CN102149489A - 形成吊舱唇边蒙皮区段的方法 - Google Patents

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Abstract

一种以板材金属坯料形成吊舱唇边蒙皮区段的方法，该方法包括步骤：提供弓形或环形冲模(7)或者心轴，所述冲模具有内表面、外表面和引导边缘，所述冲模(7)形状基本上对应于吊舱唇边蒙皮至少一个区段的内表面；将坯料(13)抵靠所述冲模(7)的外表面安置，并将所述坯料(13)的拖尾边缘钳夹在钳夹装置(11、12)中，从而抵靠所述冲模(7)的外表面保持所述坯料(13)，所述钳夹装置(11、12)不打滑地夹持所述坯料的所述拖尾边缘；在与所述冲模(7)轴向隔开并接近所述冲模(7)引导边缘且位于前方的位置，将相对着所述拖尾边缘的所述坯料(13)的引导边缘夹持在夹持装置(8、9)中，所述夹持装置(8、9)以足够大的作用力夹持所述坯料(13)，以允许所述坯料(13)以受控的方式不撕裂且不褶皱地流过所述夹持装置；沿着第一方向相对于所述冲模(7)朝着所述冲模(7)的中轴线基本上径向地位移所述夹持装置(8、9)，同时经过所述夹持装置(8、9)拉拔所述坯料；沿着第二方向相对于所述冲模(7)朝着所述冲模(7)的引导边缘基本上轴向地位移所述夹持装置(8、9)并经过所述冲模(7)的引导边缘，从而在所述冲模(7)的引导边缘上拉拔所述坯料，同时经过所述夹持装置(8、9)拉拔所述坯料(13)。

Description

形成吊舱唇边蒙皮区段的方法
技术领域
本发明涉及形成组合曲线金属蒙皮的方法和设备，特别是以单一金属坯料形成吊舱罩引导边缘(以下称为“唇边蒙皮”)或者其区段的方法和设备。
背景技术
常见的吊舱唇边蒙皮在图1中示出。吊舱包括覆盖飞行器喷气发动机的空气动力学形状的薄金属蒙皮。吊舱前部区域包括限定发动机入口的唇边蒙皮，该唇边蒙皮可以由单个或多个区段构成。唇边蒙皮的主要特征是：光滑的外部拖尾边缘1，该拖尾边缘一定不能出现不规则特征和不连续特征，以减少阻力并且避免形成湍流；和内部入口边缘2，内部入口边缘通常构造成通过屏蔽风扇噪音来衰减来自发动机的噪音并且引导空气流进入发动机；和引导边缘或唇边3，唇边在外部拖尾边缘和内部入口边缘之间提供光滑过渡，同时形成较小的前部面积以减少阻力。唇边蒙皮，特别是其引导边缘3，容易受到起飞和降落时溅起的碎屑的破坏以及鸟类撞击造成的破坏。如果吊舱的唇边蒙皮被破坏，则损坏的部分必须更换。通常，这种更换要求切掉损坏部分并且从替换唇边蒙皮上切下对应的部分4，或者作为替代，更换整个吊舱唇边蒙皮。
虽然复合材料可以用于吊舱的许多部件，但是唇边蒙皮一般必须用金属诸如铝或钛制成，以便能承受引导边缘或唇边上的冲击。但是，唇边蒙皮复杂的三维组合曲线形状，具有组合曲线，通常要求复杂的多阶段成形过程，通常要求中间热处理过程。通常用多阶段深拉或者旋压成形过程来生产唇边蒙皮，这些过程要求复杂且昂贵的模具，以及耗费时间的多步骤处理过程，同时需要中间热处理过程。此外，这些已知过程一般仅适合于形成完整的环形唇边蒙皮，因此无法方便地用于生产维修吊舱唇边蒙皮损坏区段所要求的单个区段。
此外，鉴于空气动力学和噪音考虑，特别希望尽可能远地延伸唇边蒙皮的外部拖尾边缘，即所谓的层流引导边缘，其中唇边蒙皮的外部拖尾边缘的轴向长度可能远大于内部入口边缘的轴向长度。已知的深拉处理不适合制造这样的层流引导边缘。
发明内容
根据本发明第一方面，提供了一种以板材金属坯料形成吊舱唇边蒙皮区段的方法，该方法包括步骤：
提供弓形或环形冲模或者心轴，所述冲模具有内表面、外表面和引导边缘，所述冲模形状基本上对应于吊舱唇边蒙皮至少一个区段的内表面；
将坯料抵靠所述冲模的外表面安置，并将所述坯料的拖尾边缘钳夹在钳夹装置中，从而抵靠所述冲模的外表面保持所述坯料，所述钳夹装置不打滑地夹持所述坯料的所述拖尾边缘；
在与所述冲模轴向隔开并接近且位于所述冲模引导边缘前部的位置，将相对着所述拖尾边缘的所述坯料的引导边缘夹持在夹持装置中，所述夹持装置以足够大的作用力夹持所述坯料，以允许所述坯料以受控方式不撕裂且不褶皱地流过所述夹持装置；
相对于所述冲模沿着第一方向朝着所述冲模的中轴线基本上径向地位移所述夹持装置，同时拉拔所述坯料经过所述夹持装置；
相对于所述冲模沿着第二方向朝着所述冲模的引导边缘基本上轴向位移所述夹持装置并经过所述冲模的引导边缘，从而在所述冲模的引导边缘上拉拔所述坯料，同时拉拔所述坯料经过所述夹持装置。
优选，所述方法包括进一步的步骤：沿着所述第二方向进一步位移所述夹持装置，同时阻止所述坯料被拉拔经过所述夹持装置，从而在所述冲模的表面上拉伸所述坯料。优选所述进一步的步骤进一步包括：相对于所述冲模沿着所述第二方向轴向位移所述钳夹装置，从而在所述冲模的表面上进一步拉伸所述坯料。优选，通过让所述夹持装置的引导边缘抵靠具有轴向夹持面的夹持构件而阻止所述坯料被拉拔地经过所述夹持装置，其中所述轴向夹持面适配成与所述夹持装置的引导边缘配合，以便将所述坯料钳夹在其间。
根据本发明另一方面，提供了一种用金属坯料形成唇边蒙皮的方法，所述方法包括：将所述坯料形成具有半径的曲线形状，所述半径对应于冲模外表面的半径，并在所述外表面处或附近钳夹所述坯料的一侧；在夹持装置中钳夹所述坯料的相对的曲线侧部，所述夹持装置包括位于所述冲模引导边缘附近并位于其前方的第一和第二夹持构件，所述第一和第二夹持构件以足够大的作用力保持所述坯料，以允许所述坯料以受控方式不打滑地在所述夹持构件之间流动；相对于所述冲模的轴线沿着第一方向基本上径向向内移动所述夹持装置，以便在所述冲模的引导边缘上拉拔所述坯料，接着沿着横穿所述第一方向的第二方向，相对于所述冲模轴线基本上轴向移动所述夹持装置，以便围绕所述冲模的引导边缘拉拔所述坯料。优选，所述方法包括额外的步骤：在所述夹持装置沿着所述第二方向进一步移动过程中，阻止所述坯料在所述夹持装置的第一和第二夹持构件之间流动，以便在所述冲模的表面上拉伸所述坯料。
根据本发明的另一方面，提供了另一种形成唇边蒙皮区段的设备，所述设备包括：
弓形或环形冲模或者心轴，所述冲模具有外表面、内表面和引导边缘，所述冲模形状对应于待成形的吊舱唇边蒙皮的内表面的至少一个区段；
钳夹装置，所述钳夹装置用于钳夹坯料的拖尾边缘，以抵靠或接近所述冲模的外表面保持所述坯料，所述第一钳夹装置布置成不打滑地保持所述坯料的所述拖尾边缘；
夹持装置，所述夹持装置用于在与所述冲模轴向隔开并接近所述冲模的引导边缘且位于其前方的位置，夹持与所述拖尾边缘相对的所述坯料的引导边缘，所述夹持装置布置成以足够大的作用力夹持所述坯料，以允许所述坯料以受控的方式不撕裂且不褶皱地经过所述夹持装置流动；
所述夹持装置相对于所述冲模沿着第一方向，相对于所述冲模基本上径向朝着所述冲模中轴线移动，并且沿着第二方向相对于所述冲模基本上轴向朝着所述冲模的所述引导边缘移动并经过所述冲模的引导边缘，从而在所述冲模的引导边缘上拉拔所述坯料。
所述冲模可以包括环形主体，复制整个吊舱唇边蒙皮。
作为替代，所述冲模可以包括与待成形的唇边蒙皮区段对应的弓形区段。如果所述冲模包括环形主体，则所述冲模可以非轴对称，以允许形成非轴对称唇边蒙皮的区段。所述冲模可以相对于所述夹持装置和所述钳夹装置转动，以允许所述冲模相对于所述夹持装置和所述钳夹装置分度到与待成形的唇边蒙皮区段对应的正确位置。
附图说明
仅作为示例，现在参照附图描述本发明的实施方式，在附图中：
图1是吊舱唇边蒙皮的透视图；
图2A是根据本发明第一实施方式，用于形成唇边蒙皮的工具的透视图；
图2B是图2A所示工具的截面图；
图3是图2A所示工具的分解视图；
图4A至4H示出了根据本发明第一实施方式，在形成吊舱唇边蒙皮的方法中使用图2A所示的工具；
图5A至5D示出了在成形操作过程中，坯料的初始、中间和最终形状；
图6是根据本发明第二实施方式，用于形成唇边蒙皮的工具的截面图；
图7是图6所示工具的另一个截面图；
图8A至8H示出了根据本发明第二实施方式，在形成吊舱唇边蒙皮的方法中，使用图6所示工具；
图9A至9C示出了在成形操作过程中，所述坯料的初始、中间和最终形状。
具体实施方式
本发明提供一种方法和装置，用于形成吊舱唇边蒙皮的区段，所述方法和装置克服了现有技术中的缺陷，并且因为有利于快速并方便地形成替换唇边蒙皮区段来替换损坏的区段，所以对于吊舱维修特别有好处。虽然本发明特别针对飞行器吊舱唇边蒙皮进行描述，但是根据本发明的方法和装置也可以用于为各种应用场合制造其他标准的引导边缘或层流引导边缘。
如图2至4所示，根据本发明第一实施方式，用于形成吊舱唇边蒙皮的工具包括用来支撑工具其他部件的工具基座6。环状冲模7支撑在工具基座6的外边缘上。工具基座6可以包括完整的360°盘状芯部，该芯部具有外唇边，用来支撑冲模7的内边缘，或者所述工具基座可以包括区段，例如180°区段，仅用于支撑冲模7的上部。
环形冲模7具有外表面、引导边缘和形状对应于完工的唇边蒙皮内表面的内表面。冲模7可以对应于唇边蒙皮区段，例如180°区段，或者可以包括与整个唇边蒙皮对应的完整360°环。冲模7可以相对于工具基座6转动，从而相对于工具剩余部分将冲模分度，以使与待加工的唇边蒙皮区段对应的冲模区域用于形成所述区段。这样有利于形成非轴对称的唇边蒙皮区段。
弓形坯料保持件8接近工具基座6定位并与之轴向隔开。坯料保持件8的外表面可以设置有可更换的耐磨板14，坯料13可以抵靠所述耐磨板滑动。
弧形模具9适配成与坯料保持件8配合，将坯料13结合在其间，正如以下更为详细地描述。弧形模具9具有适配地抵靠坯料保持件8外表面配合的内表面，更具体地说，耐磨板14设置在坯料保持件8的外表面上，而一部分坯料13间置于它们之间。弧形模具9的内表面可以设置有可更换的耐磨表面15。用于相对于坯料保持件8径向移动弧形模具9的驱动机构可以容纳在坯料保持件8内。驱动机构可以包括一个或更多个双重作用柱塞。可以设置润滑剂分散装置用于在坯料和坯料保持件8和弧形模具9面对的表面之间分散润滑剂，以协助从中取出坯料。
弧形模具9具有接近冲模7的引导边缘的引导边缘18和台阶状外表面，所述台阶状外表面具有：接近引导边缘18的第一部分16，第一部分16的外径对应于冲模7的内径，以使弧形模具的第一部分16伸缩式地移动到冲模7的中部；和加厚的第二部分，所述第二部分远离所述引导边缘，以提供足够的工具刚性。第二部分的形状可以适配成提供所要求的刚性，从而在坯料13的宽度范围内获得均匀的钳夹力。弧形模具9的引导边缘18进行倒角以使起皱现象最小，并且保证光滑的拉拔过程。
内部弧形夹具10安装在工具基座6的前面部上，从而与弧形模具9的引导边缘18配合，在最终的拉伸成形步骤中，将坯料钳夹在它们之间。弧形夹具10的表面可以滚花(texture)或者或者以其他方式成形或改性，以保证可以不打滑地抓紧坯料13。
转移弧形夹具12(内部)和同轴外部弧形夹具11(外部)接近冲模7安装，支撑在工具基座6的后部上，在坯料13的拖尾边缘处将坯料13的侧部区域牢固地夹持在它们之间，从而抵靠冲模7的外侧定位坯料13。外部和转移弧形夹具11、12的钳夹表面20、21可以滚花或者以其他方式成形或改性，以保证不打滑地抓紧坯料13。外部和转移弧形夹具的钳夹表面20、21可以由可更换的耐磨表面来限定。转移弧形夹具12和同轴外部弧形夹具11每一个可以延伸经过足够的角度，从而抓紧待成形的坯料13的宽度。钳夹表面20、21的最小宽度优选对应于利用所述工具成形的唇边蒙皮的最宽区段的宽度。在图示实施方式中，外部弧形夹具和转移弧形夹具11、12以及坯料保持件8和弧形模具9，延伸经过180°角。但是，这仅仅为例述，并且该部件的角度范围可以变化。
通过使用台阶状厚度截面的外部弧形夹具22和转移弧形夹具12来保证足够的刚性。外部弧形夹具11和转移弧形夹具12的钳夹表面20、21在整个成形过程中，牢固地保持坯料13的所述侧部区域。提供促动器来相对于彼此径向移动外部弧形夹具11和转移弧形夹具12，并且提供要求的钳夹力。
在替代实施方式中，外部弧形夹具11可以直接作用于冲模7的一部分外表面上，从而抵靠冲模钳夹坯料13。
在转移弧形夹具12和内部弧形夹具10之间提供差动驱动机构，用于在最终拉伸成型步骤中，根据内部弧形夹具向工具基座移动的位移来控制转移弧形夹具离开工具基座6的位移，下面将会描述。差动驱动机构可以包括闭合的以流体填充的腔室，直径或横截面积不同的活塞可滑动地安装在所述腔室中，作用于转移弧形夹具12和内部弧形夹具10上，内部弧形夹具朝向工具基座6的位移导致转移弧形夹具12离开工具基部6的相对较小的位移。这种差异位移对于实现期望的最终拉伸过程来说非常重要。作为替代可以提供一种齿轮系统和/或凸轮和凸轮随动结构，用于在内部弧形夹具10和转移弧形夹具12之间传递运动。
对于轴对称唇边蒙皮来说，外部弧形夹具11的钳夹表面20的半径等于完工的唇边蒙皮区段拖尾边缘的半径。
对于非轴对称唇边蒙皮来说，转移弧形夹具12的钳夹表面21的半径是唇边蒙皮拖尾边缘半径的最小值。在半径失配的径向位置，可以使用适当的混合嵌条。对于严重非轴对称的唇边蒙皮来说，转移弧形夹具12可以包括与环形冲模7对应并且可以分度的完整360°环形构件。在这种情况下，外部环形夹具11可以用挠性分段构件形成，允许外部弧形夹具11遵循转移弧形夹具12的相关区段的形状。
坯料13的总体尺寸由所需的区段尺寸和成形过程中所需的拉拔过程确定。材料最小尺寸应该用来保证接近净形状成形。可以利用型材坯料以进一步改善材料“流动”。
在使用时，利用上述工具形成吊舱唇边蒙皮区段的方法如下所述。
在使用360°非轴对称冲模7形成非轴对称唇边蒙皮区段时，冲模7(以及适当存在的转移弧形夹具12)分度到与待成形唇边区段对应的正确位置。
首先，将坯料13抵靠冲模7的外表面安置并与坯料保持件8接触。根据坯料13厚度、强度和尺寸，可能需要预成形辊轧操作，即形成半径基本上等于冲模7外表面半径的曲度。坯料13定位成坯料13一端位于转移弧形夹具12和外部弧形夹具11之间，而坯料13相对一端位于坯料保持件8和弧形模具9之间，如图4A所示。
钳夹力FG施加在外部弧形夹具11和转移弧形夹具12之间，将坯料13不打滑地完全夹持，如图4B所示。在这一阶段，坯料形状在图5A中示出。
接着在弧形模具9和坯料保持件8之间施加钳夹力FBH，该钳夹力足以允许坯料13以受控方式在坯料保持件8和弧形模具9之间不撕裂且不起皱地流动，如图4C所示。坯料保持件8在这一阶段相对于工具基座6和冲模7保持静止。在这一阶段，坯料形状在图5B中示出。
接着，坯料保持件8和弧形模具9沿着径向朝着冲模7轴线向下位移距离Dv，同时在弧形模具9和坯料保持件8之间保持所述受控的钳夹力FBH，如图4D所示。
在这一阶段，坯料13以受到调节的方式在坯料保持件8和弧形模具9之间流动，并且在冲模7的引导边缘上塑形，形成如图5C所示的坯料形状。
接着，坯料保持件8和弧形模具9向冲模7的引导边缘水平位移距离DH并经过冲模7的引导边缘，同时保持弧形模具9和坯料保持件8之间的所述受控钳夹力FBH，如图4E所示。在这一阶段，坯料13以受到调节的方式从工具保持件8和弧形模具9之间流动，同时围绕弧形模具9的引导边缘18进行反向拉拔。在这一阶段，坯料形状在图5D示出。所述运动可以通过相对于坯料保持件8移动冲模7来实现。
在这一点，其上设置有坯料13的弧形模具9的引导边缘18抵靠内部弧形夹具10，并将坯料13夹持在它们之间。坯料保持件8和弧形模具9相对于工具基座6/冲模7继续移动距离SIH，在冲模7的表面上拉伸坯料13。
在这一阶段，弧形模具9抵靠内部弧形夹具10的动作通过差动驱动机构传递，导致转移弧形模具12和外部弧形模具11相对于工具基座6/冲模7位移的距离为SOH，同时保持钳夹力FG，如图4F所示。SIH与SOH的比率由差动驱动机构确定，对于不折痕、不撕裂、不褶皱且回弹最小地实现所需的最终形状的最终拉伸操作而言非常关键。
一旦实现最终形状，坯料保持件8和弧形模具9之间的钳夹力FBH被释放，并且坯料保持件8和弧形模具9缩回，如图4G所示。接着，转移弧形夹具12和外部弧形夹具11之间的钳夹力FG被释放，并且外部弧形夹具11背离转移弧形夹具12退回，以释放成形部件，如图4H所示。
通过切除被外部弧形夹具11和内部弧形夹具10保持的坯料13部分，可以生产最终的唇边蒙皮，以避免最终产品出现工具痕迹。
鉴于唇边蒙皮为锥形，所以发现对位于模具上的弧形坯料塑形可能导致金属起皱，特别是对于特定的金属来说。此外，坯料厚度变化针对钳夹和夹持装置的动作来说，可能导致问题。通过采用锥形坯料13和仿形的坯料保持件8和弧形模具9以及外部弧形夹具11和转移弧形夹具12来限定柱形夹持表面，将坯料保持在基本上平行于从冲模7的拖尾边缘(基本上对应于完工的唇边蒙皮的拖尾边缘)延伸到冲模前部的引导边缘(即，唇边蒙皮引导边缘的顶点)的直线，本发明的第二实施方式(在图6至9C中示出)缓解了这些问题。在附图中，在这两个实施方式之中，采用相同的附图标记来描述相同的部件。
根据本发明第二实施方式的设备在许多细节之处类似于第一实施方式，包括支撑在工具基座(未示出)上的环形冲模7。
与第一实施方式相同，环形冲模7具有外表面、引导边缘和形状对应于完工的唇边蒙皮内表面形状的内表面。同样，冲模7可以对应于唇边蒙皮区段，例如180°区段；或者可以包括与整个唇边蒙皮对应的完整360°环。冲模7可以相对于工具基座(未示出)转动，从而将冲模相对于工具剩余部分进行分度，以使与待成形的唇边蒙皮区段对应的冲模区域用于形成该区段。这样有利于形成非轴对称唇边蒙皮区段。
坯料保持件8接近工具基座定位并与其轴向隔开。坯料保持件8的外表面14包括180°的截头锥形，其外表面形状配合所述锥形坯料。设置的弧形模具9具有内表面，该内表面适配成与坯料保持件8的外表面配合，以允许坯料以受控方式在坯料保持件8和弧形模具9之间不撕裂且不褶皱地流动。弧形模具9的外径适配成允许弧形模具9带有足够间隙地经过环形冲模7内侧，以保证坯料不会卡在弧形模具9的外表面和冲模7的内表面之间。
弧形模具9的前面18构造成允许坯料在弧形模具9的前面上拉拔，以使褶皱最小并且保证光滑的拉拔/再拉拔过程。设置促动机构用于相对于坯料保持件8水平地移动弧形模具9，从而将坯料13钳夹在其间。转移弧形夹具12和外部弧形夹具11设置有锥形配合表面，用于夹持坯料13的拖尾边缘。转移弧形夹具12和外部弧形夹具11的配合面适当滚花以防止打滑。使用锥形区段来保证足够的刚性。
转移弧形夹具12和外部弧形夹具11在整个成形操作过程中钳夹坯料13拖尾边缘附近。对于轴对称唇边蒙皮来说，转移弧形夹具12的锥形表面20与坯料13的拖尾边缘重合。对于非轴对称唇边蒙皮来说，转移弧形夹具12的锥形表面20对应于冲模7拖尾边缘的最小半径。在半径失配的径向位置，可以使用适当的混合嵌条。为了适应唇边蒙皮半径的较大变化，转移弧形夹具12可以形成有完整的360°表面，以跟随冲模7的径向变化。在这种实施方式中，外部弧形夹具11可以形成为分段构件，这种分段构件具有足够的灵活性来遵循转移弧形夹具12的形状。
内部弧形夹具10布置有钳夹面，所述钳夹面适配成抵靠弧形模具9的引导边缘，以提供最终拉伸过程。内部弧形夹具10通过差动位移驱动件关联到转移弧形夹具12，所述差动位移驱动件采用与第一实施方式相同的方式包括适当的液压关联齿轮装置(带有不同直径的活塞)，正如下面所述。
坯料13具有从所要求的区段尺寸和成形过程中所要求的拉拔过程确定的尺寸。使用最小材料尺寸来保证接近净形状成形。通过采用型材坯料可以进一步改善材料流动。可以在所述过程中产生锥形型材的坯料13，或者可以利用初始预成形过程形成，例如滚弯操作。
转移弧形夹具12和外部弧形夹具11以及坯料保持件8和弧形模具9的锥形表面提供了可变压力的钳夹效果，可以补偿材料厚度差异。
坯料保持件8、弧形模具9和转移弧形夹具12和外部弧形夹具11相对于冲模7布置，以使冲模7的中轴线23相对于坯料13的中轴线24倾斜，以便在坯料13最初安置在工具中的时候，坯料基本上平行于在冲模7外表面的拖尾边缘和冲模前部的引导边缘之间延伸的直线。
在使用时，坯料拖尾端安置在转移弧形夹具12和外部弧形夹具11之间，引导端安置在坯料保持件8和弧形模具9之间。根据坯料厚度、强度和尺寸，坯料可能需要预成形辊轧操作以形成锥形轮廓形状，以贴靠冲模7的外表面配合并配合在工具中。最初的辊轧操作将提供在加载过程中更容易操控的刚性更大的部件。坯料形状在图8A中示出。
外部弧形夹具11利用适当的促动器沿着轴向移动，将坯料钳夹在转移弧形夹具12和外部弧形夹具11之间，并且足够大的作用力FG不打滑地施加，以夹持坯料，如图8B所示。外部弧形夹具的作用力作用的优选线路(即运动)与初始安置在工具中的坯料的中轴线24对准。但是，外部弧形夹具11可以向其他方向移动，包括平行于模具轴线或者基本上垂直于所述轴线。
接着，弧形模具9利用适当的促动器向坯料保持件8移动，将坯料夹持在其间。作用力FBH施加地足以允许坯料以受控方式从坯料保持件8和弧形模具9之间不撕裂且不褶皱地流动。同样，弧形模具9的优化运动方向以及作用力FBH的施加方向与坯料的中轴线24对准，如图8C所示。
接着，坯料保持件8和弧形模具9以及内部弧形夹具10和外部弧形夹具11作为完整组件沿着第一方向位移，朝着冲模7的中轴线沿着基本上向下方向移动距离Dv，同时保持坯料保持件8和弧形模具9之间的受控作用力FBH，以及内部弧形夹具10和外部弧形夹具11之间的钳夹作用力FG。在这一阶段，坯料在坯料保持件8和弧形模具9之间流动，如图8D所示。同样，与第一实施方式相同，可以预料到坯料保持件8和弧形模具9可以保持静止而冲模7和相关部件可以相对于坯料保持件8移动。
接着，转移弧形夹具12和外部弧形夹具11保持静止，而坯料保持件8和弧形模具9沿着所述向下方向移动额外的距离Dd，坯料在坯料保持件8和弧形模具9之间流动，如图8E所示，产生如图9所示的形状。
接着，坯料保持件8和弧形模具水平位移距离DH，同时保持坯料保持件8和弧形模具9之间的受控作用力FBH。在这一阶段，坯料在坯料保持件8和弧形模具9之间流动，同时围绕弧形模具9的后边缘18反向拉拔，如图8F所示。在这一阶段，坯料如图9C所示。
一旦反向拉拔完成，则弧形模具9的后边缘18与内部弧形夹具10接触，将坯料不打滑地夹持在其间，并且弧形夹具继续水平移动，差异性地驱动转移弧形夹具12和外部弧形夹具11，从而在坯料上实施最终的拉伸操作。在这一阶段，弧形模具9和内部弧形夹具10移动经过距离SOH，同时转移弧形夹具12和外部弧形夹具11移动经过距离SIH，如图8G所示。差动位移机构保证实现SOH与SIH之间的关键比率，以获得所需的不撕裂且不褶皱地最终拉伸坯料。
一旦实现完整形状，则钳夹作用力FBH释放，从而释放坯料13和弧形模具9，并且外部弧形夹具11水平移动距离DRH，从而从工具中释放成形的坯料13，如图8H所示。
本发明提供了一种改进的单阶段过程和装置，用于形成唇边蒙皮的区段，其中从空气动力学的角度来看，最重要的唇边蒙皮区段，即外拖尾边缘暴露在最小的拉伸和弯折操作中，并且不会发生钳夹或出现工具痕迹。由于形成完工唇边蒙皮的外部拖尾边缘的坯料部分明显不受成形过程的影响，所以本发明可以方便地形成具有拖尾边缘的层流引导边缘，所述拖尾边缘从引导边缘起的轴向长度较之已知成形方法实现的长度明显更长。
本发明并不限于文中描述的实施方式，而是可以在不脱离本发明范围的前提下进行修改和改动。

Claims (44)

1.一种以板材金属坯料形成吊舱唇边蒙皮区段的方法，该方法包括步骤：
提供弓形或环形冲模或者心轴，所述冲模具有内表面、外表面和引导边缘，所述冲模形状基本上对应于吊舱唇边蒙皮至少一个区段的内表面；
将坯料抵靠所述冲模的外表面安置，并将所述坯料的拖尾边缘钳夹在钳夹装置中，从而抵靠所述冲模的外表面保持所述坯料，所述钳夹装置不打滑地夹持所述坯料的所述拖尾边缘；
在与所述冲模轴向隔开并接近所述冲模引导边缘且位于前方的位置，将相对着所述拖尾边缘的所述坯料的引导边缘夹持在夹持装置中，所述夹持装置以足够大的作用力夹持所述坯料，以允许所述坯料以受控的方式不撕裂且不褶皱地流过所述夹持装置；
相对于所述冲模沿着第一方向朝着所述冲模的中轴线基本上径向地位移所述夹持装置，同时拉拔所述坯料经过所述夹持装置；
相对于所述冲模沿着第二方向朝着所述冲模的引导边缘基本上轴向地位移所述夹持装置并经过所述冲模的引导边缘，从而在所述冲模的引导边缘上拉拔所述坯料，同时拉拔所述坯料经过所述夹持装置。
2.如权利要求1所述的方法，包括进一步的步骤：沿着所述第二方向进一步位移所述夹持装置，同时阻止所述坯料被拉拔地经过所述夹持装置，从而在所述冲模的表面上拉伸所述坯料。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述进一步的步骤进一步包括：相对于所述冲模沿着所述第二方向轴向位移所述钳夹装置，从而在所述冲模的表面上进一步拉伸所述坯料。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，通过让所述夹持装置的引导边缘抵靠具有轴向夹持面的夹持构件而阻止所述坯料被拉拔地经过所述夹持装置，其中所述轴向夹持面适配成与所述夹持装置的引导边缘配合，以便将所述坯料钳夹在其间。
5.如前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，所述夹持装置包括：具有弓形和/或锥形外表面的坯料保持件；和对应形状的外部钳夹构件，所述外部钳夹构件适配成抵靠所述坯料保持件的所述外表面钳夹所述坯料。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述坯料保持件具有基本上锥形外表面，所述外部钳夹构件沿着基本上平行于所述冲模的中轴线的方向移动，从而将所述坯料钳夹在所述坯料保持件和所述钳夹构件之间。
7.如前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，所述钳夹装置包括基本上同轴的内部和外部钳夹构件，所述内部和外部钳夹构件相对于彼此径向移动，从而钳夹位于它们配合的弓形钳夹表面之间的所述坯料，所述钳夹表面具有基本上对应于所述冲模的外侧曲度的曲度。
8.如前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，所述钳夹装置包括基本上同轴的内部和外部钳夹构件，所述内部和外部钳夹构件具有配合的锥形钳夹表面，所述方法包括：相对于所述内部钳夹构件移动所述外部钳夹构件，从而钳夹位于所述配合的钳夹表面之间的所述坯料。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述外部钳夹构件和/或所述内部钳夹构件沿着基本上平行于所述冲模的中轴线的方向向着所述内部钳夹构件移动。
10.如权利要求6至9任一项所述的方法，其特征在于，所述夹持装置的所述外部钳夹构件设置有倒圆角的引导边缘，所述坯料在所述引导边缘上被拉拔，从而在所述坯料经过所述第一夹持装置流动时，反向弯曲所述坯料。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述外部钳夹构件的所述引导边缘抵靠限定所述夹持构件的所述工具的另外一部分，从而在所述冲模的表面上拉伸所述坯料的所述进一步步骤过程中，钳夹位于所述引导边缘和所述另外一部分之间的所述坯料。
12.如前述权利要求任一项所述的方法，包括初始步骤：在所述坯料中形成基本上与所述冲模的外部形状对应的初始曲度。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述初始曲度能通过辊轧过程形成。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述曲度能通过在所述钳夹装置和所述夹持装置中钳夹初始平坦的坯料而形成。
15.如权利要求12至14任一项所述的方法，其特征在于，所述初始步骤包括：形成所述坯料以限定截头锥形的至少一个区段。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述钳夹装置和所述夹持装置包括适配成接合所述坯料的表面，所述钳夹装置和所述夹持装置的所述表面具有锥形轮廓。
17.一种用金属坯料形成吊舱唇边蒙皮的方法，所述方法包括：将所述坯料形成曲线形状或锥形形状，所述曲线形状和所述锥形形状基本上对应于冲模外表面的形状，并在所述外表面处或附近钳夹所述坯料的一侧；在夹持装置中钳夹所述坯料的相对的曲线侧部，所述夹持装置包括位于所述冲模引导边缘附近并位于其前方的第一和第二夹持构件，所述第一和第二夹持构件以足够大的作用力保持所述坯料，以允许所述坯料以受控方式不撕裂且不褶皱地在所述夹持构件之间流动；相对于所述冲模的轴线沿着第一方向基本上径向向内移动所述夹持装置，以便在所述冲模的引导边缘上拉拔所述坯料，接着沿着基本上横穿所述第一方向的第二方向，相对于所述冲模轴线基本上轴向移动所述夹持装置，以便围绕所述冲模的引导边缘拉拔所述坯料。
18.如权利要求17所述的方法，包括进一步的步骤：在所述夹持装置沿着所述第二方向进一步移动过程中，阻止所述坯料在所述夹持装置的第一和第二夹持构件之间流动，以便在所述冲模的表面上拉伸所述坯料。
19.一种形成唇边蒙皮区段的设备，所述设备包括：
弓形或环形冲模或者心轴，所述冲模具有外表面、内表面和引导边缘，所述冲模形状对应于待成形的吊舱唇边蒙皮的内表面的至少一个区段；
钳夹装置，所述钳夹装置用于钳夹坯料的拖尾边缘，以抵靠或接近所述冲模的外表面保持所述坯料，所述第一钳夹装置布置成不打滑地保持所述坯料的所述拖尾边缘；
夹持装置，所述夹持装置用于在与所述冲模轴向隔开并接近所述冲模的引导边缘且位于其前方的位置，夹持与所述拖尾边缘相对的所述坯料的引导边缘，所述夹持装置布置成以足够大的作用力夹持所述坯料，以允许所述坯料以受控的方式不撕裂且不褶皱地经过所述夹持装置流动；
所述夹持装置相对于所述冲模沿着第一方向，相对于所述冲模基本上径向朝着所述冲模中轴线移动，并且沿着第二方向相对于所述冲模基本上轴向朝着所述冲模的所述引导边缘移动并经过所述冲模的引导边缘，从而在所述冲模的引导边缘上拉拔所述坯料。
20.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述冲模包括环形主体，复制整个吊舱唇边蒙皮。
21.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述冲模包括与待成形的唇边蒙皮区段对应的弓形区段。
22.如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述冲模非轴对称的环状主体，以允许形成非轴对称唇边蒙皮的区段。
23.如权利要求22所述的设备，其特征在于，所述冲模能相对于所述夹持装置和所述钳夹装置转动，以允许所述冲模相对于所述夹持装置和所述钳夹装置分度到与待成形的唇边蒙皮区段对应的正确位置。
24.如权利要求19至23任一项所述的设备，其特征在于，提供工具基座，所述冲模、钳夹装置和夹持装置能安装在所述工具基座上。
25.如权利要求24所述的设备，其特征在于，所述冲模支撑在所述工具基座的周边边缘上。
26.如权利要求24或25所述的设备，其特征在于，所述夹持装置能借助一个或多个促动装置相对于所述工具基座移动，所述促动装置诸如液压或气压柱塞，更优选双重动作柱塞或者斜楔模。
27.如权利要求19至26任一项所述的设备，其特征在于，所述夹持装置包括：具有弓形或锥形外表面的坯料保持件；和外部钳夹构件，所述外部钳夹构件适配成抵靠所述坯料保持件的所述外表面钳夹所述坯料。
28.如权利要求27所述的设备，其特征在于，所述坯料保持件的所述外表面设置有可更换的耐磨板，所述坯料能被抵靠所述耐磨板而可滑动地夹持。
29.如权利要求27或28所述的设备，其特征在于，所述夹持装置的所述外部钳夹构件设置有倒圆角的引导边缘，所述坯料在所述引导边缘上被拉拔，从而在所述坯料经过所述夹持装置流动时，反向弯曲所述坯料。
30.如权利要求19至29任一项所述的设备，其特征在于，所述钳夹装置包括基本上同轴的内部和外部钳夹构件，所述内部和外部钳夹构件相对于彼此移动，从而钳夹位于它们的配合钳夹表面之间的所述坯料。
31.如权利要求30所述的设备，其特征在于，所述钳夹表面具有基本上对应于所述冲模外侧曲度的曲度。
32.如权利要求30所述的设备，其特征在于，所述钳夹表面具有对应于截头锥形的形状。
33.如权利要求30至32任一项所述的设备，其特征在于，所述配合钳夹表面滚花或者以其他方式成形，以保证能不打滑地夹持所述坯料。
34.如权利要求19至33任一项所述的设备，其特征在于，所述坯料和所述夹持装置和所述钳夹装置的所述配合表面具有锥形形状，所述锥形的轴线相对于所述冲模的轴线倾斜。
35.如权利要求34所述的设备，其特征在于，所述冲模的中轴线相对于所述坯料的中轴线向下倾斜，以使所述坯料在初始安置在所述设备中的时候，基本上平行于在所述冲模的外表面的拖尾边缘和所述冲模前部的引导边缘之间延伸的直线。
36.如权利要求19至35任一项所述的设备，其特征在于，所述钳夹装置安装成能相对于所述冲模轴向移动，以允许在最终拉伸过程中，在所述冲模上拉伸所述坯料。
37.如权利要求36所述的设备，其特征在于，当所述夹持装置沿着所述第二方向移动时，所述夹持装置的一部分布置成抵靠限定夹持面的所述工具的另一部分，以便在所述冲模的表面上拉伸所述坯料的所述最终拉伸过程中，夹持位于所述夹持装置和所述夹持面之间的所述坯料。
38.如权利要求37所述的设备，其特征在于，所述夹持面安装在所述工具基座的前面部上。
39.如权利要求37或38所述的设备，其特征在于，优选在所述钳夹装置和所述夹持面之间设置差动驱动机构，从而在所述夹持装置沿着所述第二方向移动并且所述夹持装置的一部分抵靠接触所述夹持面时，在所述夹持装置和所述钳夹装置之间传输驱动力，以控制所述最终拉伸过程中，所述唇边蒙皮拖尾边缘和内部入口边缘的相对轴向位移。
40.如权利要求39所述的设备，其特征在于，在所述最终拉伸过程中，所述拖尾边缘和所述内部入口边缘的位移比率由所述差动驱动机构来控制。
41.如权利要求40所述的设备，其特征在于，所述差动驱动机构包括闭合腔室，具有不同直径或横截面积的活塞可滑动地安装在所述腔室内的接收孔内，分别抵靠所述钳夹装置和所述夹持装置作用，以使所述夹持装置朝着所述工具基座的位移导致所述钳夹装置远离所述工具基座的相对较小的位移。
42.如权利要求40所述的设备，其特征在于，所述差动驱动机构包括用于在所述夹持面和所述钳夹装置之间传递运动的齿轮系统。
43.一种如文中参照附图所述的设备。
44.一种如文中参照附图所述的方法。
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