞机制造业面临着降低生产成本和适应产品多样化的双重压力，迫切需要改进传统的蒙皮生产制造技术。 拉形工艺中，板料截面中性层两侧的应力状态差异始终存在，回弹是无法避免的成形缺陷。可重构柔性模具能够快速调整模具型面，实现一模多用，降低生产成本。本文充分利用可重构柔性模具的调形特点，通过计算不断调整模具型面来逐步减小回弹，提高零件形状精度。 本文首先介绍了可重构柔性模具的基本结构和成形原理，分析总结了利用可重构柔性模具进行蒙皮拉形的优点和固有缺陷，并对蒙皮拉形工艺中存在的回弹现象进行了理论分析。 在相同的拉形工艺条件下，本文将模具的型面作为影响成形零件形状的唯一因素，简化了分析模型，建立了以模具的型面为输入量，以成形零件的形状作为系统的输出量，以型面误差为反馈量的闭环形状控制系统，并由此分别在时域和频域内推导了系统的传递函数，建立了一套闭环形状控制算法。在Visual C++ 环境下，编写了闭环形状控制算法程序，以实现模具型面设计的自动化。 最后本文选取典型单曲率蒙皮零件做了试验验证，分别用直接补偿法和频域分析法迭代计算钉柱的高度，试验结果表明，基于变形传递函数的闭环形状控制算法能够提高零件成形精度，加快收敛速度，证明了该算法的准确性和可行性，为在实际生产中利用可重构柔性模具进行蒙皮拉形提供了理论和试验依据。