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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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
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
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。
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
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。
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。
所述步骤(1)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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
图1是拟成形零件结构示意图。
图2是第一次拉深成形盆型初件示意图。
图3是第二次橡皮囊液压成形（即最终零件）示意图。
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
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。
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。
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。
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1；
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。
本发明特别适用于成形壁厚≤1.5mm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(1)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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