CN105537454A - 一种飞机阶梯形薄壁零件的钣金成型工艺 - Google Patents

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杜学知
荣健
姚刚
杨宏
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    • B21D19/00Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes
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    • B21D53/00Making other particular articles
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Abstract

本发明公开了一种飞机阶梯形薄壁的钣金成型工艺,工艺步骤包括:确定毛料尺寸并下料;双拉深成形获得盆型初型件;切割后橡皮囊液压二次成形获得最终零件。通过先拉深-后液压成形的方式,代替传统手打模成形,可以有效提高加工效率,改进零件加工质量;通过双拉深成形的方式,改善了拉深时的受力方式,避免零件出现减薄及应力集中的状况;通过橡皮囊液压成形,以获得负角度的弯边,弥补了拉深工艺的不足。本发明可以有效提高生产此类零件的效率,获得更高的经济效益并且保证产品质量。

Description

一种飞机阶梯形薄壁零件的钣金成型工艺
技术领域
[0001]本发明涉及不锈钢、铝合金、结构钢等薄壁钣金零件的成形加工工艺,尤其涉及一种飞机阶梯形型薄壁零件的钣金成型工艺。
背景技术
[0002]目前民机项目某些零件,如登机门服务框的防磨板等,为多次弯边的薄壁零件,加工难度较大。传统制作此类零件往往采用手工成形、落压成形的加工方式,但由于此类零件转折、过渡区较多,弯边处易发生起皱、微裂纹,且某些零件同时具有内外弯边,传统加工工艺制作过程难度极大,需熟练工人长时间工作,零件合格率仍不足40%,且零件的表面质量及成形的贴膜度等关键参数难以保证。目前各大航空工业企业相继引入橡皮囊成形设备,而拉深成形属于钣金成形的基础工艺,所以这种梯形型材零件的加工成型方法具有良好的推广价值。
[0003]另有中国专利号为:201410525255.X,公布日为2015.2.18,公开了涉及对航空钣金零件挤压型材下陷创建方法的改进。创建下陷的步骤如下:定义;标记几何元素和参数;输入下陷标准设计参数;偏置获得平面;偏置获得偏置曲面;在实体内相切连续扩展内侧面获得面列表;分割删除一侧实体;创建圆角,增厚生成下陷。本发明提出了一种改进的航空钣金零件挤压型材下陷创建方法,大大缩短了设计时间,提高了设计效率,保证了下陷的创建质量,实现了所创建下陷的规范化。然而,以上述发明主要针对型材,针对的阶梯形薄壁零件壁厚不超过1.5mm,易产生起皱、橘皮、微裂纹等,成形过程差异很大,加工难点也不尽相同。
发明内容
[0004]为了克服上述现有技术的缺陷,本发明提供了一种飞机阶梯形型薄壁零件的钣金成型工艺,其目的是保证零件的成型率和成型后的表面质量,避免因手工制作而造成的缺陷多、成形效率低等不利因素,保证零件加工质量,提高了生产效率。
[0005]为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
一种飞机阶梯形型薄壁零件的钣金成型工艺,其特征在于,包括以下步骤:
(1)根据预设的成形方案,利用三维数学模型,确定原材料尺寸;
(2)设计并制作拉深模具和橡皮囊成形工装;
(3)使用拉深模具,将原材料拉深成盆型初型件;
(4)将盆型初型件切割为两件,再通过橡皮囊成形工装将切割后的盆型初型件液压成形,获得阶梯型零件弯边,即得到最终成品零件。
[0006]所述步骤(I)中利用的三维数学模型为三维CATIA数学模型,确定原材料尺寸时需增加工艺余量。
[0007] 所述压成盆型初型件的拉深速度为0.3-0.4mm/s,压边圈压力为5.5-7.3MPa。
[0008]对于薄壁的多次弯边零件,先利用拉深模具进行双拉伸、然后橡皮囊液压成形的工艺方式。
[0009]成形过程中采用橡皮囊工装液压成形的方式,获得负角度的弯边。
[0010]本发明具有以下优点:
1、本发明采用先拉深,后液压成形的方法,合理利用了目前先进的加工设备,代替传统手工成形,加工效率有显著提升。
[0011] 2、本发明采用CAITA三维数学模型中的钣金模块,确定零件展开料的尺寸,减少了加工成形前的计算量。
[0012] 3、本发明采用双拉深成形的方式,成形零件的一、二次弯边,可以使原材料流动更加充分,避免手工成形时,弯边处出现应力集中的情况。根据零件材料及尺寸,设置拉深速度为0.3-0.4mm/s,压边圈压力为5.5-7.3MPa。
[0013] 4、本发明的第一次成型采用双拉伸的方式,改善了拉深时的受力状况,提高了零件的成形效率。
[0014] 5、本发明采用橡皮囊成形的方式,成形零件的负角度弯边,较传统手打模,加工质量及加工速率上,有了明显改善。
附图说明
[0015]图1是拟成形零件结构示意图。
[0016]图2是第一次拉深成形盆型初件示意图。
[0017]图3是第二次橡皮囊液压成形(即最终零件)示意图。
[0018] 标记说明:1、盆型初型件,1.1、一次弯边,1.2、二次弯边,1.3、三次弯边,1.4、四次变边。
具体实施方式
[0019] 实施例1
一种飞机阶梯形型薄壁零件的钣金成型工艺,包括以下步骤:
(1)根据预设的成形方案,利用三维数学模型,确定原材料尺寸;本步中利用的三维数学模型为三维CATIA数学模型,确定原材料尺寸时,需增加工艺余量(即成形方案的用量多一些);
(2)根据预设的成形方案,设计并制作拉深模具和橡皮囊成形工装;
(3)使用拉深模具,拉深速度为0.3-0.4mm/s,压边圈压力为5.5-7.3MPa,将原材料拉深成盆型初型件,所述盆型初型件就冲压成的形状如“盆”状;
(4)将盆型初型件切割为两件,再通过橡皮囊成形工装将切割后的盆型初型件液压成形,获得阶梯型零件弯边,即得到最终成品零件。
[0020]对于薄壁的多次弯边零件,先利用拉深模具进行双拉伸、然后橡皮囊液压成形的工艺方式,成形过程中采用橡皮囊工装液压成形的方式,获得负角度的弯边。
[0021 ]下面结合附图对本发明做进一步的说明:
如图1为预设的成形方案,即拟成形零件结构示意图。ί0022] 根据图1拟成形零件示意图:
1、下料:通过三维CATIA数学模型获得零件展开料尺寸,增加成型余量后,得到原材料所需尺寸,切割下料;
2、设计并制作拉深模具和橡皮囊成形工装;
3、利用拉深模具,使用双拉深的方法,将原材料使用冲压的方式,形成一次弯边1.1、二次弯边1.2的初成形,以获得如图2所示的盆型初型件I;
4、切割:将盆型初型件切割为两个(如图2所示,沿虚线切割成两个),为下一步二次成型做准备;
5、使用橡皮囊成形工装,采用橡皮囊液压成形的方式,将切割的零件进行三次弯边1.3、四次弯边1.4的二次成形,最终成四次弯边的零件,四次弯边是为负角度的零件,如图3所示。
[0023]本发明特别适用于成形壁厚< 1.5_的不锈钢、铝合金多次弯边薄壁零件。

Claims (5)

1.一种飞机阶梯形薄壁零件的钣金成型工艺,其特征在于,包括以下步骤: (1)根据预设的成形方案,利用三维数学模型,确定原材料尺寸; (2)设计并制作拉深模具和橡皮囊成形工装; (3)使用拉深模具,将原材料拉深成盆型初型件; (4)将盆型初型件切割为两件,再通过橡皮囊成形工装将切割后的盆型初型件液压成形,获得阶梯型零件弯边,即得到最终成品零件。
2.根据权利要求1所述的一种飞机阶梯形薄壁零件的钣金成型工艺,其特征在于:所述步骤(I)中利用的三维数学模型为三维CATIA数学模型,确定原材料尺寸及需增加工艺余量。
3.根据权利要求1所述的一种飞机阶梯形型薄壁零件的钣金成型工艺,其特征在于:所述冲压成盆型初型件的拉深速度为0.3-0.4mm/s,压边圈压力为5.5-7.3MPa。
4.根据权利要求1所述的一种飞机阶梯形薄壁零件的钣金成型工艺,其特征在于:对于薄壁的多次弯边零件,先利用拉深模具进行双拉伸、然后橡皮囊液压成形的工艺方式。
5.根据权利要求1所述的一种飞机阶梯形薄壁零件的钣金成型工艺,其特征在于:成形过程中采用橡皮囊工装液压成形的方式,获得负角度的弯边。
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