CN113953771B - 一种带宽边缘钣金空心支板状整流罩的加工方法 - Google Patents

Abstract

一种带宽边缘钣金空心支板状整流罩的加工方法，包括步骤S1：下料，采用钣金材料进行下料；步骤S2：压型，将板料放置在压型模具中进行压型，得到压型零件，所述压型零件包括左型面半壳和右型面半壳，左型面半壳和右型面半壳之间通过过渡圆弧连接；左型面半壳上成型出整流罩左半壳上支板和翻折边沿的型面；右型面半壳上成型出整流罩右半壳半壳上支板和翻折边沿的型面；步骤S3：弯曲成型，对压型零件边缘进行修整后放置在弯曲模具中进行弯曲成型，使压型零件上过渡圆弧处弯曲变形，左型面半壳和右型面半壳合拢后得到弯曲成型零件；步骤S4：型面校正，将步骤S3中得到的弯曲成型零件放置在型胎表面进行对比并校正，修剪端面，得到整流罩零件。

Description

一种带宽边缘钣金空心支板状整流罩的加工方法

技术领域

本发明涉及钣金成型技术领域，尤其涉及一种带宽边缘钣金空心支板状整流罩的加工方法，特别适合于宽边缘变形支板类整流罩的加工。

背景技术

支板作为航空发动机机匣类部件普遍使用的一类连接结构件，其加工技术一直是困扰现有发动机薄壁焊接机匣的一个技术难题，特别是宽边缘支板的加工由于其变形量大，型面精度难以控制，支板成型中出现开裂和起皱的现象，导致支板加工质量频繁超差和报废的情况。

图1至图3为某航空发动机涡轮整流机匣分流装置——带宽边缘钣金空心支板状整流罩的结构示意图，用于安装到连接外机匣和内机匣的管子壁板外侧，型面要求较高的流线形状，减小迎面的气动阻力，零件面轮廓度不大于1.2，支板为空心薄壁结构，在支板的一端，在原有型面的基础上，要求翻出不均匀宽边沿形状，常规成形是用带凸缘的芯板和带型面的两侧形块一起压制，形成一个带型面的空心件，由于零件的端部为宽凸缘形状，常规的压制往往因凸缘部分的材料变形导致转接过渡段出现显著的起皱变形，后续需要大量的手工敲修才能修复，某些局部皱褶甚至难以修复，导致零件报废，严重影响零件的加工质量，工艺技术成熟度不高，需要研究需求一种高效、高质量的成形工艺方法。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种带宽边缘钣金空心支板状整流罩的加工方法，旨在解决上述技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种带宽边缘钣金空心支板状整流罩的加工方法，包括以下步骤：

步骤S1：下料，采用钣金材料进行下料，得到板料；

步骤S2：压型，将板料放置在压型模具中进行压型，得到压型零件，所述压型零件包括左型面半壳和右型面半壳，左型面半壳和右型面半壳之间通过过渡圆弧连接；左型面半壳上成型出整流罩左半壳上支板和翻折边沿的型面；右型面半壳上成型出整流罩右半壳半壳上支板和翻折边沿的型面；

步骤S3：弯曲成型，对将步骤S2中得到的压型零件边缘进行修整后放置在弯曲模具中进行弯曲成型，使压型零件上过渡圆弧处弯曲变形，左型面半壳和右型面半壳合拢后得到弯曲成型零件；

步骤S4：型面校正，将步骤S3中得到的弯曲成型零件放置在型胎表面进行对比并校正，修剪端面，得到整流罩零件。

优选的，步骤S2中所述压型模具包括：压型模上模板、压型模下模板、压型凹模以及压型凸模，所述压型模上模板设置在所述压型模下模板的上方，压型模上模板和压型模下模板之间通过压型模导柱、压型模导套连接；所述压型凸模设置在压型模上模板的下表面上，所述压型凹模设置在压型模下模板的上表面上；所述压型凸模的型面与压型凹模的型面相匹配；压型凹模的型面包括支板成型区和翻折边沿成型区；压型凹模的型面中间设置有弧形凸棱将压型凹模的型面分为左、右两个区域分别用于成型压型零件上左型面半壳、右型面半壳。

优选的，所述压型模具还包括设置在压型模下模板上表面上的下模框，所述压型凹模位于下模框内部，在所述下模框的顶面上设置有定位板；在下模框上设置有凹形槽。

优选的，在压型模下模板上设置有多个顶杆孔，在所述顶杆孔内设置有顶杆，所述顶杆的上端与所述压型凹模连接。

优选的，步骤S3中所述弯曲模具包括：弯曲模上模板、弯曲模下模板、芯模以及弯曲凹模；所述弯曲模上模板设置在所述弯曲模下模板的上方，弯曲模上模板和弯曲模下模板之间通过弯曲模导柱、弯曲模导套连接；所述弯曲凹模安装在弯曲模下模板上；所述芯模设置在弯曲凹模的上方；芯模的一端通过固定支座安装在弯曲模上模板上，另一端通过活动支座支承在弯曲模上模板上；所述芯模的外周形与整流罩的内型面形状相同；在弯曲凹模的左侧设置有用于支承压型零件左型面半壳的左支承块；在弯曲凹模的右侧设置有用于支承压型零件右型面半壳的右支承块。

优选的，在弯曲凹模的前端设置有前定位块、后端设置有后定位块，在前定位块和后定位块的顶部型面上分别设置有定位凸棱；对压型零件进行定位时，所述定位凸棱与压型零件上的过渡圆弧相配合。

优选的，所述弯曲凹模通过卸料螺钉安装在弯曲模下模板上，在所述卸料螺钉上套设有弹簧，弹簧的上端抵靠在弯曲凹模上、下端抵靠在弯曲模下模板上。

优选的，在所述芯模的下型面两端位置处设置有橡胶块容置槽，在所述橡胶块容置槽内镶嵌有橡胶块。

优选的，所述活动支座包括销轴、销轴座、转动支板以及芯轴；所述销轴座固定设置在所述弯曲模上模板上，所述转动支板的上端通过销轴安装在所述销轴座上；所述芯轴的左端安装在所述芯模的端面上、所述芯轴右端插设在转动支板下端的通孔上。

优选的，所述芯轴左端设置有螺纹接头，所述芯轴通过螺纹接头安装在所述芯模的端面上，芯轴的右端外周面至右端面之间采用圆弧过渡。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

(1)本发明的加工方法中，在压型模具上一次性成型出过渡圆弧连接的左型面半壳和右型面半壳的压型零件，左型面半壳和右型面半壳的型面分别与整流罩左半壳、右半壳型面形状相同，再通过弯曲模具使压型零件上过渡圆弧处弯曲变形，左型面半壳和右型面半壳合拢后得到弯曲成型零件；采用压型和弯曲结合的分步成型方式，考虑了零件型面压制的可行性和型面变形的有效性，采用板料边缘挤压，中间变形，端面弯曲拉伸等变形机理，支板和翻折边沿转接过渡段并未出现起皱变形，实现了整体型面和宽边缘变形充分且型面稳定，有效解决了零件性回弹和一致性差的问题。

(2)本发明中利用压型模具和弯曲模具对支板状整流罩进行分步成型，一次成型即可完成整流罩左半壳、右半壳型面加工，成型效率高，零件型面质量好，提高了产品合格率，避免工人进行大量敲修工作，降低了劳动强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为某航空发动机上带宽边缘钣金空心支板状整流罩的主视图；

图2为某航空发动机上带宽边缘钣金空心支板状整流罩的左视图；

图3为图2中沿A-A的剖视图；

图4为本发明中在压型模具中进行压型得到的压型零件的主视图；

图5为本发明中在压型模具中进行压型得到的压型零件的俯视图；

图6为本发明中压型模具的主剖视图；

图7为本发明中压型模具去掉压型模上模板、压型凸模后的俯视图；

图8为本发明中压型模具的压型凹模的主剖视图；

图9为本发明中压型模具的压型凹模的俯视图；

图10为本发明中压型模具的压型凸模的主剖视图；

图11为本发明中压型模具的压型凸模的俯视图；

图12为本发明中压型模具的下模框的主剖视图；

图13为本发明中压型模具的下模框的俯视图；

图14为本发明中压型模具的压型模下模板的俯视图；

图15为本发明中弯曲模具的主剖视图；

图16为本发明中弯曲模具的俯视图(去掉弯曲模上模板、芯模以及芯模安装结构)；

图17为本发明中弯曲模具的右视图(图中展示右半部分)；

图18为图17中B向视图；

图19为本发明中弯曲模具的弯曲模下模板的俯视图；

图20为图19中沿C-C的剖视图；

图21为本发明中弯曲模具的弯曲凹模的主剖视图；

图22为本发明中弯曲模具的弯曲凹模的俯视图；

图23为本发明中弯曲模具的芯模的主视图；

图24为本发明中弯曲模具的芯模的右视图；

图25为本发明中弯曲模具的固定支座的主视图；

图26为本发明中弯曲模具的固定支座的右视图；

图27为本发明中弯曲模具的前定位块的主剖视图；

图28为本发明中弯曲模具的后定位块的主剖视图；

图29为本发明中弯曲模具的销轴座的主视图；

图30为本发明中弯曲模具的销轴座的俯视图；

图31为本发明中弯曲模具的销轴座的右视图；

图32为本发明中弯曲模具的芯轴主视图；

附图标号说明：10-压型零件；101-左型面半壳；102-右型面半壳；103-过渡圆弧；20-压型模具；201-压型模上模板；202-压型模下模板；2021-顶杆孔；203-压型凹模；2031-支板成型区；2032-翻折边沿成型区；2033-弧形凸棱；204-压型凸模；205-压型模导柱；206-压型模导套；207-下模框；2071-凹形槽；208-定位板；209-顶杆；30-弯曲模具；301-弯曲模上模板；302-弯曲模下模板；3021-沉槽；303-弯曲模导柱；304-弯曲模导套；305-芯模；3051-橡胶块容置槽；306-弯曲凹模；307-左支承块；308-右支承块；309-前定位块；310-后定位块；311-固定支座；312-活动支座；3121-销轴；3122-销轴座；3123-转动支板；3124-芯轴；313-定位凸棱；314-卸料螺钉；315-弹簧；316-橡胶块；40-整流罩；401-支板；402-翻折边沿。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

如图1至图3所示为某航空发动机上带宽边缘钣金空心支板状整流罩40的结构示意图，该整流罩40结构包括支板401、以及支板401一端口部的翻折边沿402，支板401为空心薄壁结构。

一种带宽边缘钣金空心支板状整流罩的加工方法，包括以下步骤：

步骤S1：下料，采用钣金材料进行下料，得到板料，板料尺寸为400mm×200mm，厚度为1mm；

步骤S2：压型，将板料放置在压型模具20中进行压型，得到压型零件10(如图4和图5所示)，所述压型零件10包括左型面半壳101和右型面半壳102，左型面半壳101和右型面半壳102之间通过过渡圆弧103连接；左型面半壳101上成型出整流罩40左半壳上支板和翻折边沿的型面；右型面半壳102上成型出整流罩40右半壳半壳上支板和翻折边沿的型面；

步骤S3：弯曲成型，对将步骤S2中得到的压型零件10边缘进行修整后放置在弯曲模具30中进行弯曲成型，使压型零件10上过渡圆弧103处弯曲变形，左型面半壳101和右型面半壳102合拢后得到弯曲成型零件，

步骤S4：型面校正，将步骤S3中得到的弯曲成型零件放置在型胎表面进行对比并校正，修剪端面，得到整流罩40零件。

在本实施例中，如图6、图7所示，步骤S2中所述压型模具20包括：压型模上模板201、压型模下模板202、压型凹模203以及压型凸模204，所述压型模上模板201设置在所述压型模下模板202的上方，压型模上模板201和压型模下模板202之间通过压型模导柱205、压型模导套206连接；所述压型凸模204设置在压型模上模板201的下表面上，所述压型凹模203设置在压型模下模板202的上表面上；所述压型凸模204的型面与压型凹模203的型面相匹配；

如图8、图9所示，压型凹模203的型面包括支板成型区2031和翻折边沿成型区2032；支板成型区2031用于成型整流罩40的支板401，翻折边沿成型区2032用于成型整流罩40的翻折边沿402；压型凹模203的型面中间设置有弧形凸棱2033将压型凹模203的型面分为左、右两个区域分别用于成型压型零件10上左型面半壳101、右型面半壳102。结合图4所示，在进行压型操作时，弧形凸棱2033形成压型零件10上的过渡圆弧103。

结合如图6、图7、图12及图13所示，所述压型模具20还包括设置在压型模下模板202上表面上的下模框207，所述压型凹模203位于下模框207内部，在所述下模框207的顶面上设置有定位板208；在下模框207上设置有凹形槽2071。在对板料进行压型时，板料放置在下模框207的顶面上并通过定位板208进行定位，下模框207上的凹形槽2071和压型凸模204对板料边缘弯曲变形，完成板材的初步变形。

结合图6及图14所示，在压型模下模板202上设置有多个顶杆孔2021，在所述顶杆孔2021内设置有顶杆209，所述顶杆209的上端与所述压型凹模203连接。在对板料进行压型时，先通过顶杆209推动压型凹模203上移，使得压型凹模203的上端面与下模框207的顶面齐平，然后进行压型模上模板201下移带动压型凸模204下移进行压型操作。压型凹模203的上端面与下模框207的顶面齐平，即在压型之前压型凹模203与板料已经接触，压型时可以避免板料与压型凹模203产生冲击。压型结束后，通过顶杆209向上推动压型凹模203，进而将成型后的压型零件10从下模框207中推出，便于成型后的压型零件10取出。

在本实施例中，如图15至图17所示，步骤S3中所述弯曲模具30包括：弯曲模上模板301、弯曲模下模板302、芯模305以及弯曲凹模306；所述弯曲模上模板301设置在所述弯曲模下模板302的上方，弯曲模上模板301和弯曲模下模板302之间通过弯曲模导柱303、弯曲模导套304连接；所述弯曲凹模306安装在弯曲模下模板302上；所述芯模305设置在弯曲凹模306的上方；芯模305的一端通过固定支座311安装在弯曲模上模板301上，另一端通过活动支座312支承在弯曲模上模板301上；在弯曲凹模306的左侧设置有用于支承压型零件10左型面半壳101的左支承块307；在弯曲凹模306的右侧设置有用于支承压型零件10右型面半壳102的右支承块308。

结合图1和图21、图22所示，在弯曲凹模306的顶面上设置有与整流罩40下部外周面形状相同的型面。

结合图2和图23、图24所示，所述芯模305的外周形与整流罩40的内型面形状相同。

在对步骤S2中得到的压型零件10进行弯曲操作时，将压型零件10的左型面半壳101、右型面半壳102分别支承在左支承块307、右支承块308上，弯曲模上模板301向下运动带动芯模305下移，将压型零件10压紧至弯曲凹模306顶部的型面上进行弯曲，压型零件10上两侧的左型面半壳101和右型面半壳102合拢，形成中空的盒形件，套到芯模305上，将弯曲后的零件从芯模305上取下得到弯曲成型零件。

结合图19、图20所示，在弯曲模下模板302上设置有沉槽3021用于安装所述左支承块307和右支承块308。

在本实施例中，结合图16、图27和图28所示，在弯曲凹模306的前端设置有前定位块309、后端设置有后定位块310，在前定位块309和后定位块310的顶部型面上分别设置有定位凸棱313；对压型零件10进行定位时，所述定位凸棱313与压型零件10上的过渡圆弧103相配合，通过定位凸棱313可以对压型零件10进行定位，避免弯曲时压型零件10发生移动。

结合图17所示，在本实施例中，所述弯曲凹模306通过卸料螺钉314安装在弯曲模下模板302上，在所述卸料螺钉314上套设有弹簧315，弹簧315的上端抵靠在弯曲凹模306上、下端抵靠在弯曲模下模板302上。所述弹簧315对弯曲凹模306始终存在向上的作用力，在未进行弯曲操作时，在弹簧315的作用下弯曲凹模306的顶部型面与左支承块307、右支承块308的型面相互平滑过渡，弯曲成型时，芯模305下移推动压型零件10带动弯曲凹模306克服弹簧315的弹力下移并抵靠在弯曲模下模板302，压型零件10在弯曲凹模306的顶部型面进行弯曲；弯曲结束后，弯曲模上模板301上移带动芯模305上移，弯曲凹模306在弹簧315的作用下将弯曲成型的零件从左支承块307、右支承块308之间顶出，便于弯曲后的零件取出。

结合图17、图24所示，在所述芯模35的下型面两端位置处设置有橡胶块容置槽3051，在所述橡胶块容置槽3051内镶嵌有橡胶块316。通过设置橡胶块316，在弯曲操作时，橡胶块316抵靠在压型零件10上，起到防滑作用，避免压型零件10发生窜动和滑移。

结合图17、图18所示，所述活动支座312包括销轴3121、销轴座3122、转动支板3123以及芯轴3124；所述销轴座3122固定设置在所述弯曲模上模板301上，所述转动支板3123的上端通过销轴3121安装在所述销轴座3122上；所述芯轴3124的左端安装在所述芯模305的端面上、所述芯轴3124右端插设在转动支板3123下端的通孔上。在弯曲成型操作结束后，由于弯曲成型后的零件是套在芯模305上的，通过旋转转动支板3123，即可将弯曲成型后的零件从芯模305上推出。

结合图17和图32所示，所述芯轴3124左端设置有螺纹接头，所述芯轴3124通过螺纹接头安装在所述芯模305的端面上，芯轴3124的右端外周面至右端面之间采用R100的圆弧过渡，采用圆弧过渡，转动支板3123旋转时，便于芯轴3124的右端插入到转动支板3123的通孔上。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种带宽边缘钣金空心支板状整流罩的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：下料，采用钣金材料进行下料，得到板料；

步骤S2：压型，将板料放置在压型模具（20）中进行压型，得到压型零件（10），所述压型零件（10）包括左型面半壳（101）和右型面半壳（102），左型面半壳（101）和右型面半壳（102）之间通过过渡圆弧（103）连接；左型面半壳（101）上成型出整流罩（40）左半壳上支板和翻折边沿的型面；右型面半壳（102）上成型出整流罩（40）右半壳上支板和翻折边沿的型面；

步骤S3：弯曲成型，对将步骤S2中得到的压型零件（10）边缘进行修整后放置在弯曲模具（30）中进行弯曲成型，使压型零件（10）上过渡圆弧（103）处弯曲变形，左型面半壳（101）和右型面半壳（102）合拢后得到弯曲成型零件；

步骤S4：型面校正，将步骤S3中得到的弯曲成型零件放置在型胎表面进行对比并校正，修剪端面，得到整流罩（40）零件；

步骤S3中所述弯曲模具（30）包括：弯曲模上模板（301）、弯曲模下模板（302）、芯模（305）以及弯曲凹模（306）；所述弯曲模上模板（301）设置在所述弯曲模下模板（302）的上方，弯曲模上模板（301）和弯曲模下模板（302）之间通过弯曲模导柱（303）、弯曲模导套（304）连接；所述弯曲凹模（306）安装在弯曲模下模板（302）上；所述芯模（305）设置在弯曲凹模（306）的上方；芯模（305）的一端通过固定支座（311）安装在弯曲模上模板（301）上，另一端通过活动支座（312）支承在弯曲模上模板（301）上；所述芯模（305）的外周形与整流罩（40）的内型面形状相同；在弯曲凹模（306）的左侧设置有用于支承压型零件（10）左型面半壳（101）的左支承块（307）；在弯曲凹模（306）的右侧设置有用于支承压型零件（10）右型面半壳（102）的右支承块（308）；

在弯曲凹模（306）的前端设置有前定位块（309）、后端设置有后定位块（310），在前定位块（309）和后定位块（310）的顶部型面上分别设置有定位凸棱（313）；对压型零件（10）进行定位时，所述定位凸棱（313）与压型零件（10）上的过渡圆弧（103）相配合；

所述弯曲凹模（306）通过卸料螺钉（314）安装在弯曲模下模板（302）上，在所述卸料螺钉（314）上套设有弹簧（315），弹簧（315）的上端抵靠在弯曲凹模（306）上、下端抵靠在弯曲模下模板（302）上；所述弹簧（315）对弯曲凹模（306）始终存在向上的作用力，在未进行弯曲操作时，在弹簧（315）的作用下弯曲凹模（306）的顶部型面与左支承块（307）、右支承块（308）的型面相互平滑过渡，弯曲结束后，弯曲凹模（306）在弹簧（315）的作用下将弯曲成型的零件从左支承块（307）、右支承块（308）之间顶出；

在所述芯模（305）的下型面两端位置处设置有橡胶块容置槽（3051），在所述橡胶块容置槽（3051）内镶嵌有橡胶块（316）。

2.如权利要求1所述的一种带宽边缘钣金空心支板状整流罩的加工方法，其特征在于：步骤S2中所述压型模具（20）包括：压型模上模板（201）、压型模下模板（202）、压型凹模（203）以及压型凸模（204），所述压型模上模板（201）设置在所述压型模下模板（202）的上方，压型模上模板（201）和压型模下模板（202）之间通过压型模导柱（205）、压型模导套（206）连接；所述压型凸模（204）设置在压型模上模板（201）的下表面上，所述压型凹模（203）设置在压型模下模板（202）的上表面上；所述压型凸模（204）的型面与压型凹模（203）的型面相匹配；

压型凹模（203）的型面包括支板成型区（2031）和翻折边沿成型区（2032）；

压型凹模（203）的型面中间设置有弧形凸棱（2033）将压型凹模（203）的型面分为左、右两个区域分别用于成型压型零件（10）上左型面半壳（101）、右型面半壳（102）。

3.如权利要求2所述的一种带宽边缘钣金空心支板状整流罩的加工方法，其特征在于：所述压型模具（20）还包括设置在压型模下模板（202）上表面上的下模框（207），所述压型凹模（203）位于下模框（207）内部，在所述下模框（207）的顶面上设置有定位板（208）；在下模框（207）上设置有凹形槽（2071）。

4.如权利要求2所述的一种带宽边缘钣金空心支板状整流罩的加工方法，其特征在于：在压型模下模板（202）上设置有多个顶杆孔（2021），在所述顶杆孔（2021）内设置有顶杆（209），所述顶杆（209）的上端与所述压型凹模（203）连接。

5.如权利要求1所述的一种带宽边缘钣金空心支板状整流罩的加工方法，其特征在于：所述活动支座（312）包括销轴（3121）、销轴座（3122）、转动支板（3123）以及芯轴（3124）；

所述销轴座（3122）固定设置在所述弯曲模上模板（301）上，所述转动支板（3123）的上端通过销轴（3121）安装在所述销轴座（3122）上；

所述芯轴（3124）的左端安装在所述芯模（305）的端面上、所述芯轴（3124）右端插设在转动支板（3123）下端的通孔上。

6.如权利要求5所述的一种带宽边缘钣金空心支板状整流罩的加工方法，其特征在于：所述芯轴（3124）左端设置有螺纹接头，所述芯轴（3124）通过螺纹接头安装在所述芯模（305）的端面上，芯轴（3124）的右端外周面至右端面之间采用圆弧过渡。