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T型截面铝合金型材零件成组加工技术研究与应用

陈东东 邓涛 门向南 仝朋艳 王永军 张建

陈东东,邓涛,门向南, 等. T型截面铝合金型材零件成组加工技术研究与应用[J]. 机械科学与技术,2024,43(2):366-372 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20220189
引用本文: 陈东东,邓涛,门向南, 等. T型截面铝合金型材零件成组加工技术研究与应用[J]. 机械科学与技术,2024,43(2):366-372 doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20220189
CHEN Dongdong, DENG Tao, MEN Xiangnan, TONG Pengyan, WANG Yongjun, ZHANG Jian. Study on Group Technologyof T-section Aluminum Alloy Profile Parts and Application[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2024, 43(2): 366-372. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20220189
Citation: CHEN Dongdong, DENG Tao, MEN Xiangnan, TONG Pengyan, WANG Yongjun, ZHANG Jian. Study on Group Technologyof T-section Aluminum Alloy Profile Parts and Application[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2024, 43(2): 366-372. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20220189

T型截面铝合金型材零件成组加工技术研究与应用

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20220189
基金项目: 国家自然科学基金项目(51275420)
详细信息
    作者简介:

    陈东东,工程师,746532370@qq.com

    通讯作者:

    王永军,副教授,博士,wyongjun@nwpu.edu.cn

  • 中图分类号: TG386.4

Study on Group Technologyof T-section Aluminum Alloy Profile Parts and Application

  • 摘要: 针对目前飞机T型材零件单件弯曲成形效率低成形精确差的问题,提出了T型材弯曲件成组拉弯成形的成组加工方法。基于截面尺寸、引导线的曲率半径等信息建立了成组分析算法,对T型材进行分组,使用长型材拉弯成形后切割分段得到符合精确外形要求的T型材零件。通过理论计算、模拟分析和拉弯试验,验证了T型材拉弯成形成组加工技术的可行性,该方法提高了零件的制造效率和成形精度,可以大幅度降低人工矫正的工作量和加工成本。
  • 图  1  T型材零件数模

    Figure  1.  Digital model of T profile part

    图  2  T型材截面尺寸示意图

    Figure  2.  Schematic diagram of section size of T profile

    图  3  T型材拉弯成形过程中模具和型材截面示意图

    Figure  3.  Schematic diagram of die and profile section in the process of T profile stretch bending

    图  4  传统型材拉弯流程

    Figure  4.  Traditional profile stretch bending process

    图  5  型材零件拉弯成组加工流程

    Figure  5.  Flow chart of group processing of profile stretch bending

    图  6  引导线几何示意图

    Figure  6.  Geometric diagram of the guide line

    图  7  不高同半径变化率下的弦变化量

    Figure  7.  Variation of chord heights under different radius change ratios

    图  8  不同弦高变化量下的半径变化率

    Figure  8.  Radius change ratio under different chord height changes

    图  9  T型材拉弯成形模型几何信息

    Figure  9.  Geometric information of T profile stretch-bending forming model

    图  10  R2000结果云图

    Figure  10.  R2000 result cloud image

    图  11  R2000回弹结果

    Figure  11.  R2000 springback result

    图  12  提取引导线坐标

    Figure  12.  Extracting guide line coordinates

    图  13  型材拉弯成形拉弯试验

    Figure  13.  Profiles stretch-bending test

    表  1  T型材成组化编码分类要素

    Table  1.   Group coding and classification elements of T profiles

    弦板
    宽度
    弦板
    厚度
    腹板
    高度
    腹板
    厚度
    长度 半径
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    表  2  零件编码含义

    Table  2.   Meaning of part coding mm

    代号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
    50~60 60~70 70~80 80~90 90~100 100~110 110~120 120~130 130~140 140~150
    0~2 2~4 4~6 6~8 8~10
    80~140
    0~2 2~4 4~6 6~8 8~10 10~12 12~14 14~16 16~18
    1900~2000 2000~2100 2100~2200 2200~2300 2300~2400 2400~2500 2500~2600 2600~2700 2700~2800 2800~2900
    ≤200 >200
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    表  3  某项目某部件T型材成组加工工装统计

    Table  3.   Statistics of T profile group processing tooling for a certain part of B767-300

    序号 材料规格 工艺方案 成形零件项数 一次拉弯件数
    1 TMS60-9399 成组加工 56 21
    2 TMS60-27356 成组加工 5 22
    3 TMS60-27316 成组加工 1 20
    4 TMS60-25891 成组加工 2 20
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    表  4  某项目某部件T型材零件截面几何尺寸统计

    Table  4.   Statistics on the section geometrical sizes of T section of the certain part of the B767-300

    规格 项数 A/ in B/ in T/ in r/ in 腹板高度/mm
    TMS60-27356 4 4.4 3.7 0.08 0.12 ≤125.5
    TMS60-9399 16 2.2 5.15 0.1 0.13 ≤104
    TMS60-27814 14 2.5 5.3 0.1 0.13 ≤105
    TMS60-21666 1 2 4.1 0.08 0.125 73.5
    TMS60-30966 23 3.1 4.5 0.1 0.125 ≤102
    TMS60-10074 3 2.4 3.15 0.1 0.16 ≤105
    TMS60-27316 1 4 5.1 0.09 0.1 86.5
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    表  5  某项目某部件T型材引导线几何尺寸统计

    Table  5.   Statistics on the section geometrical sizes of T profile guide line of the certain part of B767-300

    规格 项数 长度L/mm 弯曲半径R/mm
    TMS60-27356 4 ≤200 1项R2450、
    3项R2100
    TMS60-9399 16 ≤200 R2450
    TMS60-27814 14 ≤200 R2450
    TMS60-21666 1 ≤200 R2100
    TMS60-30966 23 ≤200 R2100
    TMS60-10074 3 ≤200 R2100
    TMS60-27316 1 ≤200 R2450
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    表  6  引导线几何参数

    Table  6.   Geometric parameters of guide line

    引导线类别弯曲半径/mm弯曲角度/(°)弦长/mm
    R210021005.457199.924
    R245024504.677199.945
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    表  7  满足成形精度引导线半径和弦长的误差、数值范围

    Table  7.   Error and value range of guide line radius and chord length to meet forming accuracy

    引导线类别 弯曲半径误差极值/mm 弯曲半径范围/mm 弦长误差极值/mm 弦长范围/mm
    R2100 440.583 1659.417~2540.583 20.984 178.940~220.909
    R2450 599.8332 1850.167~3049.833 24.486 175.458~224.431
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    表  8  引导线半径回弹前后变化

    Table  8.   Changes of the radius of the guide line before and after springback

    试件
    编号
    理论半径/
    mm
    回弹后半
    径/mm
    回弹量/
    mm
    回弹率/
    %
    R2000 2000 2055.24 110.47 2.7
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    表  9  拉弯试验回弹前后弯曲半径变化

    Table  9.   Change of bending radius before and after springback in stretch-bending test

    试件
    编号
    回弹前
    半径/mm
    回弹后
    半径/mm
    回弹量/
    mm
    回弹率/
    %
    半径
    变化率/%
    R2000 2023.81 2065.56 41.75 2.1 3.3
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  • [1] 刘天骄. 挤压型材拉弯回弹预测与补偿方法研究[D].西安: 西北工业大学, 2016.

    LIU T J. Springback prediction and compensation of Extruded Profiles in Stretch Bending[D]. Xi'an: Northwestern Polytechnical University, 2016. (in Chinese)
    [2] 师智斌. 成组技术在飞航产品生产中的应用研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学, 2012.

    SHI Z B. Research and application of group technology in the production of cruise missile[D]. Harbin: Harbin Engineering University, 2012. (in Chinese)
    [3] 徐利锋, 赵伟. 成组技术与部件预投在多品种小批量排产中的应用[J]. 军民两用技术与产品, 2020(3): 46-50. doi: 10.19385/j.cnki.1009-8119.2020.03.007

    XU L F, ZHAO W. Application of group technology and component pre-investment in multi-variety and small-batch production scheduling[J]. Dual Use Technologies & Products, 2020(3): 46-50. (in Chinese) doi: 10.19385/j.cnki.1009-8119.2020.03.007
    [4] 尹春晖, 徐兴硕, 马俊翰, 等. 航天典型结构件成组加工工艺方法[J]. 制造技术与机床, 2019(11): 86-89. doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2019.11.017

    YIN C H, XU X S, MA J H, et al. Group processing technology for typical spaceflight structural components[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2019(11): 86-89. (in Chinese) doi: 10.19287/j.cnki.1005-2402.2019.11.017
    [5] AJMAL A. Knowledge based group technology (GT) classification and coding system for the casting industry-methodology and its application[J]. IFAC Proceedings Volumes, 1992, 25(7): 85-90. doi: 10.1016/S1474-6670(17)52344-7
    [6] 肖云. 多品种小批量生产模式下成组技术的应用[J]. 内燃机与配件, 2018(10): 173-174. doi: 10.3969/j.issn.1674-957X.2018.10.091

    XIAO Y. Application of group technology in multi-variety and small-batch production mode[J]. Internal Combustion Engine & Parts, 2018(10): 173-174. (in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1674-957X.2018.10.091
    [7] PANDEY R, AGRAWAL M, TOMAR A S. Concept of group technology in the field of cellular manufacturing & design of manufacturing system[J]. Imperial Journal of Interdisciplinary Research, 2017, 3: 1099-1103.
    [8] NOVÁK-MARCINČIN J. Preparation of NC programs by group technology theory application[C]//12th International Research/Expert Conference “Trends in the Development of Machinery and Associated Technology” TMT 2008. Istanbul, Turkey, 2008: 345-348.
    [9] 石国玲. 液压油缸产品的成组化设计与制造[J]. 机械工程师, 2021(1): 105-106.

    SHI G L. Group design and manufacture of hydraulic cylinder products[J]. Mechanical Engineer, 2021(1): 105-106. (in Chinese)
    [10] 崔学奎, 殷悦, 潘李鹏, 等. 基于成组技术的弹箭总装工艺设计研究[J]. 机械工程师, 2020(6): 73-75.

    CUI X K, YIN Y, PAN L P, et al. Research on the process design of missile and rocket assembly based on group technology[J]. Mechanical Engineer, 2020(6): 73-75. (in Chinese)
    [11] 高欢. 成组化铣、套裁铣切技术在飞机平板化铣零件中的应用研究[J]. 科学技术创新, 2019(31): 139-140.

    GAO H. Application research of modular milling and set milling technology in plane plane milling parts[J]. Scientific and Technological Innovation, 2019(31): 139-140.
    [12] 刘刚, 李瑞, 李昆. 基于成组技术的工艺装备研究与应用[J]. 成组技术与生产现代化, 2019, 36(1): 37-42. doi: 10.3969/j.issn.1006-3269.2019.01.007

    LIU G, LI R, LI K. Research and application of process equipment based on group technology[J]. Group Technology & Production Modernization, 2019, 36(1): 37-42. (in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1006-3269.2019.01.007
    [13] 于东林, 李智博, 王春雷. 基于成组技术的汽车夹具循环利用研究[J]. 成组技术与生产现代化, 2018, 35(3): 25-27. doi: 10.3969/j.issn.1006-3269.2018.03.005

    YU D L, LI Z B, WANG C L. Research on vehicle fixture recycling based on group technology[J]. Group Technology & Production Modernization, 2018, 35(3): 25-27. (in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1006-3269.2018.03.005
    [14] KUSIAK A, CHOW W S. Efficient solving of the group technology problem[J]. Journal of Manufacturing Systems, 1987, 6(2): 117-124. doi: 10.1016/0278-6125(87)90035-5
    [15] 金以元. 成组技术的研究与探讨[J]. 航天制造技术, 2005(3): 32-35.

    JIN Y Y. Study and research of group technology[J]. Aerospace Manufacturing Technology, 2005(3): 32-35. (in Chinese)
    [16] WANG H B, ALIDAEE B, GLOVER F, et al. Solving group technology problems via clique partitioning[J]. International Journal of Flexible Manufacturing Systems, 2006, 18(2): 77-97.
    [17] 苏春, 许映秋, 张康, 等. 基于成组技术的多品种小批量产品工艺编码规则研究[J]. 成组技术与生产现代化, 2005, 22(4): 53-55. doi: 10.3969/j.issn.1006-3269.2005.04.014

    SU C, XU Y Q, ZHANG K, et al. Research on manufacturing process coding rule for multi-specification and small batch products based on group technology[J]. Group Technology & Production Modernization, 2005, 22(4): 53-55. (in Chinese) doi: 10.3969/j.issn.1006-3269.2005.04.014
    [18] 许香穗, 蔡建国. 成组技术[M]. 2版. 北京: 机械工业出版社, 1997.

    XU X S, CAI J G. Group technology[M]. 2nd Ed. Beijing: China Machine Press, 1997. (in Chinese)
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-03-11
  • 网络出版日期:  2024-03-08
  • 刊出日期:  2024-02-01

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