CN115007739A - 一种带减轻孔的钣金零件精准制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于航空飞机钣金加工技术领域，涉及一种带减轻孔的钣金零件精准制造方法，由数控铣切下料工序、弯曲成形工序和液压成形工序构成。本发明通过两种不同成形工序的结合，将单一成形方式改为“冲压、液压”组合成形方式，实现了减轻孔由机械加工替代手工加工，通过采用有限元仿真软件模拟零件成形过程并对工装型面进行优化，有效避免了使用试错的方式进行工艺装备的返修完善，降低了劳动强度和生产成本，提高了零件的精准度和生产效率。
Description
技术领域
本发明属于航空飞机钣金加工技术领域，涉及一种带减轻孔的钣金零件精准制造方法。
背景技术
新研军机型号中，标准直角减轻孔HBO-16普遍运用于飞机各部位钣金零件,承担减轻零件重量、增加零件强度、通过电缆等作用。根据零件外形特征，成形工艺流程为：数铣下料—成形—淬火—修整—表面处理。零件成形采用工艺装备为型胎，其工作部位尺寸一般按零件尺寸协调，采用手工或者液压成形的方式将预先铣切出带有零件展开外形和减轻孔展开尺寸的平板料压制出与工艺装备紧密贴合的型面，最后按样板检验其零件外形以及减轻孔尺寸是否符合设计图样。由于钣金零件成形后出现回弹现象，导致成形出的减轻孔尺寸与设计图样相比存在角度偏大、弯边高度超差问题。此外，成形减轻孔以及热处理后的零件变形量修整，主要采用手工方式，使用榔头、铝锤等工具，不仅劳动强度大、生产效率低，而且存在减轻孔弯曲部位根部顶伤、榔头印痕、表面质量差等问题。
发明内容
本发明的目的在于发明一种带减轻孔的钣金零件精准制造方法，设计一套弯曲模用于减轻孔成形、一套型胎用于零件其他型面成形，并将单一的零件成形方式改为“冲压、液压”组合成形方式。为达到上述目的，本发明的技术方案为：
一种带减轻孔的钣金零件精准制造方法，由数控铣切下料工序、弯曲成形工序和液压成形工序构成。
第一道工序：数控铣切下料
铣切采用零件的展开数模作为介质，铣切出展开状态下的外缘和减轻孔展开尺寸，用于后续成形使用。为保证零件成形过程中展开料在工装上不窜动，铣出零件内部的2-φ5.2孔，用于液压成形工序时定位，其孔位置需与型胎上的销钉位置协调。
第二道工序：弯曲成形
弯曲成形工序采用的工装为冲压弯曲模，实现将铣切后的展开料加工出符合HBO-16标准的直角减轻孔，包括10个结构构成：上模1、下模2、卸料板3、缓冲垫4、下模座5、卸料螺钉6、圆柱销7、下模板8、内六角圆柱头螺钉9、吊环螺钉10。
上模1按减轻孔外侧尺寸设计，所带模柄用于连接压力机实现往复运动；下模2按减轻孔内侧尺寸设计，与上模1共同决定展开料冲压后的减轻孔尺寸，考虑钣金零件回弹现象，根据有限元分析法模拟零件成形过程并对上模1、下模2制出回弹角，用于保证冲压弯曲后减轻孔弯曲角度和孔径符合标准要求；卸料板3、缓冲垫4、下模座5通过卸料螺钉6连接组成卸料系统；下模座5通过圆柱销7与下模板8确定相对位置并采用内六角圆柱头螺钉9固定；下模板8四周安装吊环螺钉10用于冲压弯曲模的吊装搬运。
缓冲垫4采用橡胶制造。
第三道工序：液压成形
液压成形工序采用的工装型胎，由4个结构构成：胎体11、盖板12、定位销13、合模销14。
胎体11型面按零件内形确定，为方便液压成形，其下边缘设计为距离零件边缘>15mm，在减轻孔位置制出通孔，便于零件热处理后修整变形；考虑到钣金零件回弹现象，根据有限元分析法模拟零件成形过程，对胎体11制出回弹角，用于保证液压成形后弯曲角度符合零件设计图样要求。
盖板12与胎体11外形相似，外缘略小,利于零件成形；为保护液压设备，盖板12周边倒圆角>R10。
定位销13安装于胎体11上，直径为φ5.0，位置同零件内部的2-φ5.2孔，用于成形时零件在型胎上定位，保证受力情况下零件不产生移动，确保零件外形准确。
合模销14安装在胎体11上，用于对正胎体11和盖板12位置，防止成形过程中两者窜动，同时承受水平面剪切力，保护定位销13。
液压成形工序采用的工装型胎结构均按零件数据集协调制造，保证制造公差≤0.1mm。
本发明通过两种不同成形工序的结合，将单一成形方式改为“冲压、液压”组合成形方式，实现了减轻孔由机械加工替代手工加工，通过采用有限元仿真软件模拟零件成形过程并对工装型面进行优化，有效避免了使用试错的方式进行工艺装备的返修完善，降低了劳动强度和生产成本，提高了零件的精准度和生产效率。
附图说明
图1为本发明零件外形图。
图2为本发明冲压弯曲模结构图。图2(a)为沿图2(b)中A-A面的剖面图，图2(b)为俯视图。
图3为本发明型胎结构图。图3(a)为沿图3(b)中B-B面的剖面图，图3(b)为俯视图。
图中：1上模；2下模；3卸料板；4缓冲垫；5下模座；6卸料螺钉；7圆柱销；8下模板；9内六角圆柱头螺钉；10吊环螺钉；11胎体；12盖板；13定位销；合模销14。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，对本发明的具体实施例做进一步说明。
此种加工方法，通过数控铣切方式下料，采用冲压弯曲成形制出减轻孔，再由专用工装型胎成形零件其他外形，实现带减轻孔的钣金零件精准制造。
如图所示：
步骤一：铣切下料。采用数铣铣切的方式按二维展开数据集铣切出零件的展开外缘以及减轻孔的展开孔，钻2-φ5.2销钉孔。加工精度应保证展开外缘极限偏差不大于0.5mm，销钉孔孔径极限偏差+0.12mm，并进行锉修、去毛刺处理。
步骤二：弯曲成形。利用吊车或叉车将冲压弯曲模在合模状态摆放在压力机工作台上，调整模具位置，保证上模1、下模2对正，调试合格后启动压力机，将铣切后的板料展开孔套入下模2，保持水平后合模冲压，在压力机作用下，上模1、下模2闭合，板料挤压出与下模2相同的型面，即完成减轻孔的制造。
步骤三：液压成形。分离胎体11与盖板12，将胎体11放入液压机工作台，然后将通过弯曲成形工序制出合格减轻孔的半成品放在胎体11上，采用定位销13固定位置，合上盖板12，此时减轻孔位于盖板12覆盖下，可防止液压成形过程中出现变形，最后启动液压机，通过橡皮囊传递压力迫使板料与型胎型面紧密贴合，完成零件液压成形。
步骤四：零件淬火。将零件进行淬火处理，目的是提高零件强度和硬度。
步骤五：修整零件。将淬火后的零件采用成形用的型胎进行手工修整，保证零件与工装贴合间隙不大于0.5mm。
步骤六：去耳片。剪切去除零件两侧端头定位用的耳片，并进行锉修、去毛刺处理。
步骤七：零件表面处理。将零件进行阳极化和喷漆，目的是提高零件抗腐蚀能力。
Claims (3)
1.一种带减轻孔的钣金零件精准制造方法，其特征在于，包括：数控铣切下料工序、弯曲成形工序和液压成形工序；
第一道工序：数控铣切下料
所述的数控铣切下料工序的铣切采用零件的展开数模作为介质，铣切出展开状态下的外缘和减轻孔展开尺寸，用于后续成形使用；为保证零件成形过程中展开料在工装上不窜动，铣出零件内部的2-φ5.2孔，用于液压成形工序时定位，其孔位置需与型胎上的销钉位置协调；
第二道工序：弯曲成形
所述的弯曲成形工序采用的工装为冲压弯曲模，实现将铣切后的展开料加工出符合HBO-16标准的直角减轻孔，包括：上模(1)、下模(2)、卸料板(3)、缓冲垫(4)、下模座(5)、卸料螺钉(6)、圆柱销(7)、下模板(8)、内六角圆柱头螺钉(9)、吊环螺钉(10)；
所述的下模(2)按减轻孔内侧尺寸设计，与上模(1)共同决定展开料冲压后的减轻孔尺寸，考虑到钣金零件回弹现象，根据有限元分析法模拟零件成形过程并对上模(1)、下模(2)制出回弹角，用于保证冲压弯曲后减轻孔弯曲角度和孔径符合标准要求；
所述的卸料板(3)、缓冲垫(4)、下模座(5)通过卸料螺钉(6)连接组成卸料系统；
所述的下模座(5)通过圆柱销(7)与下模板(8)确定相对位置并采用内六角圆柱头螺钉(9)固定；
所述的下模板(8)四周安装吊环螺钉(10)用于冲压弯曲模的吊装搬运；
第三道工序：液压成形
所述的液压成形工序采用的工装型胎，包括：胎体(11)、盖板(12)、定位销(13)、合模销(14)；
所述的胎体(11)型面按零件内形确定，为方便液压成形，其下边缘设计为距离零件边缘>15mm，在减轻孔位置制出通孔，便于零件热处理后修整变形；考虑到钣金零件回弹现象，根据有限元分析法模拟零件成形过程，对胎体(11)制出回弹角，用于保证液压成形后弯曲角度符合零件设计图样要求；
所述的盖板(12)与胎体(11)外形相似，周边倒圆角>R10，外缘略小,利于零件成形；
所述的定位销(13)安装于胎体(11)上，直径为φ5.0，位置同零件内部的2-φ5.2孔，用于成形时零件在型胎上定位；
所述的合模销(14)安装于胎体(11)上，用于对正胎体(11)和盖板(12)位置。
2.根据权利要求1所述的一种带减轻孔的钣金零件精准制造方法，其特征在于：所述的缓冲垫(4)采用橡胶制造。
3.根据权利要求1所述的一种带减轻孔的钣金零件精准制造方法，其特征在于：所述的液压成形工序采用的工装按零件数据集协调制造，保证制造公差≤0.1mm。
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