CN114789347B - 一种v字形变截面零件精准制造组合装置及加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于航空钣金零件制造领域,涉及一种V字形变截面零件精准制造组合装置及加工方法,包括通用R7闸刀装置、拉弯模装置和钻孔敲修一体模装置。本发明解决了各种长度、不同厚度的变曲率板材零件精准制造问题,既保证了零件在自然状态下外形的公差≤0.5㎜,又满足了数控铣切外形边缘前的定位孔孔位精度±0.1㎜,避免了二次定位产生的公差累积。
Description
技术领域
本发明属于航空钣金零件制造领域,涉及一种V字形变截面零件精准制造组合装置及加工方法。
背景技术
飞机零件受机身外形影响,结构特性不同。V字形钣弯零件位于飞机后机身1号框,此类零件主要作用是支撑后机身框架,其外形结构呈V字形,变截面外形窄长、截面宽度尺寸小、周边外形倒圆角,V形内角角度由90°过渡至105°,材料厚度大于3㎜。一般该类零件的加工方法是液压成形,液压成形是通过橡皮囊作为传递介质,将铝合金板材按工装加压成形的方法。液压成形多适用于同角度的凸凹曲线直弯边,截面形状相对简单的钣弯零件。对于变角度厚度超过3㎜的零件,若使用液压成形,缺点是V角根部内角角度达不到设计要求的90°~105°,角度实测值96°~110°,R角实测值为R9大于理论值R7,又因该类零件材料厚度大于3㎜,液压成形后,外形型面与工装之间间隙差值2㎜远大于0.76㎜。
发明内容
本发明要解决飞机V字形钣弯零件精准制造问题,提出了一种V字形变截面零件精准制造组合装置及加工方法,实现V字形变截面零件V角根部内角、R角值、外形型面满足设计数模要求的理论值及公差要求。
本发明的技术方案通过以下方案实现:
一种V字形变截面零件精准制造组合装置,所述的一种V字形变截面零件精准制造组合装置包括:通用R7闸刀装置、拉弯模装置和钻孔敲修一体模装置。以上三个装置均采用闸压成形、拉弯成形和限位钻孔的成形方法组合而成。
所述的通用R7闸刀装置用于闸压成形,将矩形平板铝合金板材闸压成105°等角度的V字形角材,闸压后的钣弯件特性是横截面等宽度、V形底部内圆角R7,内边等角度105°。通用R7闸刀装置由刀体1、模柄2、刀头3、底座4、吊环5、螺钉6、垫圈7组成。刀体1采用T10A碳素工具钢材料,是一个整体结构,包含模柄2和刀头3,模柄2位于刀体1的顶端起夹持作用,呈逆时针旋转90°的凹槽形状,凹槽处第一个立边长度为横边长度的一半,模柄2通过凹槽悬挂在数控液压折弯机的喉口处。刀头3的前刀面垂直于模柄2的顶端横边,中间开出梯形豁口,有利于降低闸压成形时板材材料回弹变量,刀头3的后刀面与前刀面夹角大于40°,二者之间的R角值为7㎜,刀头3的后刀面与模柄2凹槽处连接。底座4采用钢体材料,呈“槽型”结构,总长度比板材长度≥10mm,总宽度为内型面宽度的3倍,总高度不低于内型面高度的1.5倍。内型面的高度比板材宽度的一半低5~10mm,内型面的宽度等于内型面的高度,内型面顶端边缘倒圆角,避免在折弯板材时出现折痕,同时避免折弯板材时与闸刀刀具间相互干涉。底座4外侧各有两处吊环5,吊环5与底座4之间通过螺钉6和垫圈7连接并螺紧。
所述的拉弯模装置用于等截面等角度的钣弯角材拉弯成形,拉弯后的零件特征是变截面变角度,角度实现了90°~105°过渡。拉弯模装置包括模座8、安装孔9、减轻孔10、基准孔11组成。模座8采用A3碳素结构钢材料,呈梯形,整体结构尺寸为3500×600×150(㎜),模座8中间制出2个φ135的安装孔9,安装孔9的孔中心间距为914㎜,每个安装孔9的孔中心距模座8底端300㎜,安装孔9的作用是模座8与拉弯机定位桩定位连接。减轻孔10用来减轻模座8的重量,直径不小于φ250,贯穿于模座8,均匀分布于模座8上。两个基准孔11直径φ10H7,是数控加工及检测模座8的铣切基准。
所述的钻孔敲修一体模装置用于检测零件外形全型面及钻制2-φ5.2定位孔,2-φ5.2定位孔用于数控铣切零件外缘的定位。钻孔敲修一体模装置由模胎12、定位块13、翻转式左钻模板14、翻转式右钻模板15、钻套16、插销17、螺钉18、圆柱销19组成。模胎12采用铸钢材料,外观尺寸为3230×160×80(㎜),模胎12的上型面结构与零件的外形形状一致,上型面上划零件边缘线。两个定位块13分别通过两个螺钉18和两个圆柱销19螺紧于模胎12的同侧两端头,位置在零件边缘线两端头+20㎜处。翻转式左钻模板14和翻转式右钻模板15厚度20㎜,呈勾形结构,钻模板与模胎12上型面角度一致,二者之间间隙等于零件材料厚度,两块钻模板一端分别通过1个螺钉18和1个插销17固定在定位块13上,另一端距离端头20毫米处钻制φ10H7孔,孔的法线垂直于零件外形面上,孔内镶制钻套16,钻套16内径φ5.5,设置钻套16的作用是钻制φ5.2定位孔(孔位精度±0.1㎜),实现限位钻孔的功能。
一种V字形变截面零件精准制造组合装置的加工方法,包括以下步骤:
步骤1:将通用R7闸刀装置中模柄2装入闸压床的夹板与固定块之间,模柄2卡槽装入闸压床固定块槽口内。利用扳手手动拧紧闸压床固定螺丝,实现模柄2与设备滑块的连接。手动松开闸压床工作台的模具固定螺丝,将通用R7闸刀装置底座4摆放在闸压床工作台上,保证槽口与已装夹闸刀的弯曲圆角中心对正。
步骤2:启动设备,将滑块向下滑动,使闸刀与模座2合模。在合模状态,手动拧紧工作台的模具固定螺丝,将通用R7闸刀装置与模座2装夹固定在合模时的位置,保证弯曲轴线重合。
步骤3:将板材料送入,平稳摆放在模座2上,端面与后挡板贴合,踩下设备合模开关,滑块下滑,将板材料折弯。松开合模开关,滑块上行后取出零件。
步骤4:将拉弯模装置的模座8通过拉弯机平台上的两个固定安装孔9固定在拉弯机平台上,调整两个安装孔9的位置来适应拉弯工装上的两个定位孔,保证工装与拉弯机固定好。调整工装与工作台的角度,根据V形零件截面形状来选择V型钳口,将零件两端夹持在钳口,两端夹持量不小于100mm,零件中心部位顶住拉弯模装置弯曲中心部位,调整拉力值,零件随钳口移动,钳口与拉弯模相对位移,最终V形件弯曲至与拉弯模装置完全贴紧。卸载拉力,沿垂直于工装型面方向取出零件。
步骤5:将拉弯后的V形零件放置于钻孔敲修一体模装置,自然状态下用塞尺检查零件与模胎12贴合间隙,若局部间隙大于0.5㎜,手工敲修超差处零件外形,确保间隙≤0.5㎜,利用翻转式左钻模板14和翻转式右钻模板15进行垂直于零件型面钻制2个φ5.2定位孔。
步骤6:数控铣切零件外形及周边倒角,同时采用2个φ5.2定位孔进行定位。
本发明解决了各种长度、不同厚度的变曲率板材零件精准制造问题,既保证了零件在自然状态下外形的公差≤0.5㎜,又满足了数控铣切外形边缘前的定位孔孔位精度±0.1㎜,避免了二次定位产生的公差累积。
附图说明
图1为本发明一种V字形变截面零件精准制造的通用R7闸刀简图。图1(a)为侧视图,图1(b)为主视图。
图2为本发明一种V字形变截面零件精准制造的拉弯模简图;图2(a)为主视图,图2(b)为A处截面剖面图。
图3为本发明一种V字形变截面零件精准制造的钻孔敲修一体模简图。
图4为本发明一种V字形变截面零件精准制造的钻孔敲修一体模剖视图。图4(a)为插销、螺钉的局部放大图,图4(b)为定位块、钻套的局部放大图。
图中:1刀体;2模柄;3刀头;4底座;5吊环;6螺钉;7垫圈;8模座;9安装孔;10减轻孔;11基准孔;12模胎;13定位块;14翻转式左钻模板;15翻转式右钻模板;16钻套;17插销;18螺钉;19圆柱销。
具体实施方式
下面结合附图和技术方案对本发明的具体实施例作进一步说明。
如图所示,一种V字形变截面零件精准制造组合装置,包括:通用R7闸刀装置、拉弯模装置和钻孔敲修一体模装置。以上三个装置均采用闸压成形、拉弯成形和限位钻孔的成形方法组合而成。
所述的通用R7闸刀装置用于闸压成形,将矩形平板铝合金板材闸压成105°等角度的V字形角材,闸压后的钣弯件特性是横截面等宽度、V形底部内圆角R7,内边等角度105°。通用R7闸刀装置由刀体1、模柄2、刀头3、底座4、吊环5、螺钉6、垫圈7组成。刀体1采用T10A碳素工具钢材料,是一个整体结构,包含模柄2和刀头3,模柄2位于刀体1的顶端起夹持作用,呈逆时针旋转90°的凹槽形状,凹槽处第一个立边长度为横边长度的一半,模柄2通过凹槽悬挂在数控液压折弯机的喉口处。刀头3的前刀面垂直于模柄2的顶端横边,中间开出梯形豁口,有利于降低闸压成形时板材材料回弹变量,刀头3的后刀面与前刀面夹角大于40°,二者之间的R角值为7㎜,刀头3的后刀面与模柄2凹槽处连接。底座4采用钢体材料,呈“槽型”结构,总长度比板材长度≥10mm,总宽度为内型面宽度的3倍,总高度不低于内型面高度的1.5倍。内型面的高度比板材宽度的一半低5~10mm,内型面的宽度等于内型面的高度,内型面顶端边缘倒圆角,避免在折弯板材时出现折痕,同时避免折弯板材时与闸刀刀具间相互干涉。底座4外侧各有两处吊环5,吊环5与底座4之间通过螺钉6和垫圈7连接并螺紧。
所述的拉弯模装置用于等截面等角度的钣弯角材拉弯成形,拉弯后的零件特征是变截面变角度,角度实现了90°~105°过渡。拉弯模装置包括模座8、安装孔9、减轻孔10、基准孔11组成。模座8采用A3碳素结构钢材料,呈梯形,整体结构尺寸为3500×600×150(㎜),模座8中间制出2个φ135的安装孔9,安装孔9的孔中心间距为914㎜,每个安装孔9的孔中心距模座8底端300㎜,安装孔9的作用是模座8与拉弯机定位桩定位连接。减轻孔10用来减轻模座8的重量,直径不小于φ250,贯穿于模座8,均匀分布于模座8上。两个基准孔11直径φ10H7,是数控加工及检测模座8的铣切基准。
所述的钻孔敲修一体模装置用于检测零件外形全型面及钻制2-φ5.2定位孔,2-φ5.2定位孔用于数控铣切零件外缘的定位。钻孔敲修一体模装置由模胎12、定位块13、翻转式左钻模板14、翻转式右钻模板15、钻套16、插销17、螺钉18、圆柱销19组成。模胎12采用铸钢材料,外观尺寸为3230×160×80(㎜),模胎12的上型面结构与零件的外形形状一致,上型面上划零件边缘线。两个定位块13分别通过两个螺钉18和两个圆柱销19螺紧于模胎12的同侧两端头,位置在零件边缘线两端头+20㎜处。翻转式左钻模板14和翻转式右钻模板15厚度20㎜,呈勾形结构,钻模板与模胎12上型面角度一致,二者之间间隙等于零件材料厚度,两块钻模板一端分别通过1个螺钉18和1个插销17固定在定位块13上,另一端距离端头20毫米处钻制φ10H7孔,孔的法线垂直于零件外形面上,孔内镶制钻套16,钻套16内径φ5.5,设置钻套16的作用是钻制φ5.2定位孔(孔位精度±0.1㎜),实现限位钻孔的功能。
一种V字形变截面零件精准制造组合装置的加工方法,以超厚度大尺寸变曲率钣弯零件为例,包括以下步骤:
步骤1:将通用R7闸刀装置中模柄2装入闸压床的夹板与固定块之间,模柄2卡槽装入闸压床固定块槽口内。利用扳手手动拧紧闸压床固定螺丝,实现模柄2与设备滑块的连接。手动松开闸压床工作台的模具固定螺丝,将通用R7闸刀装置底座4摆放在闸压床工作台上,保证槽口与已装夹闸刀的弯曲圆角中心对正。
步骤2:启动设备,将滑块向下滑动,使闸刀与模座2合模。在合模状态,手动拧紧工作台的模具固定螺丝,将通用R7闸刀装置与模座2装夹固定在合模时的位置,保证弯曲轴线能够重合。
步骤3:将板材料送进,平稳摆放在模座2上,端面与后挡板贴合,踩下设备合模开关,滑块下滑,将板材料折弯。松开合模开关,滑块上行后取出零件。
步骤4:将拉弯模装置的模座8通过拉弯机平台上的两个固定安装孔9固定在拉弯机平台上,调整两个安装孔9的位置来适应拉弯工装上的两个定位孔,保证工装与拉弯机固定好。调整工装与工作台的角度,根据V形零件截面形状来选择V型钳口,将零件两端夹持在钳口,两端夹持量≥100mm,零件中心部位顶住拉弯模装置弯曲中心部位,调整拉力值,零件随钳口移动,钳口与拉弯模相对位移,最终V形件弯曲至与拉弯模装置完全贴紧。卸载拉力,沿垂直于工装型面方向取出零件。
步骤5:将拉弯后的V形零件放置于钻孔敲修一体模装置,自然状态下用塞尺检查零件与模胎12贴合间隙,若局部间隙大于0.5㎜,手工敲修超差处零件外形确保间隙≤0.5㎜后,利用翻转式左钻模板14和翻转式右钻模板15进行垂直于零件型面钻制2个φ5.2定位孔。
步骤6:数控铣切零件外形及周边倒角,同时采用2个φ5.2定位孔进行定位。从而实现了V字形零件精准制造的需求。
Claims (3)
1.一种V字形变截面零件精准制造组合装置,其特征在于,包括:通用R7闸刀装置、拉弯模装置和钻孔敲修一体模装置;
所述的通用R7闸刀装置,用于闸压成形,将矩形平板铝合金板材闸压成105°等角度的V字形角材,闸压后的钣弯件横截面等宽度、V形底部内圆角R7,内边等角度105°;通用R7闸刀装置由刀体(1)、模柄(2)、刀头(3)、底座(4)、吊环(5)、螺钉(6)、垫圈(7)组成;所述的刀体(1)是一个整体结构,包括模柄(2)和刀头(3),模柄(2)位于刀体(1)的顶端起夹持作用,呈逆时针旋转90°的凹槽形状,凹槽处第一个立边长度为横边长度的一半,模柄(2)通过凹槽悬挂在数控液压折弯机的喉口处;所述的刀头(3)的前刀面垂直于模柄(2)的顶端横边,中间开出梯形豁口,刀头(3)的后刀面与前刀面夹角大于40°,二者之间的R角值为7㎜,刀头(3)的后刀面与模柄(2)凹槽处连接;所述的底座(4)呈“槽型”结构,总长度比板材长度≥10mm,总宽度为内型面宽度的3倍,总高度不低于内型面高度的1.5倍;内型面的高度比板材宽度的一半低5~10mm,内型面的宽度等于内型面的高度,内型面顶端边缘倒圆角,底座(4)外侧各有两处吊环(5),吊环(5)与底座(4)之间通过螺钉(6)和垫圈(7)连接并螺紧;
所述的拉弯模装置,用于等截面等角度的钣弯角材拉弯成形,拉弯后的零件是变截面变角度,角度实现了90°~105°过渡;拉弯模装置由模座(8)、安装孔(9)、减轻孔(10)、基准孔(11)组成;所述的模座(8)呈梯形,整体结构尺寸为3500×600×150㎜,中间制出两个φ135的安装孔(9),安装孔(9)的孔中心间距为914㎜,每个安装孔(9)的孔中心距模座(8)底端300㎜,安装孔(9)的作用是模座(8)与拉弯机定位桩定位连接;减轻孔(10)用来减轻模座(8)的重量,直径≥φ250,贯穿于模座(8),均匀分布于模座(8)上;两个基准孔(11)直径φ10H7,是数控加工及检测模座(8)的铣切基准;
所述的钻孔敲修一体模装置,用于检测零件外形全型面及钻制2-φ5.2定位孔,2-φ5.2定位孔用于数控铣切零件外缘的定位;钻孔敲修一体模装置由模胎(12)、定位块(13)、翻转式左钻模板(14)、翻转式右钻模板(15)、钻套(16)、插销(17)、螺钉(18)、圆柱销(19)组成;所述的模胎(12)外观尺寸为3230×160×80㎜,模胎(12)的上型面结构与零件的外形形状一致,上型面上划零件边缘线;两个定位块(13)分别通过两个螺钉(18)和两个圆柱销(19)螺紧于模胎(12)的同侧两端头,位置在零件边缘线两端头+20㎜处;翻转式左钻模板(14)和翻转式右钻模板(15)厚度均为20㎜,呈勾形结构,钻模板与模胎(12)上型面角度一致,二者之间间隙等于零件材料厚度,两块钻模板一端分别通过一个螺钉(18)和一个插销(17)固定在定位块(13)上,另一端距离端头20毫米处钻制φ10H7孔,孔的法线垂直于零件外形面上,孔内镶制钻套(16),钻套(16)内径φ5.5,钻套(16)用于钻制φ5.2定位孔,孔位精度±0.1㎜,实现限位钻孔的功能。
2.根据权利要求1所述的一种V字形变截面零件精准制造组合装置,其特征在于:所述的底座(4)采用钢体材料,模座(8)采用A3碳素结构钢材料,模胎(12)采用铸钢材料。
3.一种权利要求1所述的V字形变截面零件精准制造组合装置的加工方法,
其特征在于,包括以下步骤:
步骤1:将通用R7闸刀装置中模柄(2)装入闸压床的夹板与固定块之间,模柄(2)卡槽装入闸压床固定块槽口内;利用扳手手动拧紧闸压床固定螺丝,实现模柄(2)与设备滑块的连接;手动松开闸压床工作台的模具固定螺丝,将通用R7闸刀装置底座(4)摆放在闸压床工作台上,保证槽口与已装夹闸刀的弯曲圆角中心对正;
步骤2:启动设备,将滑块向下滑动,使闸刀与模座(2)合模,在合模状态,手动拧紧工作台的模具固定螺丝,将通用R7闸刀装置与模座(2)装夹固定在合模时的位置,保证弯曲轴线重合;
步骤3:将板材料送入,平稳摆放在模座(2)上,端面与后挡板贴合,踩下设备合模开关,滑块下滑,将板材料折弯;松开合模开关,滑块上行后取出零件;
步骤4:将拉弯模装置的模座(8)通过拉弯机平台上的两个固定安装孔(9)固定在拉弯机平台上,调整两个安装孔(9)的位置来适应拉弯工装上的两个定位孔,保证工装与拉弯机固定好;调整工装与工作台的角度,根据V形零件截面形状来选择V型钳口,将零件两端夹持在钳口,两端夹持量≥100mm,零件中心部位顶住拉弯模装置弯曲中心部位,调整拉力值,零件随钳口移动,钳口与拉弯模相对位移,最终V形件弯曲至与拉弯模装置完全贴紧;卸载拉力,沿垂直于工装型面方向取出零件;
步骤5:将拉弯后的V形零件放置于钻孔敲修一体模装置,自然状态下用塞尺检查零件与模胎(12)贴合间隙,若局部间隙大于0.5㎜,手工敲修超差处零件外形,确保间隙≤0.5㎜,利用翻转式左钻模板(14)和翻转式右钻模板(15)进行垂直于零件型面钻制两个φ5.2定位孔;
步骤6:数控铣切零件外形及周边倒角,同时采用两个φ5.2定位孔进行定位。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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