CN111421077B - 一种薄壁钣金件半模闸压成形方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄壁钣金件半模闸压成形方法及装置，涉及飞机结构件成形技术领域，其成形方法通过钢质凸模将零件坯料压入限定在固定空间内的弹性柔性模中，通过弹性柔性模对零件坯料施加反向作用力而包压成形。本发明还公开了一种成形装置，包括钢质凸模、固定槽和弹性柔性模；其中，所述钢质凸模设置有与待成型的薄壁钣金件相匹配的成型面；固定槽一面设置有开口；弹性柔性模安装在固定槽内。本发明公开的一种薄壁钣金件半模闸压成形方法及装置，采用弹性柔性模代替现有的钢质凹模，通过钢质凸模将零件坯料压入弹性柔性模中，通过弹性柔性模的反向作用下将零件坯料包压在钢质凸模上成形，该方法中弹性柔性模可重复利用，且不易刮花零件表面。

Description

一种薄壁钣金件半模闸压成形方法及装置

技术领域

本发明涉及飞机结构件成形技术领域，具体涉及一种薄壁钣金件半模闸压成形方法及装置。

背景技术

在飞机结构件中常见如图1所示的薄壁零件，这些零件厚度较薄（一般为0.2mm～0.8mm），材料为2024铝合金或1Cr18Ni9Ti不锈钢等，多呈“V”形或“U”形，具体型面各异。

对于此类零件，目前采用刚性闸压方法成形，即模具安装在闸压床上，上、下模均采用钢质凸、凹模耦合成形。由于零件的形状各不相同，采用钢质模成形薄壁零件时，需要按照零件形状不同而分别制出不同的形状。因此对应不同形状的薄壁零件，需要准备多个钢质膜，导致模具制备成本高，生产准备周期长；另一方面，由于凹模材质为钢质，会导致所成形的零件表面有一定的划伤，影响交检合格率。

发明内容

本发明针对现有技术，提供了一种薄壁钣金件半模闸压成形方法，通过钢质凸模将零件坯料压入弹性柔性模中实现薄壁钣金件成型，通过弹性柔性模的反向作用下将零件坯料包压在钢质凸模上成形，该方法中弹性柔性模可重复利用，且不易刮花零件表面。

本发明针对现有技术，还提供了一种薄壁钣金件半模闸压成形装置，采用设置在固定空间内的弹性柔性模作为凹模，使其凹模可重复利用且适用于不同形状的薄壁钣金件成型，且薄壁钣金件零件坯料与凹模接触成型的过程中不易划伤。

本发明通过下述技术方案实现：所述的一种薄壁钣金件半模闸压成形方法，通过钢质凸模将零件坯料压入限定在固定空间内的弹性柔性模中，通过弹性柔性模对零件坯料施加反向作用力而包压成形。

在上述技术方案中，采用装入固定空间的弹性柔性模替代现有的钢质凹模，用于与钢质凸模成型薄壁钣金件。在薄壁钣金件的零件坯料被钢质凸模压入弹性柔性模内时，由于弹性柔性件的弹性和回复力，会产生反向作用力，将零件坯料压向钢质凸模，使其包在钢质凸模上，进而实现成型。由于弹性柔性模具有弹性，当薄壁钣金件被成型后，其回复至未压入零件坯料的状态，继续使用；而对于需要成形为不同形状的钣金件，仅需更换钢质凸模即可实现成型的钣金件成形不同，无需同时更换凹模和凸模；同时，由于弹性柔性模的弹性作用，当零件坯料被压入后，弹性柔性模的弹性使其压紧包裹零件坯料，使凹模和凸模之间匹配度更高。同时，零件坯料通过挤开弹性柔性模实现包压成形，零件坯料与弹性柔性模之间的接触面不易被划伤，使其成型后表面性能良好。

本发明还公开了一种薄壁钣金件半模闸压成形装置，包括钢质凸模、固定槽和弹性柔性模；其中，所述钢质凸模设置有与待成型的薄壁钣金件相匹配的成型面；固定槽一面设置有开口且采用刚性材料制备而成；弹性柔性模安装在固定槽内，采用有机弹性材料制备而成。

在上述技术方案公开的成形装置可用于本申请文件公开的成形方法，且所述固定槽的槽内体积小于或等于弹性柔性模在自然状态下的体积；所述弹性柔性模在受压或者未受压状态下均脱出所述固定槽的空间。该技术方案采用设置在固定空间内的弹性柔性模作为凹模，使其凹模可重复利用且适用于不同形状的薄壁钣金件成型，且薄壁钣金件零件坯料与凹模接触成型的过程中不易划伤。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明所提供的一种薄壁钣金件半模闸压成形方法，通过钢质凸模将零件坯料压入弹性柔性模中实现薄壁钣金件成型，通过弹性柔性模的反向作用下将零件坯料包压在钢质凸模上成形，该方法中弹性柔性模可重复利用，且不易刮花零件表面。

（2）本发明所提供的一种薄壁钣金件半模闸压成形装置，采用设置在固定空间内的弹性柔性模作为凹模，使其凹模可重复利用且适用于不同形状的薄壁钣金件成型，且薄壁钣金件零件坯料与凹模接触成型的过程中不易划伤。

附图说明

图1为本发明的一些实施例的结构示意图；

图2为图1的A-A面剖视图；

其中：1—钢质凸模，11—连接部，12—凸模型面，2—弹性柔性模，3—固定槽，31—U型通槽，32—挡板，4—定位件。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

现有技术中，U型、V型的薄壁钣金件以及其他有开口端的薄壁钣金件目前常采用刚性闸压方法成形，即模具安装在闸压床上，上、下模均采用钢质凸、凹模耦合成形。该成形方法需要根据零件的形状不同设置不同的钢质凹模和钢质凸模1，对于不同截面形状的零件，要相应制出多个钢质凹模，会导致模具制造成本高，生产准备周期长；同时，由于凹模材质为钢质，会导致所成形的零件表面有一定的划伤，一次交检合格率低。

为了解决上述问题，本申请文件的发明人提出了一种薄壁钣金件半模闸压成形方法及其装置，采用弹性柔性模2替代钢质凹模作为凹模，与钢质凸模1闸压成形，使弹性柔性模2可重复利用，适用于不同形状的零件，减少了每一种零件均需准备凹模和凸模的问题；同时，由于弹性柔性模2为柔性，薄壁钣金件成形时不会被划伤表面。

本申请文件提供的一种薄壁钣金件半模闸压成形方法具体为：通过钢质凸模1将零件坯料压入限定在固定空间内的弹性柔性模2中，通过弹性柔性模2对零件坯料施加反向作用力而包压成形。

需要说明的是，装入弹性柔性模2的固定空间应小于或等于弹性柔性模2在自然状态下的体积，当弹性柔性模2被装入后，刚好填充满该固定空间或者受到一定的压力，使弹性柔性模2在受到钢质凸模1的压力后没有变形空间，产生较大的对零件坯料的反向作用力，达到包压成形的效果。

在一些实施例中，所述弹性柔性模2在固定空间内始终处于受压状态，即装入弹性柔性模2的固定空间的体积小于装入的弹性柔性模2在自然状态下的体积，使零件坯料被压入后即可受到较大的反向压力，其成形性更好。

在一些实施例中，本发明所述的方法具体包括以下步骤：

将弹性柔性模2装入刚性材料制备且一面开口的固定槽3内，所述弹性柔性模2的靠近开口的一面平整；

将待成形薄壁钣金件零件坯料安装在弹性柔性模2靠近开口的一面；并将钢质凸模1的成型面对应零件坯料设置；

移动钢质凸模1，使零件坯料压入所述弹性柔性模2内，保持使其成型。

需要说明的是，零件坯料通常设置在弹性柔性模2的表面，并通过钢质凸模1压入弹性柔性模2内；零件坯料也可以安装在钢质凸模1靠近弹性柔性模2的一端，通过移动钢质凸模1将零件坯料压入弹性柔性模2内，实现薄壁钣金件的成型。优选地，所述零件坯料设置啊在弹性柔性模2的表面，便于零件坯料的固定和钢质凸模1的压入位置的调整。

需要说明的是，零件坯料的面积大于固定槽3的开口面积，使零件坯料可完全盖合开口，使零件坯料受力压入弹性柔性模2后，弹性柔性模2不会因为受到挤压而溢出固定槽3，使弹性柔性模2对零件坯料产生较大的反向作用力，进而包压成形。

需要说明的是，所述钢质凸模1可以从水平或者竖直向下将零件坯料压入弹性柔性模2中，优选地，所述钢质凸模1沿重力方向将零件坯料压入弹性柔性模2。当钢质凸模1沿重力房里将零件坯料压入弹性柔性模2时，零件坯料在重力的作用下本身就有向下的倾向，且弹性柔性模2对钢质凹模成型面两侧的压力相等，使其成形性更好。

为了实现上述成形方法，本申请文件的发明人还提供了一种薄壁钣金件半模闸压成形装置，参阅图1、图2，成形装置包括：钢质凸模1、固定槽3和弹性柔性模2，其中，钢质凸模1设置有与待成型的薄壁钣金件相匹配的成型面；固定槽3一面设置有开口且采用刚性材料制备而成；弹性柔性模2安装在固定槽3内，采用有机弹性材料制备而成。

需要说明的是，所述固定槽3的槽内体积小于或等于弹性柔性模2在自然状态下的体积；所述弹性柔性模2在受压或者未受压状态下均脱出所述固定槽3的空间。

所述弹性柔性模2被限制在固定槽3内可通过以下方式来实现：将所述零件坯料固定在固定槽3的开口，使开口被完全盖住，使弹性柔性模2在受压时，不会从固定槽3开口处被挤出，使其弹性柔性模2在受压后产生较大的反向作用力，使零件坯料被包压成形。可选地，弹性柔性模2被限制在固定槽3内还可以通过设置开口的方式实现，其具体方式为：在开口处设置有与固定槽3可拆卸连接的限位板，通过调节限位板的位置，调整可用于钢质凸模1压入的缺口；同时限位块靠近固定槽3中心位置的一侧设置有橡胶条，使零件坯料被从限位板形成的缺口压入时不会被限位板划伤。

在一些实施例中，所述固定槽3设有所述开口的端面上设置有至少两个与所述固定槽3可拆卸连接的定位件4，两个所述定位件4分别位于开口的两侧，用于将零件坯料固定在固定槽3的端面上。所述定位件4包括紧固件和定位板，紧固件穿过定位板与固定槽3可拆卸连接，使定位板可压在固定槽3的端面上，所述定位板用于压紧薄壁零件，使薄壁零件在被压入弹性柔性件时更加稳定，并起到限制弹性柔性模2的变形空间的作用。

在一些实施例中，所述固定槽3包括U型通槽31和两个挡板32；两个所述挡板32分别与所述U型通槽31的两端可拆卸连接；两个所述挡板32与所述U型通槽31组成设置有一所述开口的固定槽3结构，使其可通过挡板32位置实现固定槽3内空间调整和弹性柔性件的初始状态受到的压力调整，使其更适用于不同的薄壁钣金件加工。可选的，挡板32可为剖面为T型结构的T型板，T型板的小端嵌入U型通槽31内，T型板的大端大于U型通槽31的两端开口尺寸，使其可通过调整T型板小端嵌入U型通槽31内的长度实现固定槽3内可用于弹性柔性模2的固定空间调整。

在一些实施例中，所述U型通槽31通过销钉和螺钉与每个所述挡板32的连接，使挡板32与U型通槽31的两端端面连接更加稳定。

在一些实施例中，所述弹性柔性模2采用聚氨酯材料制备而成，该材料为塑形极高的弹性材料，回复力良好，可产生较大且均匀的反向作用力，使其包压效果更好。

在一些实施例中，所述钢质凸模1包括凸模主体和设置在凸模主体上的连接部11、凸模型面12；所述连接部11与所述凸模型面12对称设置在凸模主体的两端；所述连接部11用于连接驱动所述钢质凸模1移动的驱动装置。可选的，驱动钢质凸模1移动的驱动装置可选用液压缸和减速电机，优选为减速步进电机，便于控制钢质凸模1的移动距离。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种薄壁钣金件半模闸压成形方法，其特征在于：通过钢质凸模将零件坯料压入限定在固定空间内的弹性柔性模中，通过弹性柔性模对零件坯料施加反向作用力而包压成形；具体包括以下步骤：

将弹性柔性模装入刚性材料制备且一面开口的固定槽内，所述弹性柔性模的靠近开口的一面平整；

将待成形薄壁钣金件零件坯料安装在弹性柔性模靠近开口的一面，所述待成形薄壁钣金件零件坯料的面积大于固定槽的面积，且在固定槽的开口处设置与固定槽可拆卸连接的限位板，通过调节限位板的位置，调整用于钢制凸模压入的缺口；并将钢质凸模的成型面对应零件坯料设置；

移动钢质凸模，使零件坯料压入所述弹性柔性模内，保持使其成型；

所述固定槽设有所述开口的端面上设置有至少两个与所述固定槽可拆卸连接的定位件，两个所述定位件分别位于开口的两侧；所述固定槽包括U型通槽和两个挡板；两个所述挡板分别与所述U型通槽的两端可拆卸连接；两个所述挡板与所述U型通槽组成设置有一所述开口的固定槽结构；所述U型通槽通过销钉和螺钉与每个所述挡板的连接；所述固定槽的槽内体积小于或等于弹性柔性模在自然状态下的体积；所述弹性柔性模在受压或者未受压状态下均脱出所述固定槽的空间。

2.根据权利要求1所述的一种薄壁钣金件半模闸压成形方法，其特征在于：所述弹性柔性模在固定空间内始终处于受压状态。

3.根据权利要求2所述的一种薄壁钣金件半模闸压成形方法，其特征在于，所述钢质凸模沿重力方向将零件坯料压入弹性柔性模。

4.一种薄壁钣金件半模闸压成形装置，其特征在于，用于权利要求1~3任一项所公开的方法，其包括：

钢质凸模，设置有与待成型的薄壁钣金件相匹配的成型面；

固定槽，一面设置有开口且采用刚性材料制备而成；

弹性柔性模，安装在固定槽内，采用有机弹性材料制备而成。

5.根据权利要求4所述的一种薄壁钣金件半模闸压成形装置，其特征在于：所述弹性柔性模采用聚氨酯材料制备而成。

6.根据权利要求4所述的一种薄壁钣金件半模闸压成形装置，其特征在于：所述钢质凸模包括凸模主体和设置在凸模主体上的连接部、凸模型面；所述连接部与所述凸模型面对称设置在凸模主体的两端；所述连接部用于连接驱动所述钢质凸模移动的驱动装置。

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