机翼部件多交点精加工制孔顺序的优化设计方法技术

本发明专利技术提出一种机翼部件多交点精加工制孔顺序的优化设计方法，属于航空制造工程与飞机装配技术领域。该方法基于二叉树搜索算法对机翼部件多交点建立二叉树模型，应用最优二叉树查找算法获得多交点孔精加工制孔顺序，减少误差累积对多孔协调性的影响。通过本发明专利技术，制孔精度提高10％

【技术实现步骤摘要】
机翼部件多交点精加工制孔顺序的优化设计方法


[0001]本专利技术属于航空制造工程与飞机装配
，涉及一种机翼部件多交点精加工制孔顺序的优化设计方法，用于飞机翼身对接部位多交点精加工制孔顺序的优化。

技术介绍

[0002]飞机机体结构上分布着一些关键连接特征孔，如翼身连接孔、起落架安装孔、平垂尾与机身对接孔等，统称为飞机交点孔。这些交点孔对于飞机的质量起着至关重要的作用。在飞机装配中，机身、机翼等大部件装配完成后需要对机身、机翼上的交点孔进行精加工，以便于减少部件装配误差，保证装配的协调性。
[0003]飞机机身和机翼相结合的交点孔，采用凸缘多孔形式，以翼展的轴向为方向。传统方法对于多交点孔的精加工顺序通常有两种，一种是沿航向从前向后或从后向前依次钻制，另一种是选择中间孔作为起始孔开始钻制，交替向左右两侧延伸，按顺序依次完成全部交点孔的精加工。第二种方法虽优于第一种方法，减少了误差向同一方向的累积，但在一定程度上将精加工过程的应力及部件的弹性形变由中心向两侧累积，对于多孔结构末端孔的偏差相对较大。
[0004]为进一步减小多交点孔精加工过程中的误差累积，提高装配精度，本专利技术涉及一种基于二叉树搜索算法的机翼部件多交点精加工制孔顺序的优化设计方法，对机翼部件的多个交点孔构建二叉树模型，应用最优二叉树查找算法获得制孔顺序，满足翼身大部件叉耳配合交点孔精加工要求，提高产品装配精度。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中的上述问题，本专利技术提出了一种机翼部件多交点精加工制孔顺序的优化设计方法，基于二叉树搜索算法对机翼部件多交点建立二叉树模型，应用最优二叉树查找算法获得多交点孔精加工制孔顺序，减少误差累积对多孔协调性的影响。
[0006]本专利技术的技术方案为：
[0007]一种机翼部件多交点精加工制孔顺序的优化设计方法，包括以下步骤：
[0008]S1、沿航向对机翼交点孔进行编码标记，依次为k1,k2,k3,
…
,k
n
，如图1所示。
[0009]S2、构建二叉树模型。二叉树每个结点最多有两个子树，即结点的度不大于2，左侧为左子树，右侧为右子树，树中任意结点均不相等。
[0010]当n为奇数时，可以构建完全二叉树。k
(n+1)/2
为根结点，根结点作为第一层；k
(n
‑
1)/2
和k
(n+3)/2
为根结点的子结点，为第二层；依次类推，直至分解到叶子结点，假设为第L层。
[0011]当n为偶数时，k
n/2
为根结点，根结点作为第一层；k
(n
‑
2)/2
和k
(n+2)/2
为根结点的子结点，为第二层；依次类推，直至分解到叶子结点，假设为第L层。
[0012]S3、获取二叉树模型的层次遍历序列，即将二叉树上的各个结点转换成线性序列，作为精加工的制孔顺序。
[0013]按中序遍历法，先提取左结点，然后提取根节点，再提取右节点，直至最后一个结
点编码。如，假设
△
i
为第L
‑
1层结点，i为第L
‑
1层结点的个数，则：当n为奇数时，序列为
…
k2、
△1、k
n
‑1…
k1、
△2、k
n
…
k
(n+1)/2
…
k
(n
‑
5)/2
…
k
(n+3)/2
…
k
(n+7)/2
…
；当n为偶数时，序列为
…
k1、
△1、k
n
‑1…
k
(n
‑
2)/2
…△2…
k
n/2
…
k
(n
‑
6)/2
…
k
(n+2)/2
…
k
(n+6)/2
…
。则多交点的制孔顺序分别为
…
k2→△1→
k
n
‑1…
k1→△2→
k
n
…
k
(n+1)/2
…
k
(n
‑
5)/2
…
k
(n+3)/2
…
k
(n+7)/2
…
和
…
k1→△1→
k
n
‑1…
k
(n
‑
2)/2
…△2…
k
n/2
…
k
(n
‑
6)/2
…
k
(n+2)/2
…
k
(n+6)/2
…
。
[0014]S4、启动机器人摄影测量系统，按优化的制孔顺序，逐一测量交点孔在全机坐标系下的三维坐标及轴线角度(x
′1，y
′1，z
′1，α1')、(x
′2，y
′2，z
′2，α2')、(x
′3，y
′3，z
′3，α3')
…
(x
′
n
，y
′
n
，z
′
n
，α
n
')，设交点孔的理论坐标及轴线角度为(x1，y1，z1，α1)、(x2，y2，z2，α2)、(x3，y3，z3，α3)
…
(x
n
，y
n
，z
n
，α
n
)，求解孔位偏差：
[0015]孔1：
[0016]孔2：
[0017]孔3：
[0018]…
[0019]孔n：
[0020]设待加工孔的孔径为d，精加工后的孔径为D，交点孔深度为δ，则按以下要求校验制孔可靠性：
[0021]△
m
≤(D
‑
d)/2；m＝1,2,3,
…
,n；
[0022]α
m
≤arctan(D
‑
d)/2δ；m＝1,2,3,
…
,n。
[0023]本专利技术的有益效果：本专利技术提出了一种针对机翼部件多交点精加工制孔顺序的优化设计方法，通过应用本专利技术，制孔精度提高约10％
‑
15％，多交点孔协调性提升约20％，满足翼身大部件叉耳配合交点孔精加工要求。
附图说明
[0024]图1是交点孔编码标记示意图。
[0025]图2是当n为奇数时交点孔二叉树模型构建示意图。
[0026]图3是当n为偶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机翼部件多交点精加工制孔顺序的优化设计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1、对机翼交点孔进行编码标记沿航向对机翼交点孔进行编码标记，依次为k1,k2,k3,
…
,k
n
；S2、构建二叉树模型二叉树每个结点最多有两个子树，即结点的度不大于2，左侧为左子树，右侧为右子树，树中任意结点均不相等；当n为奇数时，构建完全二叉树；其中，k
(n+1)/2
为根结点，根结点作为第一层；k
(n
‑
1)/2
和k
(n+3)/2
为根结点的子结点，为第二层；依次类推，直至分解到叶子结点，设为第L层；当n为偶数时，k
n/2
为根结点，根结点作为第一层；k
(n
‑
2)/2
和k
(n+2)/2
为根结点的子结点，为第二层；依次类推，直至分解到叶子结点，设为第L层；S3、求解制孔顺序获取二叉树模型的层次遍历序列，即将二叉树上的各个结点转换成线性序列，作为精加工的制孔顺序；按中序遍历法，先提取左结点，然后提取根节点，再提取右节点，直至最后一个结点编码，得到制孔顺序；S4、孔位精度检测与可靠性校验启动机器人摄影测量系统，按优化的制孔顺序，逐一测量交点孔在全机坐标系下的三维坐标及轴线角度(x
′1，y
′1，z
′1，α1')、(x
′2，y
′2，z
′2，α2')、(x
′3，y
′3，z
′3，α3')
…
(x
′
n
，y
′
n
，z
′
n
，α
n
')，设交点孔的理论坐标及轴线角度为(x1，y1，z1，α1)、(x2，y2，z2，α2)、(x3，y3，z3，α3)
…
(x
n
，y
n
，z
n
，α
n
)，求解孔位偏差：孔1：孔2：孔3：
…
孔n：设待加工孔的孔径为d，精加工后的孔径为D，交点孔深度为δ，则按以下要求校验制孔可靠性：
△
m
≤(D
‑
d)/2；m＝1,2,3,
…
,n；α
...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘新，刘哲，赵树勇，贾大炜，佟鑫，
申请(专利权)人：沈阳飞机工业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：