CN109365578A - 一种铝材薄板曲线圆弧成形方法 - Google Patents

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Abstract

一种铝材薄板曲线圆弧成形方法，其成形装置含有上模块、下模块及运动组件，所述的上模块下端面是一个圆弧面，下模块是一个刚性基座，下模块上端面是一个与上模块下端面相切的圆弧面，下模块的纵向中心设有凹形约束槽，所述的运动组件设在下模块的凹形约束槽内，所述的运动组件含有运动滑块、挤压模、挤压滚轮、支撑滚轮、导向套和挤压条；将铝材薄板放置在下模块的圆弧面上，上模块向下运动，运动滑块带动挤压条、挤压模和挤压滚轮、支撑滚轮沿凹形约束槽向后作直线运动，使铝材薄板形成与上模体下表面完全贴合的圆弧面。

Description

一种铝材薄板曲线圆弧成形方法
技术领域
本发明涉及钣金成形加工领域，是通过铝材薄板周围缩边，使铝材薄板中部产生塑性变形，从而形成曲面钣金零件，适用于大曲率变形的中形钣金零件成形。
背景技术
在铝材薄板成形方法中，铝材是在冲压或拉伸过程中依靠模具曲面外形和尺寸成形的。采用冲压和拉伸成形方法均采用板材通过模具在冲压设备外力的作用下，获得一定的尺寸和外形，适用于大批量、形状复杂、小形板材成形的加工方法，其两者的特点都是通过拉伸或压缩改变铝材内部结构变化来实现成形。采用模具冲压方法存在较为明显的缺陷是：模具结构复杂、制造费用昂贵、制造周期长，精度要求高、不适用于小批量生产。同时，铝材薄板在冲压过程中容易起皱、回弹以及拉裂，经常需要反复修模保证产品质量，这种方法不但生产效率低,而且生产出的产品质量往往达不到预期的要求,特别是对于飞机上大曲率变形的曲面圆弧产品上，拉裂、起皱、回弹是绝对不允许的。同时还会加长模具的开发周期,造成人力、财力以及物力上的浪费。为了改善模具冲压方法中存在的起皱、回弹及拉裂缺陷等问题，结合冲压方法通过铝材薄板塑性变形，在保证铝材厚度不变，周边进行缩边，使其能够加工出小批量、大曲率变形的中形钣金零件成形。
发明内容
本发明的目的是提供一种铝材薄板曲线圆弧成形方法，该方法属于无模成形方法，不会产生钣金零件的起皱、回弹、拉裂等缺陷，零件成形厚度均匀。适用于小批量中形钣金零件成形。
一种铝材薄板曲线圆弧成形方法，其特征在于，1)含有一个成形装置，该装置含有上模块、下模块及运动组件，所述的上模块下端面是一个圆弧面，下模块是一个刚性基座，下模块上端面是一个与上模块下端面相切的圆弧面，下模块的纵向中心设有凹形约束槽，所述的运动组件设在下模块的凹形约束槽内，运动组件含有运动滑块、挤压模、挤压滚轮、支撑滚轮、导向套和挤压条，运动滑块的前端安装有挤压滚轮和支撑滚轮，运动滑块的上端镶嵌有挤压模，挤压模的上表面是一个凹形的圆弧曲面，在运动滑块上还设有一个垂直于其运动轨迹的纵向导向孔，导向孔内镶嵌有复位弹簧和导向套，所述的挤压条是一个截面为扁圆的变径长条结构，挤压条的前端相贴于挤压滚轮的顶端，挤压条的另一端通过导向套连接在运动滑块上，复位弹簧的伸缩引导导向套和挤压条作上下往复运动，运动滑块带动挤压条、挤压模和挤压滚轮、支撑滚轮在下模块的凹形约束槽内可作前后往复直线运动；2)将铝材薄板放置在下模块的圆弧面上，上模块向下运动，上模块将挤压条压在铝材薄板的上表面，上模块与下模块使铝材薄板形成圆弧曲面，运动滑块带动挤压条、挤压模和挤压滚轮、支撑滚轮沿凹形约束槽向后作直线运动，挤压条在铝材薄板的圆弧曲面顶部形成凹形挤压槽，随后由挤压滚轮又将该凹形挤压槽挤压在上模体的下表面，使铝材薄板形成与上模体下表面完全贴合的圆弧面，上模上升，完成铝材薄板的一次定向成形；3)沿铝材薄板的不同方向重复步骤2)的定向成形，完成铝材薄板曲线圆弧成形。
本发明的优点在于：1)本申请的铝材薄板曲线圆弧成形装置结构简单，易达到零件成形的功能。装置中零件的磨损对产品的成形效果影响非常小，成形装置使用寿命长，成本低。2)不受模具限制，可根据生产实际情况加工出不同的大曲率变形的曲面形状。3)通过铝材缩边成形效果良好，有效的避免了冲压方法存在：起皱、回弹及拉裂缺陷。4)可满足于飞机钣金件小批量生产需求，提高小批量大曲率变形的中形钣金零件成形效果。
以下结合附图和实施例对本申请作进一步详细描述。
附图说明
图1是铝材薄板曲线圆弧成形装置结构示意图。
图2是下模块组件B向视图。
图3是下模块组件A剖视图。
图4是挤压条外形结构视图。
图5是铝材薄板曲线圆弧成形方法示意图。
图6是铝材薄板曲线圆弧成形效果示意图。
图中编号说明：1上模块、2下模块、3运动滑块、4挤压模、5挤压条、6导向套、7复位弹簧、8挤压滚轮、9支撑滚轮、10约束槽、11成形曲率铝材薄板。
具体实施方式
参见附图，本申请的铝材薄板曲线圆弧成形所用的成形装置，含有上模块1、下模块2及运动组件，所述的上模块1下端面是一个圆弧面，下模块2是一个刚性基座，下模块2上端面是一个与上模块1下端面相切的圆弧面，下模块2的纵向中心设有凹形约束槽10，所述的运动组件设在下模块2的凹形约束槽10内，运动组件含有运动滑块3、挤压模4、挤压滚轮8、支撑滚轮9、导向套6和挤压条5，运动滑块3的前端安装有挤压滚轮8和支撑滚轮9，运动滑块3的上端镶嵌有挤压模4，挤压模4的上表面是一个凹形的圆弧曲面，在运动滑块上还设有一个垂直于其运动轨迹的纵向导向孔，导向孔内镶嵌有复位弹簧7和导向套6，所述的挤压条5是一个截面为扁圆的变径长条结构，挤压条5的前端相贴于挤压滚轮8的顶端，挤压条5的另一端通过导向套6连接在运动滑块3上，复位弹簧7的伸缩引导导向套6和挤压条5作上下往复运动，运动滑块3带动挤压条5、挤压模4和挤压滚轮8、支撑滚轮9在下模块2的凹形约束槽10内可作前后往复直线运动。
成形时，将铝材薄板11放置在下模块2的圆弧面上，上模块1向下运动，上模块1将挤压条5压在铝材薄板的上表面，上模块与下模块使铝材薄板形成圆弧曲面，运动滑块3带动挤压条5、挤压模4和挤压滚轮8、支撑滚轮9沿凹形约束槽10向后作直线运动，挤压条5在铝材薄板的圆弧曲面顶部形成凹形挤压槽，随后由表面凸起的挤压滚轮8又将该凹形挤压槽挤压在上模体的下表面，使铝材薄板11形成与上模体1下表面完全贴合的圆弧面，上模上升，完成铝材薄板11的一次定向成形。实际成形中，根据钣金零件的理论外形，沿铝材薄板的不同方向重复上述定向成形，比如，以铝材薄板的中心为起点，放射性的多次定向成形，最后完成铝材薄板曲线圆弧成形，如图6所示。
实施中，上模体1的下表面是一个半径为300毫米的凹形圆弧面，所述的下模体2的上表面是一个半径为300毫米的凸形圆弧面，下模块2的上端面与上模块1的下端面相切。下模块2的凹形约束槽10是一个台阶形，约束运动组件作直线往复运动。挤压模4的下端通过燕尾镶嵌在运动滑块3上端的燕尾槽内，挤压模的上表面是一个半径为20毫米到30毫米的变径凹形圆弧面。所述的挤压条5是一个变径长条结构，其上表面的凸形圆弧面的曲率半径为300毫米与上模体的下表面相同，其下表面的凸形圆弧面与挤压模4的上表面曲率相同，方向相反，曲率半径为20毫米到30毫米。
将铝材薄板11放入下模块的圆弧面上，上模块1在向下作动的同时，运动滑块3带动挤压条5、挤压滚轮8和支撑滚轮9向外运动，待挤压轮9运动至与下模块2外端圆弧面相切的同时，挤压条5通过复位弹簧7收缩压紧铝板，上模块1的圆弧面与下模块2的圆弧面相切压紧铝板。同时，运动滑块3带动挤压轮8、支撑轮9和挤压条5向条向后运动，挤压轮8通过支撑轮9的支撑挤压铝材薄板，使铝材薄板收缩、变形，上模块1向上运动，一次作动完成。通过多次反复通过对铝材薄板四周材料的变形和平复实现边长缩小，中部自然形成曲面变形，呈鼓起状，使铝材薄板达到大曲率成形效果。

Claims (3)

1.一种铝材薄板曲线圆弧成形方法，其特征在于，1)含有一个成形装置，该装置含有上模块、下模块及运动组件，所述的上模块下端面是一个圆弧面，下模块是一个刚性基座，下模块上端面是一个与上模块下端面相切的圆弧面，下模块的纵向中心设有凹形约束槽，所述的运动组件设在下模块的凹形约束槽内，运动组件含有运动滑块、挤压模、挤压滚轮、支撑滚轮、导向套和挤压条，运动滑块的前端安装有挤压滚轮和支撑滚轮，运动滑块的上端镶嵌有挤压模，挤压模的上表面是一个凹形的圆弧曲面，在运动滑块上还设有一个垂直于其运动轨迹的纵向导向孔，导向孔内镶嵌有复位弹簧和导向套，所述的挤压条是一个截面为扁圆的变径长条结构，挤压条的前端相贴于挤压滚轮的顶端，挤压条的另一端通过导向套连接在运动滑块上，复位弹簧的伸缩引导导向套和挤压条作上下往复运动，运动滑块带动挤压条、挤压模和挤压滚轮、支撑滚轮在下模块的凹形约束槽内可作前后往复直线运动；2)将铝材薄板放置在下模块的圆弧面上，上模块向下运动，上模块将挤压条压在铝材薄板的上表面，上模块与下模块使铝材薄板形成圆弧曲面，运动滑块带动挤压条、挤压模和挤压滚轮、支撑滚轮沿凹形约束槽向后作直线运动，挤压条在铝材薄板的圆弧曲面顶部形成凹形挤压槽，随后由挤压滚轮又将该凹形挤压槽挤压在上模体的下表面，使铝材薄板形成与上模体下表面完全贴合的圆弧面，上模上升，完成铝材薄板的一次定向成形；3)沿铝材薄板的不同方向重复步骤2)的定向成形，完成铝材薄板曲线圆弧成形。
2.如权利要求1所述的铝材薄板曲线圆弧成形方法，其特征在于，所述的上模体的下表面是一个半径为300毫米的凹形圆弧面，所述的下模体的上表面是一个半径为300毫米的凸形圆弧面。
3.如权利要求1或2所述的铝材薄板曲线圆弧成形方法，其特征在于，所述的挤压模的上表面是一个半径为20毫米到30毫米的变径凹形圆弧面，所述的挤压条是一个变径长条结构，其上表面的凸形圆弧面的曲率半径为300毫米与上模体的下表面相同，其下表面的凸形圆弧面与挤压模的上表面曲率相同，方向相反，曲率半径为20毫米到30毫米。
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