航空导管弯曲成形自动建模与后处理研究
陈利民
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陈利民,. 航空导管弯曲成形自动建模与后处理研究[J]. 中国航空航天科学,2022.2. DOI:10.12721/ccn.2022.157126.
摘要: 在航空导管弯曲成形的过程中,可以使用自动建模技术,制作立体模型,分析管道的弯曲角度,选择合适的弯曲方式。并可以科学分析出现阶段管道弯曲工作存在的问题,及时做出调整。以提高管道弯曲的实际效果,确保航空管道能够顺利投入使用。基于此,本文重点对自动建模流程进行介绍,并分析了新时期建模工作的创新方法。然后,着重介绍了建模完成后的后处理工作要点,希望能够全面保障管道加工工作的质量。
关键词: 航空管道;弯曲成形;自动建模;后处理
DOI:10.12721/ccn.2022.157126
基金资助:

基于我国航空航天事业的稳步发展,目前,航空设备的零部件制造行业开始研究自动化技术在工作环节中的合理应用方法。目的是提升工艺制造的精细度,提高设备的使用价值,提高生产制造工作的质量及效率。

1.航空导管弯曲成形自动建模工艺基本流程

导管弯曲成形工艺方法包括:推弯、压弯、绕弯、滚弯、拉弯以及新型的自由弯曲成形方法等。本文仅对导管绕弯和自由弯曲成形原理进行深入介绍:

1.1常规弯曲成形操作要点

在展开管道弯曲工作时,应当绘制平面施工图纸,合理对工作人员进行技术交底工作。工作原理如图1所示,该系统由弯曲模、夹紧模、压模、芯轴、防皱模和球芯等部件组成。

图片1.png

图1绕弯成形原理示意图

弯曲成形时,芯轴和防皱模固定不动,夹紧模和压模同时下压;之后,弯曲模和夹紧模以同一角速度ω绕点O运动,压模跟随管壁作直线运动,在弯曲模和夹紧模的拉力作用以及弯曲模和压模对导管的限制下,形成和弯曲模曲率一致的弯曲形状,完成导管弯曲工作。在下一弯曲动作前,各成型模具恢复至初始工位,导管沿轴线方向前进和转动达到下一成形位置,由此成形出符合要求的导管空间几何形状。

这是目前导管弯曲成形领域中,使用最为广泛的一种弯曲成形方法。但其对不同半径的导管进行弯曲施工时,需要频繁更换弯曲模,生产时,需提供大量不同规格的弯曲模具。因此,提高了导管弯曲的生产成本,还需要及时展开对工艺流程的优化研究工作。

1.2新型自由弯曲成形操作方法

近几年,一种导管自由弯曲成形的工艺方法被提出,其成形原理如图2所示。系统由弯曲模、导向机构、推进机构、球面轴承等组成,其中球面轴承仅在X–Y平面内插补运动;弯曲模具随球面轴承一起运动,并绕球面轴承中心点自由转动;导向机构固定,起到限制导管运动方向的作用。弯曲成形时,球面轴承在X–Y平面内移动一段距离u,导管因此发生弯曲塑性变形。而导管在推进机构的作用下,以相应的速度v沿轴线方向推进,从而成形出特定弯曲曲率的导管。

图片2.png

图2自由弯曲成形原理示意图

自由弯曲成形是一种无精确成形模具的弯曲成形方法,其主要优势有:实现一种直径导管一个弯曲模具的多弯曲半径成形;通过连续变化u值可实现导管弯曲半径的连续变化;能够成形更加复杂空间几何形状的导管。在具体展开弯曲成形工作时,技术人员会利用自动建模技术构建立体模型。同时,会使用智能化技术手段,结合输入的模型参数信息,操控机械设备展开实际的弯曲操作。

2.航空导管弯曲成形自动建模的注意事项

以航空导管为例,在进行自动建模工作时,有一些操作难题需要引起重视。具体包括以下几个方面:

2.1参数分析

在进行航空导管弯曲工作时,弯曲的角度如何设计,弯曲的方式如何选择,都是会影响最终工作效果的因素。基于技术人员目前主要是应用信息技术手段进行自动建模,因此,还需要工作人员合理构建航空导管的立体模型,并通过模拟导管的弯曲过程,分析工作是否潜在安全隐患。方便有针对性的调整建模的参数信息,调整导管弯曲成形的方案,确保这项工作能够顺利开展,避免浪费导管材料,影响工作的经济成本。

2.2技术创新

在弯曲成形的自动建模操作流程中可以看出,传统的工作方式复杂繁琐,工作难度大。因此,技术人员应当结合现代化技术的发展趋势,展开对工艺流程的创新研究工作。重点应当放在简化工作流程,提高导管弯曲成形的精准度方面。同时,需要根据设定好的参数信息,确定导管的材质,避免由于导管的质量问题造成导管折断,或者引发使用安全风险的问题。

2.3工作水平

自动建模虽然可以通过自动化技术完成建设工作,但是,实际操作过程仍然需要由专业的工作人员来完成。员工不仅需要具备信息技术操作能力,还需要掌握导管弯曲的相关知识。为了避免由于员工工作能力不达标的问题,而影响实际的导管使用效果,还需要建立完善的管理制度,约束员工的工作行为。并定期考察员工的工作水平,有针对性的制定培训策略。

3.航空导管弯曲成形自动建模的后处理要点

在航空导管弯曲成形自动建模工作结束后,应当及时展开后处理工作。后处理与预处理之间的区别就是:后处理侧重于在工作完成后,根据实际情况进行后续的调整,方便提高导管弯曲成形的工作水平。

3.1质量管理

在建模工作结束后,根据导管使用需求分析建模参数是否科学合理,适当做出相应的调整。然后,采购合适的导管材料,准备进行实际操作。这需要对进场材料的质量进行检查。如果是合金材料,则应当关注材料是否存在锈蚀问题,并通过试验操作,来确定导管的承压能力和抗变形能力。同时,应当从节约成本的角度,科学预估需要使用的导管数量,合理展开采购和运输管理工作。

3.2存储管理

当航空导管弯曲成形的工作结束后,技术人员应当对弯曲角度进行检查。如果存在角度不合理的地方,要及时进行处理,避免浪费管道材料,影响导管安装效果。

然后应当根据导管形状,做好存储管理工作。因为同一批生产出来的导管数量比较多,而安装工作需要逐步进行。所以,需要先对材料进行集中存储,存储时,应当由管理人员进行入库记录,并仔细检查材料质量。

3.3安装工作

在进行航空导管的实际安装工作时,需要根据工程建设图纸,对导管的长度、宽度等数据进行准确的测量,科学管控工作误差问题。然后,应合理分配工作任务,安排员工有序完成导管安装工作,确保航空设备能够顺利投入使用。另外,后处理工作还包括对导管接头的处理,弯曲成形工作只负责调整管道的角度,而实际安装时,还要安装接头管件。要避免由于接头松动,或者接头处管件型号选择错误,而影响最终的导管安装效果。

结语:在进行自动建模工作时,需要完善计算机基础设施建设,并确保技术人员具备操作计算机设备进行参数设计和立体模型构建工作的能力。制造企业也应当不断结合时代发展情况,对自动建模技术进行优化升级,研究发挥出信息技术应用价值,科学展开智能化航空管道弯曲成形工作的方法,提高生产制造工作的精细化水平。另外,应当做好建模后的材料引进、质量管理、导管存储和安装等一系列工作,为航空设备的生产制造工作质量提供基础保障。

参考文献:

[1]郭训忠,陶杰,王辉.航空导管先进成形技术的研究进展[J].南京航空航天大学学报,2020,52(1):12-23.

[2]马运辉、张艳峰、张珍、郎利辉.多截面复杂航空导管零件充液成形技术研究[J].机械设计,2020,37(S1):148-150.

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