本發明屬于復合材料制造技術領域，涉及一種利用工藝蓋板制備復合材料蒙皮結構機加工藝線的方法，尤其是附帶眾多裝配孔以及減重孔等機加結構的大尺寸復合材料蒙皮結構機加工藝線的方法。
背景技術：
為滿足結構的設計與裝配需求，復合材料蒙皮結構包括蒙皮結構、加筋壁板的蒙皮結構或者梁結構，在交付前需要依據機加工藝線機加出外圍輪廓、裝配孔以及減重孔，機加工藝線通常包括外圍輪廓線，裝配孔邊界線以及減重孔邊界線。
作為機加依據的機加工藝線，其傳統制備方法是先制備復合材料蒙皮結構成型模具，成型模具賦型面預先制作有機加工藝線賦型線，當復合材料蒙皮結構固化成型時，機加工藝線便以固化樹脂線的形式成型于復合材料蒙皮結構的貼模面。然而，當前模具材料以q235普通鋼為主流，采用普通鋼模具所制備的機加工藝線位置精度較差，其原因是普通鋼材料的熱膨脹系數遠大于復合材料的熱膨脹系數，從而造成機加工藝線與理論機加工藝線的位置存在著偏差，工程實踐經驗表明這種位置偏差約在2‰范圍。大型復合材料蒙皮結構制件目前已獲得廣泛應用，機加工藝線2‰的位置偏差對于動輒十余米的大尺寸復合材料蒙皮結構產生的影響顯然已不可忽視，尤其是在復合材料蒙皮結構附帶眾多裝配孔或者減重孔條件下。為此，開發一種采用普通鋼模具制備復合材料蒙皮結構機加工藝線的方法，尤其是附帶眾多裝配孔或者減重孔的大尺寸復合材料蒙皮結構機加工藝線的方法就成為當務之急。
技術實現要素：
本發明目的：針對普通鋼模具所制備的復合材料蒙皮結構的外圍輪廓線、減重孔邊界線或裝配孔邊界線等機加工藝線位置精度較差的問題，開發一種利用工藝蓋板制備復合材料蒙皮結構機加工藝線的方法，尤其是附帶眾多裝配孔以及減重孔等機加結構的大尺寸復合材料蒙皮結構機加工藝線的方法。
本發明的技術方案是，具體制備方法如下：
首先，制作機加工藝線激光定位投影數據文件，依據復合材料蒙皮結構數模，設計并制造復合材料蒙皮結構的成型模具，復合材料蒙皮結構的成型模具附帶激光定位靶標孔，利用復合材料蒙皮結構數模、復合材料蒙皮結構成型模具數模以及復合材料蒙皮結構數模的外圍輪廓交付狀態要求，借助激光鋪層定位數據制作軟件，制作機加工藝線激光定位投影數據文件，機加工藝線激光定位數據文件包括激光定位靶標坐標數據文件與機加工藝線數據文件兩部分；
其次，制作附帶定位線與機加工藝線賦型線的復合材料工藝蓋板，利用復合材料蒙皮結構的成型模具制備復合材料蒙皮結構假件，復合材料蒙皮結構假件非貼模面與復合材料蒙皮結構內型面完全一致，復合材料蒙皮結構假件固化完成后不進行脫模工序，在復合材料蒙皮結構的成型模具的激光定位靶標孔位置安裝激光定位靶標，借助激光鋪層定位投影系統，利用機加工藝線激光定位投影數據文件，在復合材料蒙皮結構假件非貼模面生成機加工藝線投影圖形，調整機加工藝線投影圖形的線寬，按機加工藝線投影圖形在復合材料蒙皮結構假件非貼模面加工制作出賦型線，以附帶賦型線的復合材料蒙皮結構假件非貼模面作為復合材料工藝蓋板賦型面，制作復合材料工藝蓋板，復合材料工藝蓋板固化完成后不進行脫模工序，再次在復合材料蒙皮結構的成型模具的激光定位靶標孔位置安裝激光定位靶標，借助激光鋪層定位投影系統，再次利用機加工藝線激光定位投影數據文件，在復合材料工藝蓋板非貼模面生成機加工藝線投影圖形，調整機加工藝線投影圖形的線寬，按機加工藝線投影圖形在復合材料工藝蓋板非貼模面加工制作出定位線，將復合材料工藝蓋板與復合材料蒙皮結構假件脫模，得到附帶定位線與機加工藝線賦型線的復合材料工藝蓋板；
最后，復合材料蒙皮結構機加工藝線制備，利用復合材料蒙皮結構的成型模具制備復合材料蒙皮結構預浸料坯體，并在復合材料蒙皮結構的成型模具的激光定位靶標孔位置安裝激光定位靶標，借助激光鋪層定位投影系統，利用機加工藝線激光定位投影數據文件，在復合材料蒙皮結構預浸料坯體非貼模面生成機加工藝線投影圖形，調整機加工藝線投影圖形的線寬，按照機加工藝線投影圖形安裝附帶定位線與機加工藝線賦型線的復合材料工藝蓋板，附帶定位線與機加工藝線賦型線的復合材料工藝蓋板的定位線與機加工藝線投影圖形相重合，并經工藝組合、固化等工序后，得到制備于復合材料蒙皮結構非貼模面的機加工藝線。
所述的復合材料蒙皮結構是指至少附帶裝配孔或減重孔中一種機加結構的蒙皮結構、加筋壁板的蒙皮結構或者梁結構。
所述的機加工藝線是指外圍輪廓線、減重孔邊界線或裝配孔邊界線中的一種或幾種。
所述的調整機加工藝線投影圖形的線寬a，0.2mm≤a≤0.6mm，按機加工藝線投影圖形在復合材料蒙皮結構假件非貼模面加工制作出賦型線，賦型線的深度b和寬度c，其中，0.1mm≤b≤0.3mm,0.2mm≤c≤0.6mm，以及復合材料工藝蓋板定位線的寬度d，0.2mm≤d≤0.6mm。
本發明的優點與有益之處是，本方法中機加工藝線賦型線加工制備于復合材料工藝蓋板賦型面，而非普通鋼模具的賦型面，復合材料熱膨脹系數低，機加工藝線位置精度獲得了保證；為保證機加工藝線位置精度，復合材料工藝蓋板非賦型面還同時制備了定位線，且復合材料工藝蓋板的定位線與機加工藝線賦型線制備，均是借助激光鋪層定位投影系統，且是在復合材料蒙皮結構假件以及復合材料工藝蓋板連續不脫模的狀態下進行，保證了激光定位靶標-成型模具-復合材料蒙皮結構三者相對空間位置與機加工藝線激光定位數據文件中三者相對空間位置的高度一致性，確保了復合材料工藝蓋板的定位線與機加工藝線賦型線制備位置的精確性，以及后續復合材料工藝蓋板安裝時定位的準確性。同時，為保證上述機加位置的高精度，本方法還優化給出了機加工藝線投影圖形、復合材料工藝蓋板的定位線寬度以及機加工藝線賦型線的寬度和深度數據，進一步保證了機加工藝線位置的高精度。
附圖說明
圖1是本發明復合材料蒙皮結構機加工藝線制備方法流程圖。
具體實施方式
首先，依據復合材料蒙皮結構數模，設計并制造復合材料蒙皮結構的成型模具，復合材料蒙皮結構的成型模具賦型面1附帶激光定位靶標孔2，利用復合材料蒙皮結構數模、復合材料蒙皮結構成型模具數模以及復合材料蒙皮結構數模的外圍輪廓交付狀態要求，提取復合材料蒙皮結構數模中任意一完整鋪層的裝配孔邊界線與減重孔邊界線，并將該完整鋪層的凈外圍輪廓線按復合材料蒙皮結構外圍輪廓交付狀態要求的余量作出外延擴展，獲得滿足外圍輪廓交付狀態要求的外圍輪廓線，利用復合材料蒙皮結構成型模具數模中激光定位靶標孔2的位置數據獲取激光定位靶標坐標數據，并最終制備得到包括外圍輪廓交付狀態要求的外圍輪廓線、減重孔邊界線或裝配孔邊界線等位置數據在內的機加工藝線激光定位數據文件，激光定位數據文件包括激光定位靶標坐標文件bb.cal與機加工藝線數據文件jjgyx.ply；
其次，利用復合材料蒙皮結構的成型模具制備復合材料蒙皮結構假件3，復合材料蒙皮結構假件非貼模面4與復合材料蒙皮結構內型面完全一致，復合材料蒙皮結構假件3固化完成后不進行脫模工序，在激光定位靶標孔2位置安裝激光定位靶標5，借助激光鋪層定位投影系統，利用前述的機加工藝線激光定位投影數據文件，在復合材料蒙皮結構假件非貼模面4生成機加工藝線投影圖形6，調整機加工藝線投影圖形6的寬度a滿足0.2mm≤a≤0.6mm，按該機加工藝線投影圖形6在復合材料蒙皮結構假件非貼模面4加工制作出賦型線7，賦型線7的深度b滿足0.1mm≤b≤0.3mm，且賦型線7線寬c滿足0.2mm≤c≤0.6mm，以附帶賦型線7的復合材料蒙皮結構假件非貼模面4作為復合材料工藝蓋板賦型面，制作復合材料工藝蓋板8，復合材料工藝蓋板8固化完成后不進行脫模工序，再次在激光定位靶標孔2位置安裝激光定位靶標5，借助激光鋪層定位投影系統，利用機加工藝線激光定位投影數據文件，在復合材料工藝蓋板非貼模面9生成機加工藝線投影圖形6，調整機加工藝線投影圖形的線寬a滿足0.2mm≤a≤0.6mm，按該機加工藝線投影圖形6在復合材料工藝蓋板非貼模面9加工制作出定位線10，定位線10的寬度d滿足0.2mm≤d≤0.6mm，將復合材料工藝蓋板與復合材料蒙皮結構假件脫模，得到附帶定位線10與機加工藝線賦型線的復合材料工藝蓋板8；
最后，利用復合材料蒙皮結構的成型模具制備復合材料蒙皮結構預浸料坯體11，并在復合材料蒙皮結構的成型模具激光定位靶標孔2位置安裝激光定位靶標5，借助激光定位鋪層投影系統，利用機加工藝線激光定位投影數據文件，在復合材料蒙皮結構預浸料坯體11非貼模面生成機加工藝線投影圖形6，調整機加工藝線投影圖形的線寬a滿足0.2mm≤a≤0.6mm，按照機加工藝線投影圖形6安裝附帶定位線10與機加工藝線賦型線的復合材料工藝蓋板8，附帶定位線10與機加工藝線賦型線的復合材料工藝蓋板8的定位線10與機加工藝線投影圖形6相重合，并經工藝組合、固化，得到制備于復合材料蒙皮結構12非貼模面的機加工藝線13。
具體實施例：ccf300/5228a蒙皮結構，長度為11m，具有2個φ100mm裝配孔邊界線，6個280mm×200mm減重孔邊界線，另外圍輪廓交付狀態要求1mm余量。
首先，依據ccf300/5228a蒙皮結構數模，采用q235普通鋼材料設計并制造ccf300/5228a蒙皮結構的成型模具，ccf300/5228a蒙皮結構的成型模具賦型面附帶27個激光定位靶標孔，利用ccf300/5228a蒙皮結構數模以及ccf300/5228a蒙皮結構成型模具數模，提取ccf300/5228a蒙皮結構數模中第1個完整鋪層ply1的2個φ100mm裝配孔邊界線和6個280mm×200mm減重孔邊界線，提取ccf300/5228a蒙皮結構數模中鋪層ply1的凈外圍輪廓線，并將該凈外圍輪廓線按ccf300/5228a蒙皮結構外圍輪廓交付狀態要求的1mm余量作出外延擴展，獲得滿足外圍輪廓交付狀態要求的1mm余量的外圍輪廓線，利用ccf300/5228a蒙皮結構成型模具數模中27個激光定位靶標孔的位置數據獲取27個激光定位靶標坐標數據，并最終制備得到包括外圍輪廓交付狀態要求1mm余量的外圍輪廓線、2個φ100mm裝配孔邊界線以及6個280mm×200mm減重孔邊界線等位置數據在內的機加工藝線激光定位數據文件，激光定位數據文件包括激光定位靶標坐標文件bb.cal與機加工藝線數據文件jjgyx.ply；
其次，利用ccf300/5228a蒙皮結構成型模具制備ccf300/5228a蒙皮結構假件，ccf300/5228a蒙皮結構假件非貼模面與ccf300/5228a蒙皮結構內型面完全一致，ccf300/5228a蒙皮結構假件固化完成后不進行脫模工序，在27個激光定位靶標孔位置均安裝激光定位靶標，借助激光鋪層定位投影系統virtek，利用機加工藝線激光定位投影數據文件包括激光定位靶標坐標文件bb.cal與機加工藝線數據文件jjgyx.ply，在ccf300/5228a蒙皮結構假件非貼模面生成包括外圍輪廓交付狀態要求1mm余量的外圍輪廓線、2個φ100mm裝配孔邊界線以及6個280mm×200mm減重孔邊界線的機加工藝線投影圖形，調整機加工藝線投影圖形的線寬為0.5mm，按機加工藝線包括外圍輪廓交付狀態要求1mm余量的外圍輪廓線、2個φ100mm裝配孔邊界線以及6個280mm×200mm減重孔邊界線的投影圖形在ccf300/5228a蒙皮結構假件非貼模面加工制作出賦型線，賦型線線的深度為0.2mm，且賦型線7線寬為0.3mm，以附帶賦型線的ccf300/5228a蒙皮結構假件非貼模面作為sw280/5222工藝蓋板賦型面，制作sw280/5222工藝蓋板，sw280/5222工藝蓋板固化完成后不進行脫模工序，再次在27個激光定位靶標孔位置全部激光定位靶標，借助激光鋪層定位投影系統virtek，利用機加工藝線激光定位投影數據文件包括激光定位靶標坐標文件bb.cal與機加工藝線數據文件jjgyx.ply，在sw280/5222工藝蓋板非貼模面生成包括外圍輪廓交付狀態要求1mm余量的外圍輪廓線、2個φ100mm裝配孔邊界線以及6個280mm×200mm減重孔邊界線的機加工藝線投影圖形，調整機加工藝線投影圖形的線寬至0.5mm，按包括外圍輪廓交付狀態要求1mm余量的外圍輪廓線、2個φ100mm裝配孔邊界線以及6個280mm×200mm減重孔邊界線的機加工藝線投影圖形在sw280/5222工藝蓋板非貼模面加工制作出定位線，定位線的寬度為0.3mm，將sw280/5222工藝蓋板與ccf300/5228a蒙皮結構假件脫模，得到附帶定位線與機加工藝線賦型線的sw280/5222工藝蓋板；
最后，利用ccf300/5228a蒙皮結構的成型模具制備ccf300/5228a蒙皮結構預浸料坯體，并在ccf300/5228a蒙皮結構的成型模具的27個激光定位靶標孔位置安裝全部激光定位靶標，借助激光定位鋪層投影系統virtek，利用機加工藝線激光定位投影數據文件包括激光定位靶標坐標文件bb.cal與機加工藝線數據文件jjgyx.ply，在ccf300/5228a蒙皮結構預浸料坯體非貼模面生成包括外圍輪廓交付狀態要求1mm余量的外圍輪廓線、2個φ100mm裝配孔邊界線以及6個280mm×200mm減重孔邊界線的機加工藝線投影圖形，調整機加工藝線投影圖形的線寬至0.5mm，按照機加工藝線投影圖形安裝附帶定位線與機加工藝線賦型線的sw280/5222工藝蓋板，附帶定位線與機加工藝線賦型線的sw280/5222工藝蓋板的定位線與機加工藝線投影圖形相重合，并經工藝組合、固化，得到制備于ccf300/5228a蒙皮結構非貼模面的機加工藝線，包括外圍輪廓交付狀態要求1mm余量的外圍輪廓線、2個φ100mm裝配孔邊界線以及6個280mm×200mm減重孔邊界線。