CN115007693B - 变曲度u形蒙皮加工模具及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种变曲度U形蒙皮加工模具及使用方法，属于航空飞机钣金加工技术领域。本发明基于上模具和下模具实现，利用蒙皮拉伸机的上压装置，通过上压装置液压缸吊装上模具向下运动，将板料压入下模具的方式来最终达到板料贴模的状态。本发明对于大尺寸的U形蒙皮可完成一次性加工，加工后零件表面质量光滑，未发生严重滑移线，表面划伤少，工人仅需较短时间即可完成成形，生产效率高。
Description
技术领域
本发明属于航空飞机钣金加工技术领域，涉及铝合金蒙皮零件加工成形，尤其涉及变曲度U形蒙皮加工模具及使用方法。
背景技术
飞机部分转向装置外蒙皮为“Ω”形结构，此类蒙皮零件特点为上表面呈现大曲度变化的弧形，中间高两侧低。此类蒙皮零件传统加工方法为液压成形或落压成形，但是液压成形使用的液压机工作台加工零件高度有限，对于高度超过300mm的零件无法合模。而采用落压成形加工此类蒙皮零件时，采用一套落压成形模工装，工装结构为凸模和凹模进行合模的方式来成形零件。成形零件前将凸模安装在落压成形机上工作台上，然后将凹模放置在底部工作台面上，板料放置在凹模上表面，通过对凸模的快速施加压力，使其自由落体的方式将板料冲击到凹模内，完成最终的成形。此类加工方法加工“Ω”形蒙皮后，由于快速的冲击会导致蒙皮表面出现褶皱和大量的划伤，零件脱模后工人需要1-2小时完成一件零件的修整和去除划伤工作，加工零件效率较低。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种变曲度U形蒙皮加工模具及使用方法，利用蒙皮拉伸机的上压装置，通过上压装置液压缸向下运动，将板料压入下模具的方式来最终达到板料贴模的状态。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种变曲度U形蒙皮加工模具，所述加工模具包括上模具和下模具。
所述下模具包括底板1、导向柱2、紧固销3、凹模胎体4、钢丝螺套5、吊环6、挡板7和螺钉8。所述的下模具为凹形面，型面根据零件数模进行加工，精度控制在不大于0.1mm。所述的底板1为下模具的底面，厚度在30-50mm之间；所述的导向柱2共两个，安装在底板1左右两侧同一直线位置，间距大于300mm，导向柱2直径在8-10mm之间，采用楔形加工；所述的凹模胎体4包括两个具有相同半U形型面的胎体组件，两个胎体组件的半U形型面左右相对组成具有凹形面的凹模胎体4，其安装在底板1上，安装时凹模胎体4延导向柱2导向安装，减少安装时间；所述的紧固销3将底板1与凹模胎体4锁紧，保证两者紧密结合；所述的凹模胎体4左右两侧分别对称安装两个钢丝螺套5，保证左右平衡，钢丝螺套5内安装吊环6，用于模具的吊运；所述的凹模胎体4顶部前后两侧各安装一个挡板7，每个挡板7由两个螺钉8固定，挡板7宽度在80-100mm之间，用于将凹模胎体4的两个胎体组件紧密贴合，防止零件成形过程中发生移动。
所述上模具包括凸模胎体9、模柄10、模柄通孔11和T形滑块12。所述的凸模胎体9为零件的凹模型面，加工精度不大于0.1mm，凸模胎体9上端钻制4-6个模柄通孔11，模柄10插入模柄通孔11内将固定在凸模胎体9顶端的T形滑块12定位，T形滑块12上端结构为T形，便于插入蒙皮拉伸机上压装置的T形槽内进行连接。
进一步的，所述的底板1选用45#钢或其他同等强度材质，保证下模具在每次2-3吨的重复压力下不产生变形；使用数控机床对底板1进行平面加工，直线度不大于0.03mm，表面粗糙度不大于Ra1.6μm。
一种变曲度U形蒙皮加工模具的使用方法，利用蒙皮拉伸机的上压装置完成加工成形，上压装置为蒙皮拉伸机附属的一种装置，常规布局为龙门形，在拉伸机上方，两侧为液压缸，可以上下运动，通常上压装置上升到顶端时与降到底端之间的距离超过2000mm，所述使用方法包括如下步骤：
步骤1，使用吊车将挂钩挂入吊环6内，将下模具吊运至蒙皮拉伸机工作平台上，使用塞尺对底板1与平台之间的间隙进行测量，保证两者之间间隙不大于0.5mm，防止成形过程中出现压力不平衡，导致零件受力不均匀而产生缺陷。
步骤2，将上压装置移动至下模具上方，将上压装置下降至距离地面1500-1300mm之间，使用吊车将上模具吊运至上压装置一侧，将上模具T形滑块12与上压装置上的T形口对齐后推入，将上模具推至上压装置的中心位置，完成后将上压装置升起，等待下一步成形。
步骤3，将需要成形的铝合金板料放在下模具表面，铝合金板料中心线方向与模具保持一致，便于成形过程中两侧变形量一致；启动上压装置开关键，将上压装置向下移动，移动速率不高于1000mm/min，凸模胎体9将铝合金板料缓慢压入下模具凹模胎体4内，直至两者合模为止，保压1-2分钟，然后抬起凸模胎体9。
步骤4，将初次成形的板料从凹模胎体4中取出，移交至热处理固溶，固溶结束后使用水作为介质进行冷却，完成淬火工序，在10分钟内再次将初次成形后的板料放入凹模胎体4中。
步骤5，二次启动上压装置，将凸模胎体9向下压入凹模胎体4中，移动速率为500mm/min，增加压力，将大曲率位置加工至贴模，此次保压时间延长至5-10分钟，减少零件回弹，完成成形过程。
本发明的有益效果是：
本发明通过使用上压装置进行成形，对于大尺寸的U形蒙皮可完成一次性加工，加工后零件表面质量光滑，未发生严重滑移线，表面划伤少，工人仅需较短时间即可完成成形，生产效率高。
附图说明
图1为下模具正视图。
图2为下模具侧视图。
图3为下模具安装示意图。
图4为上模具侧视图。
图5为上模具模柄通孔正视图。
图中：1底板；2导向柱；3紧固销；4凹模胎体；5钢丝螺套；6吊环；7挡板；8螺钉；9凸模胎体；10模柄；11模柄通孔；12T形滑块。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
实施例
一种变曲度U形蒙皮加工模具，所述加工模具包括上模具和下模具。
如图1-图3所示，所述下模具包括底板1、导向柱2、紧固销3、凹模胎体4、钢丝螺套5、吊环6、挡板7和螺钉8。所述的下模具为凹形面，型面根据零件数模进行加工，精度控制在不大于0.1mm。所述的底板1为下模具的底面，厚度为40mm；所述的导向柱2共两个，安装在底板1左右两侧同一直线位置，间距为350mm，导向柱2直径为9mm，采用楔形加工；所述的凹模胎体4包括两个具有相同半U形型面的胎体组件，两个胎体组件的半U形型面左右相对组成具有凹形面的凹模胎体4，其安装在底板1上，安装时凹模胎体4延导向柱2导向安装，减少安装时间；所述的紧固销3将底板1与凹模胎体4锁紧，保证两者紧密结合；所述的凹模胎体4左右两侧分别对称安装两个钢丝螺套5，保证左右平衡，钢丝螺套5内安装吊环6，用于模具的吊运；所述的凹模胎体4顶部前后两侧各安装一个挡板7，每个挡板7由两个螺钉8固定，挡板7宽度为90mm，用于将凹模胎体4的两个胎体组件紧密贴合，防止零件成形过程中发生移动。
如图4和图5所示，所述上模具包括凸模胎体9、模柄10、模柄通孔11和T形滑块12。所述的凸模胎体9为零件的凹模型面，加工精度不大于0.1mm，凸模胎体9上端钻制6个模柄通孔11，模柄10插入模柄通孔11内将固定在凸模胎体9顶端的T形滑块12定位，T形滑块12上端结构为T形，便于插入蒙皮拉伸机上压装置的T形槽内进行连接。
进一步的，所述的底板1选用45#钢；使用数控机床对底板1进行平面加工，直线度不大于0.03mm，表面粗糙度不大于Ra1.6μm。
一种变曲度U形蒙皮加工模具的使用方法，包括如下步骤：
步骤1，使用吊车将挂钩挂入吊环6内，将下模具吊运至蒙皮拉伸机工作平台上，使用塞尺对底板1与平台之间的间隙进行测量，两者之间间隙为0.4mm，防止成形过程中出现压力不平衡，导致零件受力不均匀而产生缺陷。
步骤2，将上压装置移动至下模具上方，将上压装置下降至距离地面1400mm，使用吊车将上模具吊运至上压装置一侧，将上模具T形滑块12与上压装置上的T形口对齐后推入，将上模具推至上压装置的中心位置，完成后将上压装置升起，等待下一步成形。
步骤3，将需要成形的铝合金板料放在下模具表面，铝合金板料中心线方向与模具保持一致，便于成形过程中两侧变形量一致；启动上压装置开关键，将上压装置向下移动，移动速率在950mm/min，凸模胎体9将铝合金板料缓慢压入下模具凹模胎体4内，直至两者合模为止，保压2分钟，然后抬起上模具。
步骤4，将初次成形的板料从凹模胎体4中取出，移交至热处理固溶，固溶结束后使用水作为介质进行冷却，完成淬火工序，8分钟后再次将初次成形后的板料放入凹模胎体4中。
步骤5，二次启动上压装置，将凸模胎体9向下压入凹模胎体4中，移动速率为500mm/min，增加压力，将大曲率位置加工至贴模，此次保压时间延长至8分钟，减少零件回弹，完成成形过程。
以上所述实施例仅表达本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种变曲度U形蒙皮加工模具，其特征在于，所述加工模具包括上模具和下模具；
所述下模具包括底板(1)、导向柱(2)、紧固销(3)、凹模胎体(4)、钢丝螺套(5)、吊环(6)、挡板(7)和螺钉(8)；所述的下模具为凹形面，型面根据零件数模进行加工，精度控制在不大于0.1mm；所述的底板(1)为下模具的底面，厚度在30-50mm之间；所述的导向柱(2)共两个，安装在底板(1)左右两侧同一直线位置，间距大于300mm，导向柱(2)直径在8-10mm之间，采用楔形加工；所述的凹模胎体(4)包括两个具有相同半U形型面的胎体组件，两个胎体组件的半U形型面左右相对组成具有凹形面的凹模胎体(4)，其安装在底板(1)上，安装时凹模胎体(4)延导向柱(2)导向安装，减少安装时间；所述的紧固销(3)将底板(1)与凹模胎体(4)锁紧，保证两者紧密结合；所述的凹模胎体(4)左右两侧分别对称安装两个钢丝螺套(5)，保证左右平衡，钢丝螺套(5)内安装吊环(6)，用于模具的吊运；所述的凹模胎体(4)顶部前后两侧各安装一个挡板(7)，每个挡板(7)通过两个螺钉(8)固定，挡板(7)宽度在80-100mm之间，用于将凹模胎体(4)的两个胎体组件紧密贴合，防止零件成形过程中发生移动；
所述上模具包括凸模胎体(9)、模柄(10)、模柄通孔(11)和T形滑块(12)；所述的凸模胎体(9)为零件的凹模型面，加工精度不大于0.1mm，凸模胎体(9)上端钻制4-6个模柄通孔(11)，模柄(10)插入模柄通孔(11)内将固定在凸模胎体(9)顶端的T形滑块(12)定位，T形滑块(12)上端结构为T形，用于插入蒙皮拉伸机上压装置的T形槽内进行连接。
2.根据权利要求1所述的一种变曲度U形蒙皮加工模具，其特征在于，所述的底板(1)选用45#钢或其他同等强度材质；使用数控机床对底板(1)进行平面加工，直线度不大于0.03mm，表面粗糙度不大于Ra1.6μm。
3.一种根据权利要求1或2所述的一种变曲度U形蒙皮加工模具的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，使用吊车将挂钩挂入吊环(6)内，将下模具吊运至蒙皮拉伸机工作平台上，使用塞尺对底板(1)与平台之间的间隙进行测量，保证两者之间间隙不大于0.5mm，防止成形过程中出现压力不平衡，导致零件受力不均匀而产生缺陷；
步骤2，将上压装置移动至下模具上方，将上压装置下降至距离地面1500-1300mm之间，使用吊车将上模具吊运至上压装置一侧，将上模具T形滑块(12)与上压装置上的T形口对齐后推入，将上模具推至上压装置的中心位置，完成后将上压装置升起，等待下一步成形；
步骤3，将需要成形的铝合金板料放在下模具表面，铝合金板料中心线方向与模具保持一致，用于成形过程中两侧变形量一致；启动上压装置开关键，将上压装置向下移动，移动速率不高于1000mm/min，凸模胎体(9)将铝合金板料缓慢压入下模具凹模胎体(4)内，直至两者合模为止，保压1-2分钟，然后抬起凸模胎体(9)；
步骤4，将初次成形的板料从凹模胎体(4)中取出，移交至热处理固溶，固溶结束后使用水作为介质进行冷却，完成淬火工序，在10分钟内再次将初次成形后的板料放入凹模胎体(4)中；
步骤5，二次启动上压装置，将凸模胎体(9)向下压入凹模胎体(4)中，移动速率为500mm/min，增加压力，将大曲率位置加工至贴模，此次保压时间延长至5-10分钟，减少零件回弹，完成成形过程。
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