CN104915488B - 一种钣金件弯边下陷加深值的计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种钣金件弯边下陷加深值的计算方法，首先确保成形后零件的凸缘区BH距离设计模型CF对应点的距离最小，然后根据几何关系推导出加深值计算公式，最后综合设计模型与成形后零件凸缘段重合度和成形零件的外形精度，精确得到下陷加深。根据下陷区具体的结构尺寸精确计算出其加深值，能够满足零件的装配需求。

Description

一种钣金件弯边下陷加深值的计算方法

技术领域

本发明属于钣金加工技术领域，涉及一种带下陷弯边框肋零件弯边下陷加深值的计算方法。根据下陷区具体的结构尺寸精确计算出其加深值，能够满足零件的装配需求，提供了一种弯边下陷加深值的计算方法。

背景技术

带下陷弯边框肋零件常用于大型客机的机翼翼肋、机身隔框等处，大多与蒙皮、长桁搭接，担负着确定飞机外形和承受气动载荷的双重任务。框肋零件作为飞机结构组成的重要部分，直接影响着飞机的外形准确度和结构承载能力，其制造成为决定飞机整体性能的重要环节。现代飞机的发展使得其外形变化更为复杂，同时对疲劳性能、飞行寿命的要求也越来越高，对钣金件的精度和质量提出了更高的要求。

框肋零件主要采用橡皮囊液压成形方式进行生产制造，橡皮囊液压成形具有成形效率高、成形零件表面质量好、成形模具为半模等优点，然而同样存在着钣金件成形共有的回弹、起皱和破裂问题。其中，回弹问题是影响框肋零件成形质量的突出问题。

框肋零件下陷区通常与长桁搭接，为了满足装配需求，工程实际中采用将弯边下陷沿腹板方向向里加深0.3mm的方式来近似处理零件成形时下陷区的回弹问题。实际中由于下陷区结构尺寸的不同，导致其回弹量不同。因此，工程实际中对下陷区的处理存在着加深不够或是加深过量的问题。

发明内容

为避免工程实际中对下陷区处理的不足之处，本发明提供了一种钣金弯边零件下陷加深值的计算方法，以精确计算出其加深值，能够满足零件的装配需求。达到钣金件弯边下陷区的精确、快速成形。

钣金弯边零件下陷存在以下要求：

要求一、为了使零件成形后精度更高，需要保证零件成形后的外形精度与尺寸精度。框肋零件外型面主要依靠腹板面和弯边的凸缘区来确定，所以需要保证成形后零件的凸缘区BH距离设计模型CF对应点的距离最小。

要求二、设计模型与成形后零件凸缘段重合度保证的同时，也要保证成形零件的外形精度，即设计模型与成形后零件的外缘交叉线的精度要在外形精度范围内。

综合以上技术思路，本发明提出了以下具体技术方案：一种钣金件弯边下陷加深值的计算方法，其特征是步骤如下：

步骤一：首先确定成形后零件的凸缘区BH距离设计模型CF对应点的距离最小时，加深值的计算公式为：

,式中为设计模型与成形后零件在凸缘段上端点处重合时的下陷加深值，为设计模型与成形后零件在凸缘段上端点处重合时的下端点处距离；

步骤二：的计算需要确定值，结合几何关系推导出：

式中为模具圆角半径，为成形后零件弯曲半径（设计模型弯曲半径），为回弹前后弯曲半径变化值，为模具型面斜角，为成形后弯边角度（亦为设计模型弯边角度），为弯边凸缘段的高度，为回弹前后弯边角度变化值；

步骤三：设计模型与成形后零件凸缘段重合度保证的同时，也要保证成形零件的外形精度，即设计模型与成形后零件的外缘交叉线的精度要在外形精度范围内；点Q、P分别为模具与成形后零件轮廓线外缘交叉点，为设计模型与成形后零件的外缘交叉线之间的距离，由几何关系知：

式中与分别为模具与成形后零件圆角区轮廓线所对应的弦长；

综合设计模型与成形后零件凸缘段重合度和成形零件的外形精度，精确计算得到下陷加深值。

本发明提供了一种带下陷弯边框肋零件弯边下陷加深的方法。根据下陷区具体的结构尺寸精确计算出其加深值，能够满足零件的装配需求。

附图说明

图1是框肋零件实例——飞机2肋后段零件模型。

图2是下陷加深的原理示意图。

图3是设计模型与成形后零件凸缘段重合度几何关系示意图。

图4是推导下陷加深值具体算法的几何关系示意图。

具体实施方式

实施例1

以图1实例飞机2肋后段零件为例，取零件的弯边下陷1，结合附图，说明弯边下陷方法。

步骤1：为了使零件成形后精度更高，需要保证零件成形后的外形精度与尺寸精度。框肋零件外型面主要依靠腹板面和弯边的凸缘区来确定，所以需要保证成形后零件的凸缘区BH距离设计模型CF对应点的距离最小，如图3所示。确定对应点距离最小的方法如下：

步骤a：假设下陷加深值为时，设计模型与成形后零件在凸缘段上端点处重合，此时下端点处距离最大，最大距离为，为弯边凸缘段的高度，为回弹前后弯边角度变化值，可由《航空制造工程手册》飞机模线样板分册中“”值表中查询。由几何关系知

（1）

步骤b：加深值为时，上端点距离为，下端点距离为，上下端点距离之和为，当加深值为时，成形后零件与设计模型之间对应点的距离最小。可得

（2）

步骤2：根据步骤1，的计算需要确定值。如图4所示，为模具圆角半径，为成形后零件弯曲半径（设计模型弯曲半径），为回弹前后弯曲半径变化值，为模具型面斜角，为成形后弯边角度（亦为设计模型弯边角度）。与分别为模具与成形后零件圆角区轮廓线所对应的弦长，β为两弦长的夹角。结合几何关系，可得

（3）

（4）

步骤3：根据步骤1和步骤2所得公式，可以推导出下陷加深值的计算公式：

（5）

步骤4：设计模型与成形后零件凸缘段重合度保证的同时，也要保证成形零件的外形精度，即设计模型与成形后零件的外缘交叉线的精度要在外形精度范围内。如图4所示，点Q、P分别为模具与成形后零件轮廓线外缘交叉点，为设计模型与成形后零件的外缘交叉线之间的距离，由几何关系知

（6）

（7）

（8）

步骤5：综合设计模型与成形后零件凸缘段重合度和成形零件的外形精度，精确计算得到下陷加深值。

Claims (1)

1.一种钣金件弯边下陷加深值的计算方法，其特征是步骤如下：

步骤一：首先确定成形后零件的凸缘区BH距离设计模型CF对应点的距离最小时，加深值的计算公式为：

式中为设计模型与成形后零件在凸缘段上端点处重合时的下陷加深值，为设计模型与成形后零件在凸缘段上端点处重合时的下端点处距离；

步骤二：ΔL的计算需要确定值，结合几何关系推导出：

式中R₀为模具圆角半径，R为成形后零件弯曲半径，ΔR为回弹前后弯曲半径变化值，α₀为模具型面斜角，α为成形后弯边角度，h为弯边凸缘段的高度，Δα为回弹前后弯边角度变化值；

步骤三：设计模型与成形后零件凸缘段重合度保证的同时，也要保证成形零件的外形精度，即设计模型与成形后零件的外缘交叉线的精度要在外形精度范围内；点Q、P分别为模具与成形后零件轮廓线外缘交叉点，a为设计模型与成形后零件的外缘交叉线之间的距离，由几何关系知

a≤ΔL

式中与分别为模具与成形后零件圆角区轮廓线所对应的弦长；

综合设计模型与成形后零件凸缘段重合度和成形零件的外形精度，精确计算得到下陷加深值。