CN114192694A - 一种大型双曲面型材零件成形工艺方法 - Google Patents

一种大型双曲面型材零件成形工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于型材复杂零件成形工艺范畴，涉及提供一种双曲面型材类零件的成形工艺方法。本发明方法经下料、零件型材铣切，然后进行液压成形，再进行型材拉弯成形以及冲压成形和后续处理等工艺。有效结合了液压扩角、型材拉伸、型材液压及型材铣切四种方法，及制定较为合理的拉伸与扩角工艺参数。型材铣切用于立筋成形，同时为后续拉弯工序做准备，然后由液压工序完成立筋曲度的成形、由液压成形完成了腹板曲度的成形，最终零件满足双曲度理论外形要求，并大幅提高零件质量，降低报废率，产生了较大的经济效益。

Description

一种大型双曲面型材零件成形工艺方法
技术领域
本发明属于型材复杂零件成形工艺范畴，涉及提供一种双曲面型材类零件的成形工艺方法。
背景技术
飞机上的挤压型材数量很多，约占飞机钣金总工作量的25％-27％，品种有梁、长桁、框肋、加强支柱、角片等。又皆为受力件，材料厚度较大。型材零件的成形可分解为三个方面：外形曲度的成形；扭转的成形；角度的成形。传统的型材成形方法单一，主要为扩角成形、滚弯成形、拉弯成形。但此大型双曲面型材的成形较以往更加复杂，缺少可直接使用的理论基础和实际成形经验。此零件成形过程中常出现角度畸变、局部变薄、局部鼓包、不贴合模具等成形缺陷，严重时造成零件的报废。
发明内容
本发明的目的是：为了解决大型双曲面型材传统成形工艺方案中存在的问题，本发明提供一种操作简单、工艺性好、成形质量佳的大型双曲面型材零件成形工艺方法。
本发明的技术方案是：
一种大型双曲面型材零件成形工艺方法，其包括以下步骤:
步骤1：下料
根据拉弯模尺寸确定加工产品所使用的原材料的毛料尺寸；
步骤2：型材铣切
完成双曲面型材零件立筋高度的成形，为扩角成形预留足够的材料；
步骤3：液压成形
将铣切后型材放置模具中，模具中内置金属芯模、硅橡胶板与膨胀橡胶板，
将型材立筋与腹板面扩制数模要求的具体角度，零件展开料按照扩角模的要求放置，扩角时上模体向下模体运动，用内增压方式完成双曲面型材零件立筋角度的成形，上述成形方式能够有效提升型材成形质量，减少零件成型过程中的角度畸变、局部变薄、局部鼓包等缺陷；
步骤4：热处理
将模具与零件从机床上拆卸，将模具与零件共同淬火，温度控制450℃～ 460℃，保温2h～3h，水冷温度50℃～70℃，水冷时间不少于10分钟。
步骤5：型材成形
拆卸模具，将零件取出，按胎膜进行手工校形。
步骤2中，将双曲面型材零件夹具固定在机床上，立筋高度不低于曲面宽度的1/2，保证曲面成形强度。
步骤3中，液压成形进一步分成三步，先使用液压机将型材立筋与腹板面进行角度扩角；然后使用型材拉弯机进行零件拉弯成形，成形立筋曲度；再利用液压机成形零件腹板面曲度。
步骤3中的第一液压成形时，型材立筋与腹板面角度由90°扩制为73°。
步骤3中，完成双曲面型材零件立筋角度的扩制，型材两端各留至少500mm 工艺余量。
液压成形时，所需要的液压机为350T。
步骤4中，淬火后24小时内进行人工时效，时效后空冷。
步骤4中，金属曲面按照复合材料成形方法与胎膜一起进行热处理。
本发明的效果：本发明通过液压成形控制，以及将零件曲面按照复合材料成形方法与胎膜一起进行热处理和冷却固型，有效避免了原有成形过程中此零件常出现角度畸变、局部变薄、局部鼓包、不贴合模具等成形缺陷。提高了零件的质量，满足了装配要求，降低了产品报废率，节约了生产成本。因成形缺陷导致的零件报废率由原有的90％降低至5％。
附图说明
图1：大型双曲面型材零件典型图；
图2：零件毛料状态图；
图3：型材扩角后零件状态图；
图4：扩角时零件摆放位置示意图；
图5：拉弯成形零件断面摆放位置示意图；
图6：拉弯成形后零件示意图。
图7：拉弯成形零件立筋曲度示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：
本发明根据零件的外形结构特点，根据体积不变定律与最小阻力定律，提出扩角、拉伸与液压结合的工艺方案，即等体积法，对大型双曲面型材零件进行拉弯液压成形，其中，型材成形后，进行热处理时，将零件和模具进行一起进行处理，有效提高零件成形质量。
实施例
以附图1所示零件为例具体阐述一下零件的成形过程：
(1)下料
根据拉弯模尺寸确定加工产品所使用的原材料的毛料尺寸；
(2)型材铣切
完成双曲面型材零件立筋高度的成形，为扩角成形预留足够的材料，为后续拉弯成形做好成形基础；本实施例中，使用铣床将零件立筋高度由25mm铣切至13mm，图2；
(3)一次液压成形
使用液压机350T，将型材立筋与腹板面角度由90°扩制为73°，见图3 和图4；
(4)拉弯成形
见图5和图6，使用型材拉弯机A-7B，固定型材，然后进行拉弯成形零件立筋曲度，见图7；
(5)二次液压成形
使用液压机350T，成形零件腹板面曲度；
(6)热处理工序
将模具与零件从机床上拆卸，将模具与零件共同淬火，温度控制450℃～ 460℃，保温2h～3h。水冷温度50℃～70℃，水冷时间10分钟。淬火后24 小时内进行人工时效，时效后空冷；
本发明中将模具和零件共同淬火，并采用相同热处理工艺同时进行处理，包括同步淬火、保温以及水冷成形，该处理工艺可以有效原有成形过程中此零件常出现角度畸变、局部变薄、局部鼓包、不贴合模具等成形缺陷。提高了零件的质量，满足了装配要求，降低了产品报废率，节约了生产成本。因成形缺陷导致的零件报废率由原有的90％降低至5％；
(7)型材校形
拆卸模具，将零件取出，按胎膜进行型材校形。
综上所述，本发明在于较好的结合液压扩角、型材拉伸、型材液压及型材铣切四种方法，及制定较为合理的拉伸与扩角工艺参数。型材铣切用于立筋成形，同时为后续拉弯工序做准备，然后由液压工序完成立筋曲度的成形、由液压成形完成了腹板曲度的成形，最终零件满足双曲度理论外形要求。成形过程中充分发挥了零件的塑性，也充分的利用金属塑性变形的体积不变原理，有效提高了零件的质量，满足了装配要求，降低了产品报废率，节约了生产成本，且因成形缺陷导致的零件报废率由原有的90％降低至5％。

Claims (8)

1.一种大型双曲面型材零件成形工艺方法，其特征在于，包括以下步骤:
步骤1：下料
根据拉弯模尺寸确定加工产品所使用的原材料的毛料尺寸；
步骤2：型材铣切
完成双曲面型材零件立筋高度的成形，为扩角成形预留足够的材料；
步骤3：液压成形
将铣切后型材放置模具中，模具中内置金属芯模、硅橡胶板与膨胀橡胶板，
将型材立筋与腹板面扩制数模要求的具体角度，零件展开料按照扩角模的要求放置，扩角时上模体向下模体运动，用内增压方式完成双曲面型材零件立筋角度的成形；
步骤4：热处理
将模具与零件从机床上拆卸，将模具与零件共同淬火，温度控制450℃～460℃，保温2h～3h，水冷温度50℃～70℃，水冷时间不少于10分钟。
步骤5：型材成形
拆卸模具，将零件取出，按胎膜进行手工校形。
2.根据权利要求1所述的大型双曲面型材零件成形工艺方法，其特征在于，步骤2中，将双曲面型材零件夹具固定在机床上，立筋高度不低于曲面宽度的1/2，保证曲面成形强度。
3.根据权利要求1所述的大型双曲面型材零件成形工艺方法，其特征在于，步骤3中，液压成形进一步分成三步，先使用液压机将型材立筋与腹板面进行角度扩角；然后使用型材拉弯机进行零件拉弯成形，成形立筋曲度；再利用液压机成形零件腹板面曲度。
4.根据权利要求3所述的大型双曲面型材零件成形工艺方法，其特征在于，步骤3中的第一液压成形时，型材立筋与腹板面角度由90°扩制为73°。
5.根据权利要求4所述的大型双曲面型材零件成形工艺方法，其特征在于，步骤3中，完成双曲面型材零件立筋角度的扩制，型材两端各留至少500mm工艺余量。
6.根据权利要求5所述的大型双曲面型材零件成形工艺方法，其特征在于，液压成形时，所需要的液压机为350T。
7.根据权利要求1所述的大型双曲面型材零件成形工艺方法，其特征在于，步骤4中，淬火后24小时内进行人工时效，时效后空冷。
8.根据权利要求7所述的大型双曲面型材零件成形工艺方法，其特征在于，步骤4中，金属曲面按照复合材料成形方法与胎膜一起进行热处理。
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