CN107413948B - 一种复合结构的拉形模及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及飞机金属蒙皮制造领域，具体是一种复合结构的拉形模及其制造方法，包括上模组件和下模组件，所述上模组件和下模组件通过导向定位装置组件相连，所述上模组件位于下模组件的上方，所述下模组件的上表面设置有蒙皮零件定位孔制孔装置组件，所述下模组件的侧面设置有至少两个耳环形钩子。本发明具有复合结构特点的下模和上模，其基体采用铸铝材料并设有减轻槽、加强筋，因此能显著减轻拉形模总重量；铸铝基体型面上网格状分布的燕尾槽，因此能牢固固持可切削树脂、有效预防可切削树脂层开裂、脱落，延长拉形模使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及飞机金属蒙皮制造领域，具体是一种复合结构的拉形模及其制造方法。
背景技术
由于飞机气动外形及功能布局的需要，有的蒙皮是单曲面形状，有的是双曲面形状，还有的是“S”、局部有鼓包或凹陷的复杂形状。蒙皮零件的型面精度影响飞机装配质量，金属蒙皮零件的表面质量缺陷如压伤、划痕、起皱、桔皮等影响飞机疲劳寿命，因此，如何优质、高效生产复杂曲面蒙皮是飞机制造主机厂一直在研究、改进的重要课题之一。
拉形模是成形飞机金属蒙皮的重要专用工艺装备，其结构、型面材料、几何精度、表面质量决定金属蒙皮的精度、质量。对于单曲面、无鼓包的双曲面蒙皮，拉形模结构只有下模、起吊装置；对于“S”、局部有鼓包或凹陷的复杂曲面蒙皮，拉形模结构由下模、上模、导向定位机构、起吊装置等组成。
从文献资料来看，航空工业出版社1992年出版的《航空制造工程手册——飞机钣金工艺》第12章《蒙皮零件成形》第12.4.7.2节介绍的拉形模结构形式有：木框或竹胶板框环氧胶砂模、金属骨架环氧塑料模、以泡沫塑料为基体的环氧树脂+玻璃钢型面模。实践证明，这些结构的拉形模已经无法满足现代飞机对金属蒙皮的技术、质量、寿命、可靠性等新要求
从国内飞机制造主机厂的实际情况来看，早期的拉形模结构为“木质基体+环氧树脂型面层”，由于其精度低、寿命短，因此从20年前开始就被逐步淘汰；20年前开始研究、试验采用“钢框架+铁丝网+石英砂+环氧树脂”的结构，由于此种结构的表面环氧树脂容易开裂，影响拉形模精度、寿命，因此大约从5年前开始被逐步淘汰；20年前也开始研究、试验采用全铸钢材料、全铸铝材料的结构，由于难以保证蒙皮零件表面质量，因此10年前开始研究、试验以铸钢、铸铝为基体，型面敷环氧树脂层或可切削树脂层的复合结构。
铸钢材料强度高、硬度高、耐磨性好、寿命长，具有可直接在基体上钻孔、攻丝以便连接导向定位装置的优点，但同时有难以克服的诸多缺点，如因为其硬度远远高于铝合金蒙皮，因此会经常造成铝合金蒙皮的表面存在碰伤、划痕等质量缺陷；又如由于上、下模的间隙难以实现与蒙皮厚度完全均匀、一致，因此会经常造成铝合金蒙皮的表面存在局部压伤、压薄，且无法消除拉形过程中的起皱等质量缺陷；再如因为铸钢材料的密度高，制造大型、超大型蒙皮拉形模时其重量往往超过5吨甚至10吨以上，超过了生产现场、运输过程中吊车、设备的承载能力，安全隐患很大。此外，铸钢材料型面上的刻线只有约0.2mm深、0.2mm粗，本来就不易识别，而铸钢材料极易锈蚀、表面粗糙度很难达到Ra0.8，锈蚀不但影响型面粗糙度，而且影响型面上本来就不易识别的各种标记、刻线的清晰度及寿命，影响工人正确、快速识别，极易造成错误识别导致产品故障甚至报废。后来，研究、试验了在铸钢基体型面上直接敷环氧树脂层或可切削树脂层，但发现树脂层与基体粘接性差，树脂容易脱层、脱落，需要经常返修。以上缺点无法满足技术、质量要求越来越高的现代飞机制造。
铸铝的密度约为铸钢的34.5%，同一套拉形模其重量将减轻65.5%，因此铸铝材料成为大型、超大型拉形模制造的理想材料。但直接采用全铸铝材料仍存在诸多缺点，如因为其强度低、脆性大，连接导向定位装置的螺纹孔、定位销孔易变形、易滑丝，导向定位装置易脱落、寿命短、可靠性低；又如由于上、下模的间隙难以实现与蒙皮厚度完全均匀、一致，因此无法消除拉形过程中的起皱等质量缺陷；再如因为铸铝的硬度低、铸造杂质和各种缺陷多，表面粗糙度很难达到Ra0.8、全型面区域粗糙度值难以完全一致，铸铝型面与铝合金蒙皮之间的摩擦系数大且不均匀，等等问题，因此造成铝合金蒙皮拉形过程中材料流动困难，起皱、厚度变薄甚至开裂等表面质量缺陷多。后来，研究、试验了在铸铝基体型面上直接敷环氧树脂层或可切削树脂层，但发现树脂层与基体粘接性差，树脂容易脱层、脱落，需要经常返修。以上缺点仍无法满足技术、质量要求越来越高的现代飞机制造。
为发挥铸铝材料拉形模存在的优点、克服其存在的缺点，需要研究、试验以铸铝材料为基体的拉形模新型结构及制造方法。
如专利申请号为CN200910164293.6，申请日为2009.08.26，名称为“一种多点成形飞机蒙皮的方法”的发明专利，其具体内容如下：本发明公开了一种多点成形飞机蒙皮的方法，其特征在于：用于成形的柔性多点拉形模具是利用有限元软件建立柔性多点拉形模具蒙皮拉形模型，确定材料参数和拉伸力、加载轨迹等边界条件，对拉形过程进行仿真分析，获得零件的回弹情况，利用回弹结果反向修正柔性多点拉形模具的型面，得到了补偿后的柔性多点拉形模具的型面；然后将弹性垫(3)铺在柔性多点拉形模具的型面上，蒙皮板料(4)在弹性垫(3)表面进行拉形，最终形成飞机蒙皮曲面。
上述专利的模具成形原理及结构显著不同：附件专利属于多点成形技术，是将整体模具离散化，通过计算机控制若干个分散、规则排列的小型基本单元体（球头柱状体）的Z方向坐标（高度值），形成若干个空间三维“点云”，从而以“近似、拟合”的方式成形出产品零件的曲面形状；模具功能显著不同：多点成形技术的的模具是一台“通用设备”，只能用于零件曲面成形，不能用于不同零件全型面几何精度的精确检验、外形检验、其它工装如切割样板、化铣样板的制造依据；成形的产品零件表面质量不同：多点成形技术成形的产品零件由于其成形原理的特点，产品零件的上下两面均存在若干点状压痕、线状滑痕、凹凸波纹等缺陷，特别是在成形3mm以下的退火状态（较软、但流动性好）的薄板金属材料时缺陷明显。虽然采取了防皱多点成形技术、弹性垫板隔离技术等，产品零件的表面缺陷有所减轻，但仍然不能满足现代飞机蒙皮零件表面质量的要求；
发明内容
解决全铸钢材料拉形模、全铸铝材料拉形模存在的上述缺点，本发明提出一种复合结构的拉形模及其制造方法。
为实现上述技术效果，本发明技术方案如下：
一种复合结构的拉形模，其特征在于：包括上模组件和下模组件，所述上模组件和下模组件通过导向定位装置组件相连，所述上模组件位于下模组件的上方，所述下模组件的上表面设置有蒙皮零件定位孔制孔装置组件，所述下模组件的侧面设置有至少两个耳环形钩子。
所述下模组件包括下模铸铝基体，所述下模铸铝基体的上表面设置有波浪形的下模可切削树脂型面层，所述下模可切削树脂型面层上分别设置有型面拐点线、型面刻线及标记和蒙皮零件定位孔，所述下模可切削树脂型面层的边缘设置有下模拉形圆角。
所述上模组件包括上模铸铝基体，所述上模铸铝基体的下表面设置有与下模组件上表面相适配的波浪形上模可切削树脂型面层，所述上模可切削树脂型面层的边缘设置有上模拉形圆角。
所述蒙皮零件定位孔制孔装置组件包括可切削树脂钻模板，所述可切削树脂钻模板中设置有通孔，所述通孔内设置有浇注衬套，通孔中的浇注衬套内套接有插销，所述插销穿过通孔，插销的底部套接有浇注衬套。
所述浇注衬套包括第一浇注衬套、第二浇注衬套、第三浇注衬套和第四浇注衬套。四部分均采用高硬度材料，且均具有防转、防脱落结构，从这方面来讲，具有共性；但各自具有以下特点：1、从功能上来讲，第一浇注衬套和第二浇注衬套是用于精确定位可切削树脂钻模板的，而第三浇注衬套和第四浇注衬套是用于钻制飞机蒙皮零件定位孔的； 2、从使用顺序上来讲，需要先用第一浇注衬套、第二浇注衬套、插销定位好可切削树脂钻模板，再利用第三浇注衬套和第四浇注衬套钻制飞机蒙皮零件定位孔； 3、 从位置、尺寸来源上来讲，第一浇注衬套 、第四浇注衬套是浇铸在下模可切削树脂型面层内的，第一浇注衬套的内孔尺寸由工装设计确定，第四浇注衬套的内孔尺寸由零件生产工艺确定，这两个尺寸可以相同，也可以不相同；第二浇注衬套和第三浇注衬套是固定在可切削树脂钻模板可切削树脂钻模板内的，第二浇注衬套的内孔尺寸由工装设计确定，第三浇注衬套的内孔尺寸由零件生产工艺确定，这两个尺寸可以相同，也可以不相同； 4、 从技术要求上来讲，第一浇注衬套与第二浇注衬套要求尺寸、公差均相同，且装配后的同轴度要求在0.02mm以内，第三浇注衬套的孔径要求小于第四浇注衬套的孔径0.1mm到0.2mm，且装配后的同轴度要求在0.05mm以内即可。
所述导向定位装置组件包括上模垫板和下模垫板，所述上模垫板外侧面安装有上模导滑板，所述下模垫板的外侧面安装有下模导滑板，上模导滑板是位于下模导滑板形成的滑槽内，且保持有单面间隙，单面间隙为0.2mm-0.3mm，所述上模垫板的内侧面安装有铸入式上连接钢板，所述下模垫板的内侧面安装有铸入式下连接钢板。
一种复合结构的拉形模的制造方法，其特征在于：
设计：
第一步：设计下模可切削树脂型面层；
具体步骤为：从飞机理论外形曲面或工艺数模曲面上提取蒙皮零件外形线沿周外10mm到30mm以内区域的型面作为基本型面，根据零件毛坯尺寸单面加大100mm到200mm确定四周最大外形，最大外形与基本型面之间设计过渡曲面；然后调整型面、确定最佳拉形方向，保证各凸起高处等高；再设计两侧的拉形角、拉形圆角，拉形角70°-80°，拉形圆角大于R20mm并保持光滑、流线；再提取蒙皮零件外形线，设计零件余量线、定位耳片、第一浇注衬套、第四浇注衬套；最后以等厚曲面、距离为25mm到30mm的方式得到实体，完成该零件的全部设计。
第二步：设计下模铸铝基体；
具体步骤为：按设计好的下模可切削树脂型面层确定四周外形及曲面型面，然后根据拉形力及设备需要确定拉形模最低高度、最高高度范围，设计毛坯形状；再在毛坯曲面上设计与下模可切削树脂型面层牢固连接的纵、横燕尾槽；再设计减轻槽、加强筋；最后设计非拉形两端的铸入式下连接钢板、耳环形钩子，完成该零件的全部设计。
第三步：设计上模可切削树脂型面层；
具体步骤为：按设计好的下模可切削树脂型面层，以等厚曲面、距离为零件标准厚度的方式得到上模可切削树脂型面层的下型面，再以等厚曲面、距离为25mm到30mm的方式得到上模可切削树脂层的上型面，拉形方向上模可切削树脂型面层的两侧面以不超过下模可切削树脂型面层型面拐点线、非拉形两侧与下模可切削树脂型面层齐平的原则进行设计，最后四周锐边倒圆，倒圆半径不小于R5mm，完成该零件的全部设计。
第四步：设计上模铸铝基体；
具体步骤为：按设计好的上模可切削树脂型面层确定四周外形及曲面型面，然后确定拉形模最低高度、最高高度范围，设计毛坯形状；再在毛坯曲面上设计与下模可切削树脂层牢固连接的纵、横燕尾槽；再设计减轻槽、加强筋；最后设计非拉形两端的铸入式上连接钢板、耳环形钩子，完成该零件的全部设计。
制作：
第一步：按下模铸铝基体、上模铸铝基体的理论数模放大下模可切削树脂层作为制造铸造翻砂模的数模；
第二步：采用聚乙烯泡沫塑料制造翻砂模，数控加工翻砂模的外形、减轻槽、型面后，可直接用电加热丝手工切割出型面上的燕尾槽，也可用电加热丝手工切割10mm厚的梯形泡沫板，然后粘接在主体上；
第三步：按翻砂模造砂型，同时按数模位置、方向在砂型内安装铸入式上连接钢板、铸入式下连接钢板和耳环形钩子；
第四步：熔化、浇铸铝水，避免直接冲击铸入物体，防止铸入物体移位、坠落；待铸件冷却至室温后开箱，检查铸件质量尤其是铸入物体是否有脱落、松动等，清砂、去除浇铸冒口、毛刺等；
第五步：加工下模铸铝基体、上模铸铝基体基准底面，再加工铸入式上连接钢板、铸入式下连接钢板安装面，安装面与基准底面垂直度0.1mm；
第六步：加工下模型面浇注过渡模基体，然后在其型面上敷1mm厚的玻璃钢层；
第七步：下模铸铝基体与玻璃钢层之间保持下模可切削树脂层的厚度再加5mm加工余量的间隙，浇注可切削树脂液体；
第八步：可切削树脂液体固化后，数控加工下模可切削树脂层型面、刻线、定位孔、基准孔等；
第九步：数控测量型面、刻线、定位孔等；
第十步：下模可切削树脂层型面上用胶水粘接铅皮，铅皮厚度与蒙皮零件一致，且误差不大于0.05mm；
第十一步：先安装上模的上模导滑钢板、铸入式上连接钢板和上模钢垫板；然后上、下模对合，下模可切削树脂层与上模铸铝基体型面之间保持上模可切削树脂层厚度的间隙，调平下模铸铝基体与上模铸铝基体的基准平面，平行误差不大于0.1mm；再浇注可切削塑料液体，固化后得到上模可切削树脂层；最后安装铸入式下连接钢板、下模钢垫板和下模钢导滑板，保证上模导滑钢板、下模钢导滑板之间单面间隙0.2mm到0.3mm，并涂油润滑、防锈。
第十二步：脱模，清除型面上铅皮7、残余胶水等，砂光型面、拉形圆角等，保证粗糙度不低于Ry0.4；
第十三步：浇注可切削树脂钻模板，并在基体内嵌入第二浇注衬套、第三浇注衬套，保证第二浇注衬套、第一浇注衬套同轴度0.02mm，保证第三浇注衬套、第四浇注衬套同轴度0.05mm；
第十四步：用深颜色如红色、黑色等油性记号笔填描刻线、标记，然后在其表面涂抹一层0.05-0.1mm厚度的透明清漆作为保护层；
第十五步：称重、标记，完成拉形模制造，交付试模。
本发明的优点在于：
1、采用本发明的技术方案，拉形模的高精度零部件永不锈蚀，可切削树脂表面粗糙度可以达到Ry0.4、再加上树脂材料具有自润滑特性，因此能比较容易的确保铝合金蒙皮零件表面质量、精度质量；拉形模总重量轻、使用寿命长，能提升现有设备的生产能力一倍以上，且安全生产可靠性得到提高。本发明特别适合于大型、超大型金属蒙皮拉形模的设计、制造。
2、本发明具有复合结构特点的下模和上模，其基体采用铸铝材料并设有减轻槽、加强筋，因此能显著减轻拉形模总重量；铸铝基体型面上网格状分布的燕尾槽，因此能牢固固持可切削树脂、有效预防可切削树脂层开裂、脱落，延长拉形模使用寿命；拉形模型面采用可切削树脂，其硬度低于铝合金材料，表面粗糙度容易砂光到不低于Ry0.4，且具有自润滑特性，因此能消除蒙皮碰伤、划痕、局部压薄、起皱等缺陷；按本发明设计、制造的下模、上模型面，能保障蒙皮拉形基本等速流动，因此能提高蒙皮拉形效率、质量；具有复合结构特点的钻模板采用可切削树脂内注入具有防脱落、防旋转结构且高硬度的衬套，因此耐磨性好、寿命长、重量轻、精度高、不划伤蒙皮零件表面；铸入式导向定位装置能克服铸铝材料强度低、脆性大、硬度低、耐磨性差的缺点，发挥碳钢材料强度高、刚性强、硬度高、耐磨性好的优点，防脱落、防旋转结构能确保导向定位装置寿命长、精度高、可靠性好；耳环形钩子为整体锻造件，在铸铝毛坯铸造时即铸入，具有防脱落、防旋转结构，因此能确保拉形模整个制造过程中的吊装、运输安全；下模、上模的铸件翻砂模采用聚乙烯泡沫塑料，翻砂模数模按下模、上模理论数模放大1.2%的体积收缩率制造，成本低廉、铸件精度高；拉形模下模的可切削树脂采用过渡模浇注，过渡模材料采用聚乙烯泡沫塑料，且型面上铺有约1mm厚的玻璃钢布，成本低廉、型面精度高；述拉形模上模的可切削树脂按下模型面浇注，下模型面上铺有与蒙皮零件厚度一致的铅皮材料，铅皮材料表面涂有脱模剂，成本低廉、型面精度高。
3、本发明的模具是整体结构，模具型面光滑连续，是“曲面”不是“点云”,且上模和下模的“曲面”本身就是产品零件的真实曲面或回弹工艺数模的真实曲面，是以“真实”的方式精确成形出产品零件的曲面形状。
4、本发明的模具可以用于对应零件全型面几何精度的精确检验、外形检验、其它工装如切割样板、化铣样板的制造依据。
5、本发明的模具上、下模都是曲面，与产品零件接触的曲面是一种先进的可切削树脂材料（硬度值为D85左右，低于铝合金材料、不会压伤、划伤产品零件），且上、下模之间间隙均匀（与产品零件厚度一致），因此整个型面受力均匀，不会产生点状压痕、线状滑痕、凹凸波纹等缺陷，能够满足现代飞机蒙皮零件表面质量的要求。
附图说明
图1-3分别是本发明总装示意图、上模组件示意图、下模组件示意图。
图4是本发明蒙皮零件定位孔制孔钻模板组件示意图。
图5是本发明上、下模的导向定位组件示意图。
图6是本发明铸铝基体与导向定位装置的铸入式上、下连接钢板、铸入式耳环形钩子示意图。
图7是本发明铸铝基体燕尾槽示意图。
图8是本发明耳环形钩子防脱落、防旋转结构示意图。
图9是本发明下模可切削树脂浇方法注示意图。
图10是本发明上模可切削树脂浇注方法示意图。
图11-12是本发明浇注衬套的防脱落、防旋转结构示意图。
图13-14是本发明铸入式上、下连接钢板防脱落、防旋转结构示意图。
附图中：下模组件1、下模铸铝基体1.1、下模可切削树脂层1.2、型面拐点线1.3、零件外形线1.4、零件定位孔1.5、下模拉形圆角1.6、上模组件2、上模铸铝基体2.1、上模可切削树脂层2.2、上模拉形圆角2.3、蒙皮零件定位孔制孔装置组件3、可切削树脂钻模板3.1、第一浇注衬套3.2、第二浇注衬套3.3、插销3.4、第三浇注衬套3.5、第四浇注衬套3.6、导向定位装置组件4、上模导滑钢板4.1、铸入式上连接钢板4.2、上模钢垫板4.3、铸入式下连接钢板4.4、下模钢垫板4.5、下模钢导滑板4.6、耳环形钩子5、浇注过渡模基体6.1、玻璃钢层6.2、铅皮7。
具体实施方式
实施例1
一种复合结构的拉形模包括上模组件2和下模组件1，所述上模组件2和下模组件1通过导向定位装置组件4相连，所述上模组件2位于下模组件1的上方，所述下模组件1的上表面设置有蒙皮零件定位孔1.5制孔装置组件，所述下模组件1的侧面设置有至少两个耳环形钩子5。
实施例2
一种复合结构的拉形模包括上模组件2和下模组件1，所述上模组件2和下模组件1通过导向定位装置组件4相连，所述上模组件2位于下模组件1的上方，所述下模组件1的上表面设置有蒙皮零件定位孔1.5制孔装置组件，所述下模组件1的侧面设置有至少两个耳环形钩子5。
所述下模组件1包括下模铸铝基体1.1，所述下模铸铝基体1.1的上表面设置有波浪形的下模可切削树脂型面层，所述下模可切削树脂型面层上分别设置有型面拐点线1.3、型面刻线及标记和蒙皮零件定位孔1.5，所述下模可切削树脂型面层的边缘设置有下模拉形圆角1.6。
所述上模组件2包括上模铸铝基体2.1，所述上模铸铝基体2.1的下表面设置有与下模组件1上表面相适配的波浪形上模可切削树脂型面层，所述上模可切削树脂型面层的边缘设置有上模拉形圆角2.3。
所述蒙皮零件定位孔1.5制孔装置组件包括可切削树脂钻模板3.1，所述可切削树脂钻模板3.1中设置有通孔，所述通孔内设置有浇注衬套，通孔中的浇注衬套内套接有插销3.4，所述插销3.4穿过通孔，插销3.4的底部套接有浇注衬套。
所述浇注衬套包括第一浇注衬套3.2、第二浇注衬套3.3、第三浇注衬套3.5和第四浇注衬套3.6。四部分均采用高硬度材料，且均具有防转、防脱落结构，从这方面来讲，具有共性；但各自具有以下特点：1、从功能上来讲，第一浇注衬套3.2和第二浇注衬套3.3是用于精确定位可切削树脂钻模板3.1的，而第三浇注衬套3.5和第四浇注衬套3.6是用于钻制飞机蒙皮零件定位孔1.5的； 2、从使用顺序上来讲，需要先用第一浇注衬套3.2、第二浇注衬套3.3、插销3.4定位好可切削树脂钻模板3.1，再利用第三浇注衬套3.5和第四浇注衬套3.6钻制飞机蒙皮零件定位孔1.5； 3、 从位置、尺寸来源上来讲，第一浇注衬套3.2 、第四浇注衬套3.6是浇铸在下模可切削树脂型面层内的，第一浇注衬套3.2的内孔尺寸由工装设计确定，第四浇注衬套3.6的内孔尺寸由零件生产工艺确定，这两个尺寸可以相同，也可以不相同；第二浇注衬套3.3和第三浇注衬套3.5是固定在可切削树脂钻模板3.1可切削树脂钻模板3.1内的，第二浇注衬套3.3的内孔尺寸由工装设计确定，第三浇注衬套3.5的内孔尺寸由零件生产工艺确定，这两个尺寸可以相同，也可以不相同； 4、 从技术要求上来讲，第一浇注衬套3.2与第二浇注衬套3.3要求尺寸、公差均相同，且装配后的同轴度要求在0.02mm以内，第三浇注衬套3.5的孔径要求小于第四浇注衬套3.6的孔径0.1mm到0.2mm，且装配后的同轴度要求在0.05mm以内即可。
所述导向定位装置组件4包括上模垫板和下模垫板，所述上模垫板外侧面安装有上模导滑板，所述下模垫板的外侧面安装有下模导滑板，上模导滑板是位于下模导滑板形成的滑槽内，且保持有单面间隙，单面间隙为0.2mm-0.3mm，所述上模垫板的内侧面安装有铸入式上连接钢板4.2，所述下模垫板的内侧面安装有铸入式下连接钢板4.4。
实施例3
一种复合结构的拉形模的制造方法，其特征在于：
设计：
第一步：设计下模可切削树脂型面层；
具体步骤为：从飞机理论外形曲面或工艺数模曲面上提取蒙皮零件外形线1.4沿周外10mm到30mm以内区域的型面作为基本型面，根据零件毛坯尺寸单面加大100mm到200mm确定四周最大外形，最大外形与基本型面之间设计过渡曲面；然后调整型面、确定最佳拉形方向，保证各凸起高处等高；再设计两侧的拉形角、拉形圆角，拉形角70°-80°，拉形圆角大于R20mm并保持光滑、流线；再提取蒙皮零件外形线1.4，设计零件余量线、定位耳片、第一浇注衬套3.2、第四浇注衬套3.6；最后以等厚曲面、距离为25mm到30mm的方式得到实体，完成该零件的全部设计，如图2所示。
第二步：设计下模铸铝基体1.1；
具体步骤为：按设计好的下模可切削树脂型面层确定四周外形及曲面型面，然后根据拉形力及设备需要确定拉形模最低高度、最高高度范围，设计毛坯形状；再在毛坯曲面上设计与下模可切削树脂型面层牢固连接的纵、如图7所示的横燕尾槽；再设计减轻槽、加强筋；最后设计非拉形两端的铸入式下连接钢板4.4、耳环形钩子5，完成该零件的全部设计，如图1、2、6、7、8所示。
第三步：设计上模可切削树脂型面层；
具体步骤为：按设计好的下模可切削树脂型面层，以等厚曲面、距离为零件标准厚度的方式得到上模可切削树脂型面层的下型面，再以等厚曲面、距离为25mm到30mm的方式得到上模可切削树脂层2.2的上型面，拉形方向上模可切削树脂型面层的两侧面以不超过下模可切削树脂型面层型面拐点线1.3、非拉形两侧与下模可切削树脂型面层齐平的原则进行设计，最后四周锐边倒圆，倒圆半径不小于R5mm，完成该零件的全部设计，如图3所示。
第四步：设计上模铸铝基体2.1；
具体步骤为：按设计好的上模可切削树脂型面层确定四周外形及曲面型面，然后确定拉形模最低高度、最高高度范围，设计毛坯形状；再在毛坯曲面上设计与下模可切削树脂层1.2牢固连接的纵、如图7所示的横燕尾槽；再设计减轻槽、加强筋；最后设计非拉形两端的铸入式上连接钢板4.2、耳环形钩子5，完成该零件的全部设计，如图1、3、6、7、8所示。
制作：
第一步：按下模铸铝基体1.1、上模铸铝基体2.1的理论数模放大下模可切削树脂层1.2作为制造铸造翻砂模的数模；
第二步：采用聚乙烯泡沫塑料制造翻砂模，数控加工翻砂模的外形、减轻槽、型面后，可直接用电加热丝手工切割出型面上的燕尾槽，也可用电加热丝手工切割10mm厚的梯形泡沫板，然后粘接在主体上，如图7所示；
第三步：按翻砂模造砂型，同时按数模位置、方向在砂型内安装铸入式上连接钢板4.2、铸入式下连接钢板4.4和耳环形钩子5；
第四步：熔化、浇铸铝水，避免直接冲击铸入物体，防止铸入物体移位、坠落；待铸件冷却至室温后开箱，检查铸件质量尤其是铸入物体是否有脱落、松动等，清砂、去除浇铸冒口、毛刺等；
第五步：加工下模铸铝基体1.1、上模铸铝基体2.1基准底面，再加工铸入式上连接钢板4.2、铸入式下连接钢板4.4安装面，安装面与基准底面垂直度0.1mm；
第六步：加工下模型面浇注过渡模基体6.1，然后在其型面上敷1mm厚的玻璃钢层6.2；
第七步：下模铸铝基体1.1与玻璃钢层6.2之间保持下模可切削树脂层1.2的厚度再加5mm加工余量的间隙，浇注可切削树脂液体；
第八步：可切削树脂液体固化后，数控加工下模可切削树脂层1.2型面、刻线、定位孔、基准孔等；
第九步：数控测量型面、刻线、定位孔等；
第十步：下模可切削树脂层1.2型面上用胶水粘接铅皮7，铅皮7厚度与蒙皮零件一致，且误差不大于0.05mm；
第十一步：先安装上模的上模导滑钢板4.1、铸入式上连接钢板4.2和上模钢垫板4.3；然后上、下模对合，下模可切削树脂层1.2与上模铸铝基体2.1型面之间保持上模可切削树脂层2.2厚度的间隙，调平下模铸铝基体1.1与上模铸铝基体2.1的基准平面，平行误差不大于0.1mm；再浇注可切削塑料液体，固化后得到上模可切削树脂层2.2；最后安装铸入式下连接钢板4.4、下模钢垫板4.5和下模钢导滑板4.6，保证上模导滑钢板4.1、下模钢导滑板4.6之间单面间隙0.2mm到0.3mm，并涂油润滑、防锈。
第十二步：脱模，清除型面上铅皮7、残余胶水等，砂光型面、拉形圆角等，保证粗糙度不低于Ry0.4；
第十三步：浇注可切削树脂钻模板3.1，并在基体内嵌入第二浇注衬套3.3、第三浇注衬套3.5，保证第二浇注衬套3.3、第一浇注衬套3.2同轴度0.02mm，保证第三浇注衬套3.5、第四浇注衬套3.6同轴度0.05mm；
第十四步：用深颜色如红色、黑色等油性记号笔填描刻线、标记，然后在其表面涂抹一层0.05-0.1mm厚度的透明清漆作为保护层；
第十五步：称重、标记，完成拉形模制造，交付试模。
实施例4
一种复合结构的拉形模包括上模组件2和下模组件1，所述上模组件2和下模组件1通过导向定位装置组件4相连，所述上模组件2位于下模组件1的上方，所述下模组件1的上表面设置有蒙皮零件定位孔1.5制孔装置组件，所述下模组件1的侧面设置有至少两个耳环形钩子5。
所述下模组件1包括下模铸铝基体1.1，所述下模铸铝基体1.1的上表面设置有波浪形的下模可切削树脂型面层，所述下模可切削树脂型面层上分别设置有型面拐点线1.3、型面刻线及标记和蒙皮零件定位孔1.5，所述下模可切削树脂型面层的边缘设置有下模拉形圆角1.6。
所述上模组件2包括上模铸铝基体2.1，所述上模铸铝基体2.1的下表面设置有与下模组件1上表面相适配的波浪形上模可切削树脂型面层，所述上模可切削树脂型面层的边缘设置有上模拉形圆角2.3。
所述蒙皮零件定位孔1.5制孔装置组件包括可切削树脂钻模板3.1，所述可切削树脂钻模板3.1中设置有通孔，所述通孔内设置有浇注衬套，通孔中的浇注衬套内套接有插销3.4，所述插销3.4穿过通孔，插销3.4的底部套接有浇注衬套。
所述浇注衬套包括第一浇注衬套3.2、第二浇注衬套3.3、第三浇注衬套3.5和第四浇注衬套3.6。四部分均采用高硬度材料，且均具有防转、防脱落结构，从这方面来讲，具有共性；但各自具有以下特点：1、从功能上来讲，第一浇注衬套3.2和第二浇注衬套3.3是用于精确定位可切削树脂钻模板3.1的，而第三浇注衬套3.5和第四浇注衬套3.6是用于钻制飞机蒙皮零件定位孔1.5的； 2、从使用顺序上来讲，需要先用第一浇注衬套3.2、第二浇注衬套3.3、插销3.4定位好可切削树脂钻模板3.1，再利用第三浇注衬套3.5和第四浇注衬套3.6钻制飞机蒙皮零件定位孔1.5； 3、 从位置、尺寸来源上来讲，第一浇注衬套3.2 、第四浇注衬套3.6是浇铸在下模可切削树脂型面层内的，第一浇注衬套3.2的内孔尺寸由工装设计确定，第四浇注衬套3.6的内孔尺寸由零件生产工艺确定，这两个尺寸可以相同，也可以不相同；第二浇注衬套3.3和第三浇注衬套3.5是固定在可切削树脂钻模板3.1可切削树脂钻模板3.1内的，第二浇注衬套3.3的内孔尺寸由工装设计确定，第三浇注衬套3.5的内孔尺寸由零件生产工艺确定，这两个尺寸可以相同，也可以不相同； 4、 从技术要求上来讲，第一浇注衬套3.2与第二浇注衬套3.3要求尺寸、公差均相同，且装配后的同轴度要求在0.02mm以内，第三浇注衬套3.5的孔径要求小于第四浇注衬套3.6的孔径0.1mm到0.2mm，且装配后的同轴度要求在0.05mm以内即可。
所述导向定位装置组件4包括上模垫板和下模垫板，所述上模垫板外侧面安装有上模导滑板，所述下模垫板的外侧面安装有下模导滑板，上模导滑板是位于下模导滑板形成的滑槽内，且保持有单面间隙，单面间隙为0.2mm-0.3mm，所述上模垫板的内侧面安装有铸入式上连接钢板4.2，所述下模垫板的内侧面安装有铸入式下连接钢板4.4。
一种复合结构的拉形模的制造方法，包括
设计：
第一步：设计下模可切削树脂型面层；
具体步骤为：从飞机理论外形曲面或工艺数模曲面上提取蒙皮零件外形线1.4沿周外10mm到30mm以内区域的型面作为基本型面，根据零件毛坯尺寸单面加大100mm到200mm确定四周最大外形，最大外形与基本型面之间设计过渡曲面；然后调整型面、确定最佳拉形方向，保证各凸起高处等高；再设计两侧的拉形角、拉形圆角，拉形角70°-80°，拉形圆角大于R20mm并保持光滑、流线；再提取蒙皮零件外形线1.4，设计零件余量线、定位耳片、第一浇注衬套3.2、第四浇注衬套3.6；最后以等厚曲面、距离为25mm到30mm的方式得到实体，完成该零件的全部设计，如图2所示。
第二步：设计下模铸铝基体1.1；
具体步骤为：按设计好的下模可切削树脂型面层确定四周外形及曲面型面，然后根据拉形力及设备需要确定拉形模最低高度、最高高度范围，设计毛坯形状；再在毛坯曲面上设计与下模可切削树脂型面层牢固连接的纵、如图7所示的横燕尾槽；再设计减轻槽、加强筋；最后设计非拉形两端的铸入式下连接钢板4.4、耳环形钩子5，完成该零件的全部设计，如图1、2、6、7、8所示。
第三步：设计上模可切削树脂型面层；
具体步骤为：按设计好的下模可切削树脂型面层，以等厚曲面、距离为零件标准厚度的方式得到上模可切削树脂型面层的下型面，再以等厚曲面、距离为25mm到30mm的方式得到上模可切削树脂层2.2的上型面，拉形方向上模可切削树脂型面层的两侧面以不超过下模可切削树脂型面层型面拐点线1.3、非拉形两侧与下模可切削树脂型面层齐平的原则进行设计，最后四周锐边倒圆，倒圆半径不小于R5mm，完成该零件的全部设计，如图3所示。
第四步：设计上模铸铝基体2.1；
具体步骤为：按设计好的上模可切削树脂型面层确定四周外形及曲面型面，然后确定拉形模最低高度、最高高度范围，设计毛坯形状；再在毛坯曲面上设计与下模可切削树脂层1.2牢固连接的纵、如图7所示的横燕尾槽；再设计减轻槽、加强筋；最后设计非拉形两端的铸入式上连接钢板4.2、耳环形钩子5，完成该零件的全部设计，如图1、3、6、7、8所示。
制作：
第一步：按下模铸铝基体1.1、上模铸铝基体2.1的理论数模放大下模可切削树脂层1.2作为制造铸造翻砂模的数模；
第二步：采用聚乙烯泡沫塑料制造翻砂模，数控加工翻砂模的外形、减轻槽、型面后，可直接用电加热丝手工切割出型面上的燕尾槽，也可用电加热丝手工切割10mm厚的梯形泡沫板，然后粘接在主体上，如图7所示；
第三步：按翻砂模造砂型，同时按数模位置、方向在砂型内安装铸入式上连接钢板4.2、铸入式下连接钢板4.4和耳环形钩子5；
第四步：熔化、浇铸铝水，避免直接冲击铸入物体，防止铸入物体移位、坠落；待铸件冷却至室温后开箱，检查铸件质量尤其是铸入物体是否有脱落、松动等，清砂、去除浇铸冒口、毛刺等；
第五步：加工下模铸铝基体1.1、上模铸铝基体2.1基准底面，再加工铸入式上连接钢板4.2、铸入式下连接钢板4.4安装面，安装面与基准底面垂直度0.1mm；
第六步：加工下模型面浇注过渡模基体6.1，然后在其型面上敷1mm厚的玻璃钢层6.2；
第七步：下模铸铝基体1.1与玻璃钢层6.2之间保持下模可切削树脂层1.2的厚度再加5mm加工余量的间隙，浇注可切削树脂液体；
第八步：可切削树脂液体固化后，数控加工下模可切削树脂层1.2型面、刻线、定位孔、基准孔等；
第九步：数控测量型面、刻线、定位孔等；
第十步：下模可切削树脂层1.2型面上用胶水粘接铅皮7，铅皮7厚度与蒙皮零件一致，且误差不大于0.05mm；
第十一步：先安装上模的上模导滑钢板4.1、铸入式上连接钢板4.2和上模钢垫板4.3；然后上、下模对合，下模可切削树脂层1.2与上模铸铝基体2.1型面之间保持上模可切削树脂层2.2厚度的间隙，调平下模铸铝基体1.1与上模铸铝基体2.1的基准平面，平行误差不大于0.1mm；再浇注可切削塑料液体，固化后得到上模可切削树脂层2.2；最后安装铸入式下连接钢板4.4、下模钢垫板4.5和下模钢导滑板4.6，保证上模导滑钢板4.1、下模钢导滑板4.6之间单面间隙0.2mm到0.3mm，并涂油润滑、防锈。
第十二步：脱模，清除型面上铅皮7、残余胶水等，砂光型面、拉形圆角等，保证粗糙度不低于Ry0.4；
第十三步：浇注可切削树脂钻模板3.1，并在基体内嵌入第二浇注衬套3.3、第三浇注衬套3.5，保证第二浇注衬套3.3、第一浇注衬套3.2同轴度0.02mm，保证第三浇注衬套3.5、第四浇注衬套3.6同轴度0.05mm；
第十四步：用深颜色如红色、黑色等油性记号笔填描刻线、标记，然后在其表面涂抹一层0.05-0.1mm厚度的透明清漆作为保护层；
第十五步：称重、标记，完成拉形模制造，交付试模。
Claims (7)
1.一种复合结构的拉形模的制造方法，其特征在于：包括
设计：
第一步：设计下模可切削树脂型面层；
具体步骤为：从飞机理论外形曲面或工艺数模曲面上提取蒙皮零件外形线（1.4）沿周外10mm到30mm以内区域的型面作为基本型面，根据零件毛坯尺寸单面加大100mm到200mm确定四周最大外形，最大外形与基本型面之间设计过渡曲面；然后调整型面、确定最佳拉形方向，保证各凸起高处等高；再设计两侧的拉形角、拉形圆角，拉形角70°-80°，拉形圆角大于R20mm并保持光滑、流线；再提取蒙皮零件外形线（1.4），设计零件余量线、定位耳片、第一浇注衬套（3.2）、第四浇注衬套（3.6）；最后以等厚曲面、距离为25mm到30mm的方式得到实体，完成该零件的全部设计；
第二步：设计下模铸铝基体（1.1）；
具体步骤为：按设计好的下模可切削树脂型面层确定四周外形及曲面型面，然后根据拉形力及设备需要确定拉形模最低高度、最高高度范围，设计毛坯形状；再在毛坯曲面上设计与下模可切削树脂型面层牢固连接的纵、横燕尾槽；再设计减轻槽、加强筋；最后设计非拉形两端的铸入式下连接钢板（4.4）、耳环形钩子（5），完成该零件的全部设计；
第三步：设计上模可切削树脂型面层；
具体步骤为：按设计好的下模可切削树脂型面层，以等厚曲面、距离为零件标准厚度的方式得到上模可切削树脂型面层的下型面，再以等厚曲面、距离为25mm到30mm的方式得到上模可切削树脂层（2.2）的上型面，拉形方向上模可切削树脂型面层的两侧面以不超过下模可切削树脂型面层型面拐点线（1.3）、非拉形两侧与下模可切削树脂型面层齐平的原则进行设计，最后四周锐边倒圆，倒圆半径不小于R5mm，完成该零件的全部设计；
第四步：设计上模铸铝基体（2.1）；
具体步骤为：按设计好的上模可切削树脂型面层确定四周外形及曲面型面，然后确定拉形模最低高度、最高高度范围，设计毛坯形状；再在毛坯曲面上设计与下模可切削树脂层（1.2）牢固连接的纵、横燕尾槽；再设计减轻槽、加强筋；最后设计非拉形两端的铸入式上连接钢板（4.2）、耳环形钩子（5），完成该零件的全部设计；
制作：
第一步：按下模铸铝基体（1.1）、上模铸铝基体（2.1）的理论数模放大下模可切削树脂层（1.2）作为制造铸造翻砂模的数模；
第二步：采用聚乙烯泡沫塑料制造翻砂模，数控加工翻砂模的外形、减轻槽、型面后，可直接用电加热丝手工切割出型面上的燕尾槽，也可用电加热丝手工切割10mm厚的梯形泡沫板，然后粘接在主体上；
第三步：按翻砂模造砂型，同时按数模位置、方向在砂型内安装铸入式上连接钢板（4.2）、铸入式下连接钢板（4.4）和耳环形钩子（5）；
第四步：熔化、浇铸铝水，避免直接冲击铸入物体，防止铸入物体移位、坠落；待铸件冷却至室温后开箱，检查铸件质量，包括铸入物体是否有脱落、松动，清砂、去除浇铸冒口、毛刺；
第五步：加工下模铸铝基体（1.1）、上模铸铝基体（2.1）基准底面，再加工铸入式上连接钢板（4.2）、铸入式下连接钢板（4.4）安装面，安装面与基准底面垂直度0.1mm；
第六步：加工下模型面浇注过渡模基体（6.1），然后在其型面上敷1mm厚的玻璃钢层（6.2）；
第七步：下模铸铝基体（1.1）与玻璃钢层（6.2）之间保持下模可切削树脂层（1.2）的厚度再加5mm加工余量的间隙，浇注可切削树脂液体；
第八步：可切削树脂液体固化后，数控加工下模可切削树脂层（1.2）型面、刻线、定位孔、基准孔；
第九步：数控测量型面、刻线、定位孔；
第十步：下模可切削树脂层（1.2）型面上用胶水粘接铅皮（7），铅皮（7）厚度与蒙皮零件一致，且误差不大于0.05mm；
第十一步：先安装上模的上模导滑钢板（4.1）、铸入式上连接钢板（4.2）和上模钢垫板（4.3）；然后上、下模对合，下模可切削树脂层（1.2）与上模铸铝基体（2.1）型面之间保持上模可切削树脂层（2.2）厚度的间隙，调平下模铸铝基体（1.1）与上模铸铝基体（2.1）的基准平面，平行误差不大于0.1mm；再浇注可切削塑料液体，固化后得到上模可切削树脂层（2.2）；最后安装铸入式下连接钢板（4.4）、下模钢垫板（4.5）和下模钢导滑板（4.6），保证上模导滑钢板（4.1）、下模钢导滑板（4.6）之间单面间隙0.2mm到0.3mm，并涂油润滑、防锈；
第十二步：脱模，清除型面上铅皮（7）、残余胶水，砂光型面、拉形圆角，保证粗糙度不低于Ry0.4；
第十三步：浇注可切削树脂钻模板（3.1），并在基体内嵌入第二浇注衬套（3.3）、第三浇注衬套（3.5），保证第二浇注衬套（3.3）、第一浇注衬套（3.2）同轴度0.02mm，保证第三浇注衬套（3.5）、第四浇注衬套（3.6）同轴度0.05mm；
第十四步：用深颜色如红色、黑色油性记号笔填描刻线、标记，然后在其表面涂抹一层0.05-0.1mm厚度的透明清漆作为保护层；
第十五步：称重、标记，完成拉形模制造，交付试模。
2.根据权利要求1所述的一种复合结构的拉形模的制造方法，其特征在于：使用该方法得到的复合结构的拉形模包括上模组件（2）和下模组件（1），所述上模组件（2）和下模组件（1）通过导向定位装置组件（4）相连，所述上模组件（2）位于下模组件（1）的上方，所述下模组件（1）的上表面设置有蒙皮零件定位孔制孔装置组件，所述下模组件（1）的侧面设置有至少两个耳环形钩子（5）。
3.根据权利要求2所述的一种复合结构的拉形模的制造方法，其特征在于：所述下模组件（1）包括下模铸铝基体（1.1），所述下模铸铝基体（1.1）的上表面设置有波浪形的下模可切削树脂型面层，所述下模可切削树脂型面层上分别设置有型面拐点线（1.3）、型面刻线及标记和蒙皮零件定位孔（1.5），所述下模可切削树脂型面层的边缘设置有下模拉形圆角（1.6）。
4.根据权利要求3所述的一种复合结构的拉形模的制造方法，其特征在于：所述上模组件（2）包括上模铸铝基体（2.1），所述上模铸铝基体（2.1）的下表面设置有与下模组件（1）上表面相适配的波浪形上模可切削树脂型面层，所述上模可切削树脂型面层的边缘设置有上模拉形圆角（2.3）。
5.根据权利要求4所述的一种复合结构的拉形模的制造方法，其特征在于：所述蒙皮零件定位孔制孔装置组件包括可切削树脂钻模板（3.1），所述可切削树脂钻模板（3.1）中设置有通孔，所述通孔内设置有浇注衬套，通孔中的浇注衬套内套接有插销（3.4），所述插销（3.4）穿过通孔，插销（3.4）的底部套接有浇注衬套。
6.根据权利要求5所述的一种复合结构的拉形模的制造方法，其特征在于：所述浇注衬套包括第一浇注衬套（3.2）、第二浇注衬套（3.3）、第三浇注衬套（3.5）和第四浇注衬套（3.6）。
7.根据权利要求6所述的一种复合结构的拉形模的制造方法，其特征在于：所述导向定位装置组件（4）包括上模垫板和下模垫板，所述上模垫板外侧面安装有上模导滑板，所述下模垫板的外侧面安装有下模导滑板，上模导滑板是位于下模导滑板形成的滑槽内，且保持有单面间隙，单面间隙为0.2mm-0.3mm，所述上模垫板的内侧面安装有铸入式上连接钢板（4.2），所述下模垫板的内侧面安装有铸入式下连接钢板（4.4）。
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