CN113231511B - 一种盒型钣金件四角手工外拔缘快速成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盒型钣金件四角手工外拔缘快速成形方法，计算出坯料展开；在坯料上划出分界线，即拔缘翻边宽度线，然后按毛坯直径剪切坯料；在铁砧上，按照零件拔缘翻边宽度线，敲击进行周边直边弯曲拔缘至一定程度；在坯料一角放置与转角半径适配的胎模，并将胎模进行夹紧固定；用锥形棒顶住坯料，敲打顶住部分，使坯料弯曲逐渐被收缩靠近胎模，进行自由搂弯收边，完成拔缘翻边在一定角度的粗加工；再使用两个卡兰将胎模固定在相邻的两条直边拔缘翻边上，将坯料整体夹紧固定在工作台上；使用顶块顶紧粗加工的角部拔缘翻边，并用榔头锤击进行角部的拔缘翻边精加工；解决上述现有技术中加工效率低、加工难度大、加工精度低的技术问题。

Description

一种盒型钣金件四角手工外拔缘快速成形方法

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，尤其涉及一种盒型钣金件四角手工外拔缘快速成形方法。

背景技术

航空航天及相关行业内盒型类钣金零件较为常见，其多为堵盖或护罩零件。其主要功能保护或隔离作用。航空航天行业多采用铝合金材料进行加工。我厂生产的此类零件规格较多，形状盒型。材料多为LY12、LC9铝合金板材，厚度为1.0～2.5 mm，均需热处理强化，有着尺寸精度要求高的特点。典型零件示意图见图1所示。

传统的成形方法主要有两种：一是在压力机上利用模具拉伸而成，也就是设备成形。二是在铁砧及简易胎模上利用常规冷作成形工具手工外拔缘成形。第一种方法受专用设备和模具的限制，成本相对较高。模具加工准备周期也比较长，在新产品研制初期是无法较好的适应行业的市场竞争。第二种在实际试制产品研制生产过程中使用比较普遍。其优点是成本低，受环境影响因素较小。

传统的手工拔缘成形根据拔缘位置的不同分为外拔缘、内拔缘两种方法，一种是收形一种是放形。将板料四周收起成盒型是属于外拔缘（收形），将板料内部凸孔成形是内拔缘（放形）。都是将薄板材料在铁砧及简易胎模上，利用常规冷作成形工具手工拔缘成形，含有很高的技术含量和难度。

其外拔缘加工流程为：

步骤1：计算出坯料展开面积。方法：坯料计算矩形外形尺寸等于零件内腔直径加上拔缘高度。

步骤2：在坯料上划出分界线（即外缘宽度线），然后按毛坯直径剪切坯料，去毛刺。

步骤3：在铁砧上，按照零件外缘宽度线，用榔头敲击进行周边直边弯曲拔缘。

步骤4：再四角逐一用转角半径适配简易圆形胎模，按拔缘宽度线将零件固定在胎模上夹紧压板3，进行自由搂弯收边，用锥形棒顶住毛坯，用榔头敲打顶住部分，使板料弯曲逐渐被收缩靠胎。如图2所示。

步骤5：在距胎模间隙不大时，便用铅条对三个黄色箭头处即A1处皱褶进行反复抽打收形，使弯边再次收缩。再如此反复多次，即可获得所需外拔缘件,如图3所示。

整个加工流程重点是步骤4到步骤5，因为是自由搂弯收边，未施加外力束缚材料的流动方向，需要多次重复操作，逐渐收缩方能完成加工耗时较长。

具体问题为:

1.效率不高，四个角的拔缘收型难度会随着设计图纸转角半径的变小而变大，一个熟练的操作者加工一件此类零件产品一般耗时都超过4个小时，新手耗时更长。

2.由于手工拔缘成形是使用冷作钣金常用工具榔头、铅条、顶块等反复敲打成形，仅铅条重量就有10斤左右，需要不停挥舞，劳动强度较高。

3.对操作者技能水平要求高，在对盒型件四角进行拔缘翻边时，难度较大，操作经验不足稍有不慎就会产生裂纹使产品报废，零件的加工效率完全取决于操作人员的个人能力。

4.还存在拔缘翻边尺寸精度不高，翻边无法贴胎，回弹大角度不易垂直，锤击痕迹较多以及拔缘褶皱明显的问题如图4。

这些问题制约了生产进度，而且长期得不到有效解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盒型钣金件四角手工外拔缘快速成形方法，解决上述现有技术中加工效率低、加工难度大、加工精度低以及加工质量不高的技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种盒型钣金件四角手工外拔缘快速成形方法，包括以下步骤：

S1、计算出坯料展开面积，使坯料的外形尺寸等于零件内腔尺寸加上拔缘翻边高度；

S2、在坯料上划出分界线，即拔缘翻边宽度线，然后按毛坯直径剪切坯料，去毛刺；

S3、在铁砧上，按照零件拔缘翻边宽度线，敲击周边直边形成拔缘雏形；

S4、在坯料一角放置与转角半径适配的胎模，并将胎模进行夹紧固定；

S5、用锥形棒顶住坯料，敲打顶住部分，使坯料弯曲逐渐被收缩靠近胎模，进行自由搂弯收边，完成拔缘翻边一定角度的（小于130度）的粗加工；

S6、使用两个卡兰将胎模固定在相邻的两条直边拔缘翻边上，将坯料整体夹紧固定在工作台上；

S7、使用顶块顶紧步骤S5中粗加工的角部拔缘翻边，并用榔头锤击进行角部的拔缘翻边精加工；

S8、重复步骤S4-S7完成其余角部拔缘翻边的加工。

本发明的一种盒型钣金件四角手工外拔缘快速成形方法，所述步骤S3中敲击直边拔缘的工具为木锤或胶木榔头。

本发明的一种盒型钣金件四角手工外拔缘快速成形方法，所述顶块与坯料1接触端具有适配凹弧。

本发明的一种盒型钣金件四角手工外拔缘快速成形方法，所述适配凹弧的曲率半径大于拔缘翻边顶角处的曲率半径。

本发明的一种盒型钣金件四角手工外拔缘快速成形方法，所述胎模的厚度比拔缘翻边的高度高15～25mm。

本发明的一种盒型钣金件四角手工外拔缘快速成形方法，所述胎模为圆柱形结构，所述胎模侧面的曲率半径与拔缘翻边侧面转角的曲率半径相等。

本发明的一种盒型钣金件四角手工外拔缘快速成形方法，所述步骤S7中拔缘翻边精加工使用顶块由下至上顺序敲击。

本发明的一种盒型钣金件四角手工外拔缘快速成形方法，所述步骤S5中拔缘翻边粗加工过程中边角处拔缘翻边的搂弯角度小于130度。

本发明产生的有益效果是：提出一种盒型钣金件四角手工外拔缘快速成形方法，通过卡兰对成形部位进行精准固定，控制材料流动方向，使圆角处的材料在搂弯过程中不再向切点以外的两侧直边流动，防止材料反复起皱开裂，使局部材料本身在专用顶块的作用下通过挤压增厚变短而实现逐渐贴模的方法，来快速的完成产品拔缘翻边加工。最大程度的减少角度回弹，使拔缘弯边与模胎贴合更加紧密，效率大大提高，生产效率从原来的4小时提高为40分钟并且降低了操作难度，同时提高成形质量，此方法成形的零件一致性较好，表面锤击痕迹明显减少，降低了生产成本：取消了铅条的购置成本，降低了开裂报废风险，效率提高整体降低了生产制造成本。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本实施例的工件示意图；

图2是背景技术粗加工示意图；

图3是背景技术皱褶修复示意图；

图4是现有技术缺陷其中一个角处示意图；

图5是本实施例精加工过程示意图；

图6是本实施例加工装夹局部图；

图7是本实施例中卡兰示意图；

图8是本实施例中顶块示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图5-8所示，一种盒型钣金件四角手工外拔缘快速成形方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、计算出坯料1展开面积，使坯料1的外形尺寸等于零件内腔尺寸加上拔缘翻边11高度；

S2、在坯料1上划出分界线，即拔缘翻边11宽度线，然后按毛坯直径剪切坯料1，去毛刺；

S3、在铁砧上，按照零件拔缘翻边11宽度线，敲击周边直边形成拔缘雏形；

S4、在坯料1一角放置与转角半径适配的胎模2，并将胎模2进行夹紧固定；

S5、用锥形棒顶住坯料1，敲打顶住部分，使坯料1弯曲逐渐被收缩靠近胎模，进行自由搂弯收边，完成拔缘翻边11一定角度的（小于130度）的粗加工；

S6、使用两个卡兰5将胎模2固定在相邻的两条直边拔缘翻边11上，将坯料1整体夹紧固定在工作台上；

S7、使用顶块4顶紧步骤S5中粗加工的角部拔缘翻边11，并用榔头锤击进行角部的拔缘翻边11精加工；

S8、重复步骤S4-S7完成其余角部拔缘翻边11的加工。

本发明的优选实施例中，所述步骤S3中敲击直边拔缘的工具，根据零件材料铝合金为木榔头或胶木榔头，钢板为铝制或钢制榔头，顶块4的材料也要随之适应调整。

本发明的优选实施例中，所述顶块4与坯料1接触端具有适配凹弧41。

本发明的优选实施例中，所述适配凹弧41的曲率半径大于拔缘翻边11顶角处的曲率半径。

本发明的优选实施例中，所述胎模2的厚度比拔缘翻边11的高度高15～25mm。

本发明的优选实施例中，所述胎模2为圆柱形结构，所述胎模2侧面的曲率半径与拔缘翻边11侧面转角的曲率半径相等。

本发明的优选实施例中，所述步骤S7中拔缘翻边11精加工使用顶块4由下至上顺序敲击，并可根据需要沿四角转角半径弧度方向移动校形。

本发明的优选实施例中，所述步骤S5中拔缘翻边11粗加工过程中边角处拔缘翻边11的搂弯角度小于130度，如图2中， 位于A-G中，位于位置E处此时搂弯角度为130度。

工作过程简述: 主要是针对传统手工拔缘过程步骤4到步骤5进行改变创新。在步骤4进行搂弯收边时，只需确保搂弯收边的根部于胎模紧密贴合，在搂弯高度如图2所示A-G的位置过程中，只需达到位置E的搂弯程度，便不再用锥形棒顶住毛坯，用木锤敲打顶住部分。而是将零件圆角两侧采用卡兰5进行交叉固定，如图6所示，固定点必须在圆弧半径的切点之上。再用较大的卡兰5或其他夹紧工具整体平放固定于操作平台之上，防止底部材料在锤击过程隆起变形及整体滑动。然后用设计的头部带有适配凹槽41的顶块4，对坯料1向胎模2方向通过榔头锤击进行顶校，并沿拔缘高度方向由下至上的顺序顶校如图5所示，直至贴胎完成拔缘。一个角的拔缘从位置E到贴胎只需要短短几分钟便可完成，并取消了原来步骤5中铅条的平皱步骤。

在传统搂弯收边整个过程是自由搂弯收边，未施加外力束缚材料的流动方向，用榔头直接搂弯时材料总是会向直边方向流动产生褶皱如下图4所示，需要多次重复操作，逐渐收缩方能完成加工。而本发明是在搂弯收边到一定程度后，利用卡兰对成形部位进行精准固定，控制材料流动方向，使圆角处的材料在搂弯过程中不再向切点以外的两侧直边流动，防止材料反复起皱开裂。使局部材料本身在专用顶块的作用下通过挤压增厚变短而实现逐渐贴模的方法，来快速的完成产品拔缘翻边加工。最大程度的减少角度回弹，使拔缘弯边与模胎贴合更加紧密，效率大大提高。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种盒型钣金件四角手工外拔缘快速成形方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、计算出坯料（1）展开面积，使坯料（1）的外形尺寸等于零件内腔尺寸加上拔缘翻边（11）高度；

S2、在坯料（1）上划出分界线，即拔缘翻边（11）宽度线，然后按毛坯直径剪切坯料（1），去毛刺；

S3、在铁砧上，按照零件拔缘翻边（11）宽度线，敲击周边直边形成拔缘雏形；

S4、在坯料(1)一角放置与转角半径适配的胎模（2），并将胎模（2）进行夹紧固定；

S5、用锥形棒顶住坯料（1），敲打顶住部分，使坯料(1)弯曲逐渐被收缩靠近胎模，进行自由搂弯收边，边角处拔缘翻边（11）的搂弯角度小于130度，完成拔缘翻边（11）的粗加工；

S6、使用两个卡兰（5）将胎模（2）固定在相邻的两条直边拔缘翻边（11）上，将坯料（1）整体夹紧固定在工作台上；

S7、使用顶块（4）顶紧步骤S5中粗加工的角部拔缘翻边（11），并用榔头锤击进行角部的拔缘翻边（11）精加工；

S8、重复步骤S4-S7完成其余角部拔缘翻边（11）的加工。

2.根据权利要求1所述的一种盒型钣金件四角手工外拔缘快速成形方法，其特征在于，所述步骤S3中敲击直边拔缘的工具为木榔头或胶木榔头。

3.根据权利要求1所述的一种盒型钣金件四角手工外拔缘快速成形方法，其特征在于，所述顶块（4）与坯料(1)接触端具有适配凹弧（41）。

4.根据权利要求3所述的一种盒型钣金件四角手工外拔缘快速成形方法，其特征在于，所述适配凹弧（41）的曲率半径大于拔缘翻边（11）顶角处的曲率半径。

5.根据权利要求1所述的一种盒型钣金件四角手工外拔缘快速成形方法，其特征在于，所述胎模（2）的厚度比拔缘翻边（11）的高度高15～25mm。

6.根据权利要求1所述的一种盒型钣金件四角手工外拔缘快速成形方法，其特征在于，所述胎模（2）为圆柱形结构，所述胎模（2）侧面的曲率半径与拔缘翻边（11）侧面转角的曲率半径相等。

7.根据权利要求1所述的一种盒型钣金件四角手工外拔缘快速成形方法，其特征在于，所述步骤S7中拔缘翻边（11）精加工使用顶块（4）由下至上顺序敲击。

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