CN116922008A - 一种“船”形铝合金集线盒的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种“船”形铝合金集线盒的制造方法，属于航空飞机钣金零件加工技术领域。本发明通过全新设计一套工艺流程，将手工成形的加工方式更改为“冲压成形—手工成形”的组合方式，并设计一套冲压弯曲模用于盒形件成形，一套型胎用于成形零件最终外形。首先对数铣完成的毛料通过冲压弯曲模冲压成形为不带凸缘加强边的盒形件，再通过型胎对盒形件手工成形凸缘加强边，再按型胎上的零件边缘线切割外形后，按型胎上的钻模板钻制安装孔，测量合格后制造完成。本发明解决了成形过程中弯曲部位裂纹、零件厚度变化不均、褶皱难以修整、钻孔位置不准确等问题。生产中零件主要变形由机械加工完成，表面质量显著提高，生产效率提高，废品率降低。

Description

一种“船”形铝合金集线盒的制造方法

技术领域

本发明属于航空飞机钣金零件加工技术领域，涉及一种“船”形铝合金集线盒的制造方法。

背景技术

飞机电缆敷设存在一种特殊结构的集线盒，用于电缆线的安装和保护线缆。该类零件采用LF21|M|δ1.5材料制造，结构类似“船”形，四周带凸缘加强边，加强边带4个5.2mm安装孔用于集线盒安装，如图1所示。零件典型加工流程为“直线下料―手工成形―切割外形”。由于集线盒深度达到85mm，且底部为不规则型面，零件成形需要对坯料进行大量手工操作，迫使板料流动并形成“船”形结构。成形过程中易出现弯曲部位裂纹、零件厚度变化不均、褶皱难以修整等问题，废品率通常超过20％。此外，由于成形靠铝锤、榔头的敲击产生应变，零件表面遗留较多榔头印痕，后续打磨工作量较大且影响表面质量。零件上4个5.2mm安装孔用于与成品件配合安装，孔位置精度要求高，偏移量不允许超过0.15mm，按样板钻孔难以保证精度。上述问题导致该类零件加工困难、产品质量低、生产效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种“船”形铝合金集线盒的制造方法，通过全新设计一套工艺流程，将手工成形的加工方式更改为“冲压成形—手工成形”的组合方式，并设计一套冲压弯曲模用于盒形件成形，一套型胎用于成形零件最终外形。本发明所使用的冲压弯曲模，可实现机械加工替代手工加工，从而实现“船”形铝合金集线盒的制造并能降低劳动强度、提高生产效率。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种“船”形铝合金集线盒的制造方法，所述的制造方法主要由数铣下料、冲压成形和手工成形三个工序组成，包括如下步骤：

步骤一，数铣下料。

按零件长度和宽度方向最大弧长作为基准，周边增加40—80mm余量作为首次下料尺寸，后续按冲压成形获得的零件雏形对毛料尺寸和形状进行修改；数控完成后对边缘进行锉修、去毛刺处理。

步骤二，冲压成形。

冲压成形工序采用的工装为冲压弯曲模，用于实现将毛料弯曲出“船”状盒形(凸缘加强边不成形)，并能在不改变零件型面的情况下将其从工装上卸载。所述冲压弯曲模包括阴模1、阳模2、下模板3、上模板4、托板5、螺栓6、定位板7、圆柱销8、螺钉9、顶件板10、卸料螺钉11、吊环螺钉a12。

所述的阴模1型面按零件外型面设计，其中对应零件凸缘的位置设为流线延伸，其型面底端制有通孔；所述的下模板3位于阴模1下方，二者通过螺钉固定连接，用于冲压弯曲模在冲压设备上的安装，下模板3侧面安装有吊环螺钉a12用于吊装搬运；所述的顶件板10置于阴模1型面底端的通孔内，二者滑动配合，顶件板10上表面与阴模1型面共同组成零件外型面，顶件板10底部与下模板3接触，接触位置的下模板3制有通孔，卸料螺钉11穿过该通孔抵在顶件板10的底部，卸料螺钉11与顶件板10配合用于零件成形后从冲压弯曲模中卸载；所述的托板5通过螺栓6连接于阴模1的侧面，且托板5上表面与阴模1的上表面平齐，用于成形时从底部支持毛料，托板5上安装有定位板7，用于确定毛料在冲压弯曲模上的摆放位置，防止毛料位置过度偏移导致成形后零件型面不足。

所述的阳模2型面按零件内型面设计，与阴模1间距离1倍材料厚度；所述的上模板4位于阳模2上方，其通过圆柱销8确定与阳模2的位置，上模板4与阳模2通过螺钉9固定，保证成形时阳模2随压力机往复运动，上模板4四周安装吊环螺钉a12，用于吊装搬运。

所述冲压弯曲模按数据集制造，型面制造公差±0.1mm，工作型面粗糙度不高于Ra1.6，模具装配时保证阳模、阴模间隙均匀。

利用吊车或叉车将冲压弯曲模在合模状态下摆放在压力机工作台上，调整位置，手动拧紧压板螺丝，利用压板将阴模1固定在工作台上，阳模2与压力机滑块固定。滑块向上滑动，在阴、阳模分开后，在阴模1工作面上摆放一块与待加工零件厚度一致的板材毛料，再次合模后利用添加的板材毛料来调整合模间隙，保证阴、阳模对正。

准备工作完成后，首先进行试压：将毛料放在冲压弯曲模的托板5上，与定位板7贴合，保证其余边余量均匀，滑块下行，冲压弯曲模合模，保压超过5秒钟后，滑块上行，冲压弯曲模开启，利用顶件板10和卸料螺钉11使成形的盒形件从阴模1中掉出；盒形件取出后，观察成形情况，是否出现皱纹或破裂；通过多次试压，在不出现皱纹或破裂的情况下，最终确定冲压毛料的尺寸和形状，以及压力的大小。试压完成后，后续所有零件都按试压确定的参数进行冲压成形，成形出与冲压弯曲模阴模1型面相同的盒形件。

步骤三，手工成形。

手工成形使用的工装为型胎(带钻模)，用于实现将冲压弯曲出的盒形件成形至设计图样要求的最终型面，并按型胎上的边缘线切割出零件外形，同时也用于安装孔的钻制。所述型胎包括胎体13、芯子14、钻模板15、钻套16、合模销17、吊环螺钉b18。

所述的胎体13型面按零件含凸缘的外型面设计，胎体13上划出零件边缘线，用于后续零件切割外形时确定边缘线。所述的芯子14型面按零件内型面设计，其置于胎体13型面上，用于固定并辅助成形零件。所述的钻模板15上对应零件安装孔的位置安装有钻套16，钻模板15置于胎体13上，用于钻制安装孔。所述的合模销17安装于胎体13上并与钻模板15协调配合，用于保证零件成形和钻孔过程中胎体13、钻模板15的相对位置保持不变，从而保证零件型面准确、钻孔位置准确。所述的吊环螺钉b18安装于胎体13侧面，用于型胎的搬运吊装。

所述型胎按数据集制造，型面制造公差±0.1mm，零件型面区域以及钻模板15上用于安装钻套16的孔粗糙度不高于Ra1.6。

将型胎的钻模板15与合模销17分离，取下芯子14，放入粗剪外形后的盒形件，放入芯子14，采用手工成形的方式对芯子14施加压力，迫使盒形件受力与胎体13完全紧密贴合，然后成形凸缘加强边至与胎体13紧密贴合。上述工作完成后取下芯子14，检查零件与胎体13贴合间隙是否符合要求，如间隙不符合要求则重复本工序进行修整。

步骤四，切割外形。

按胎体13上的零件边缘线确定零件外形，使用剪刀切割，并用锉刀锉修边缘，砂纸打磨。

步骤五，钻孔。

零件完成外形切割后放入芯子14，将零件固定在型胎内，合上钻模板15，然后使用风钻进行钻孔，通过手动加力来实现钻头与钻模成垂直方向进给，沿钻模向内穿透零件，在钻头旋转状态下将其从零件孔以及钻模钻套内退出。

步骤六，测量。使用卡尺测量零件厚度以及孔径是否符合要求。

本发明的有益效果：本发明通过使用“冲压成形―手工成形”的工艺流程替代单一的“手工成形”的工艺流程，配合使用全新设计的两套工装用于零件成形，并将按样板钻孔更改为按工装钻孔，从而解决了“船”形铝合金集线盒零件成形过程中弯曲部位裂纹、零件厚度变化不均、褶皱难以修整、钻孔位置不准确等问题。生产中零件主要变形由机械加工完成，工人劳动强度显著降低，零件无大面积锤痕，表面质量显著提高，生产效率提高，废品率降低。

附图说明

图1为零件外形图。

图2为冲压弯曲模示意图，其中(a)为主视图，(b)为A-A剖视图，(c)为B-B剖视图。

图3为型胎(带钻模)结构图，其中(a)为主视图，(b)为侧视图，(c)为C-C剖视图。

图中：1阴模；2阳模；3下模板；4上模板；5托板；6螺栓；7定位板；8圆柱销；9螺钉；10顶件板；11卸料螺钉；12吊环螺钉a；13胎体；14芯子；15钻模板；16钻套；17合模销；18吊环螺钉b。

具体实施方式

下面将本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，所述实施例的示例在附图中示出。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。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员经改进或调整的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

“船”形铝合金集线盒制造方法具体方案如下说明：

此种加工方法，采用“冲压成形—手工成形”的工艺流程，先使用冲压弯曲模成形出“船”状盒形，再按型胎成形出零件最终型面，最后按型胎上的钻模钻制4个5.2mm安装孔，从而实现“船”形铝合金集线盒的制造，具体步骤简单介绍如下。一种“船”形铝合金集线盒的制造方法，所述的制造方法主要由数铣下料、冲压成形和手工成形三个工序组成，包括如下步骤：

步骤一，数铣下料。

该零件外形复杂，无法按公式计算展开尺寸，也无法按拉深件展开尺寸确定原则进行毛料估算。按零件长度和宽度方向最大弧长作为基准，周边增加40mm余量作为首次下料尺寸，后续可按冲压成形获得的零件雏形对毛料尺寸和形状进行修改；数控完成后对边缘进行锉修、去毛刺处理。

步骤二，冲压成形。

冲压成形工序采用的工装为冲压弯曲模，所述冲压弯曲模包括阴模1、阳模2、下模板3、上模板4、托板5、螺栓6、定位板7、圆柱销8、螺钉9、顶件板10、卸料螺钉11、吊环螺钉a12，如图2所示。

所述的冲压弯曲模，可以实现将毛料弯曲出“船”状盒形(凸缘加强边不成形)，并能在不改变零件型面的情况下将其从工装上卸载。所述的阴模1型面按零件外型面设计，其中对应零件凸缘的位置设计为流线延伸；所述的下模板3位于阴模1下方，二者通过螺钉固定连接，用于冲压弯曲模在冲压设备上的安装，下模板3侧面安装有吊环螺钉a12用于吊装搬运；所述的阴模1型面底端制有通孔，孔内置有顶件板10，顶件板10与阴模1滑动配合，且其上表面与阴模1型面共同组成零件外型面，顶件板10底部与下模板3接触，接触位置的下模板3制有通孔，卸料螺钉11穿过该通孔抵在顶件板10的底部，二者配合用于零件成形后从冲压弯曲模中卸载；所述的托板5通过螺栓6连接于阴模1的侧面，且其上表面与阴模1的上表面平齐，用于成形时从底部支持毛料，托板5上安装有定位板7，用于确定毛料在冲压弯曲模上的摆放位置，防止毛料位置过度偏移导致成形后零件型面不足。所述的阳模2型面按零件内型面设计，与阴模1间距离1倍材料厚度；所述的上模板4位于阳模2上方，其通过圆柱销8确定与阳模2的位置，并用螺钉9固定，保证成形时阳模2随压力机往复运动，上模板4四周安装吊环螺钉a12，用于吊装搬运。

利用吊车将冲压弯曲模在合模状态下摆放在压力机工作台上，调整位置，手动拧紧压板螺丝，利用压板将阴模1固定在工作台上，阳模2与压力机滑块固定。滑块向上滑动，在阴、阳模分开后，在阴模1工作面上摆放一块与待加工零件厚度一致的板材毛料，再次合模后利用添加的板材毛料来调整合模间隙，保证阴、阳模对正。

准备工作完成后，首先进行试压：将毛料放在冲压弯曲模的托板5上，与定位板7贴合，保证其余边余量均匀，滑块下行，冲压弯曲模合模，保压超过5秒钟后，滑块上行，冲压弯曲模开启，利用顶件板10和卸料螺钉11使成形的盒形件从阴模1中掉出；盒形件取出后，观察成形情况，是否出现皱纹或破裂；通过多次试压，在不出现皱纹或破裂的情况下，最终确定冲压毛料的尺寸和形状，以及压力的大小。试压完成后，后续所有零件都按试压确定的参数进行冲压成形，成形出与冲压弯曲模阴模1型面相同的盒形件。

步骤三，手工成形。

手工成形使用的工装为型胎(带钻模)，所述型胎包括胎体13、芯子14、钻模板15、钻套16、合模销17、吊环螺钉b18，如图3(a)至图3(c)所示。

所述的型胎，可以实现将冲压弯曲出的盒形件成形至设计图样要求的最终型面，并按型胎上的边缘线切割出零件外形，同时也用于4个5.2mm安装孔的钻制。所述的胎体13型面按零件含凸缘的外型面设计，胎体13上划出零件边缘线，用于后续零件切割外形时确定边缘线。所述的芯子14型面按零件内型面设计，其置于胎体13型面上，用于固定并辅助成形零件。所述的钻模板15上安装钻套16，其置于胎体13上，用于钻制4个5.2mm安装孔。所述的合模销17安装于胎体13上并与钻模板15协调，用于保证零件成形和钻孔过程中胎体13、钻模板15的相对位置保持不变，从而保证零件型面准确、钻孔位置准确。所述的吊环螺钉b18安装于胎体13侧面，用于型胎的搬运吊装。

将型胎的钻模板15与合模销17分离，取下芯子14，放入粗剪外形后的盒形件，放入芯子14，采用手工成形的方式对芯子14施加压力，迫使盒形件受力与胎体13完全紧密贴合，然后使用榔头成形凸缘加强边至与胎体13紧密贴合。上述工作完成后取下芯子14，检查零件与胎体13贴合间隙是否符合要求，如间隙不符合要求则重复本工序进行修整。

步骤四，切割外形。

按胎体13上的零件边缘线确定零件外形，使用剪刀切割，并用锉刀锉修边缘，砂纸打磨。

步骤五，钻孔。

零件完成外形切割后放入芯子14，将零件固定在型胎内，合上钻模板15，然后使用风钻进行钻孔，通过手动加力来实现钻头与钻模成垂直方向进给，沿钻模向内穿透零件，在钻头旋转状态下将其从零件孔以及钻模钻套内退出。

步骤六，测量。使用卡尺测量零件厚度以及孔径是否符合设计图样要求。

完成上述步骤，获得最终状态零件实物。

本实施例说明只是示例性的，而不是全部的实施例，本领域普通技术人员经改进或调整的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种“船”形铝合金集线盒的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：

步骤一，数铣下料；

按零件长度和宽度方向最大弧长作为基准，周边增加40—80mm余量作为首次下料尺寸，后续按冲压成形获得的零件雏形对毛料尺寸和形状进行修改；数控完成后对边缘进行锉修、去毛刺处理；

步骤二，冲压成形；

采用冲压弯曲模将毛料弯曲出“船”状盒形，其中，凸缘加强边不成形；所述冲压弯曲模包括阴模(1)、阳模(2)、下模板(3)、上模板(4)、托板(5)、定位板(7)、圆柱销(8)、顶件板(10)、卸料螺钉(11)；

所述的阴模(1)型面按零件外型面设计，其中对应零件凸缘的位置设为流线延伸，其型面底端制有通孔；所述的下模板(3)位于阴模(1)下方，二者固定连接；所述的顶件板(10)置于阴模(1)型面底端的通孔内，二者滑动配合，顶件板(10)上表面与阴模(1)型面共同组成零件外型面，顶件板(10)底部与下模板(3)接触，接触位置的下模板(3)制有通孔，卸料螺钉(11)穿过该通孔抵在顶件板(10)的底部，卸料螺钉(11)与顶件板(10)配合用于零件成形后从冲压弯曲模中卸载；所述的托板(5)固定连接于阴模(1)的侧面，且托板(5)上表面与阴模(1)的上表面平齐，用于成形时从底部支持毛料，托板(5)上安装有定位板(7)，用于确定毛料在冲压弯曲模上的摆放位置；

所述的阳模(2)型面按零件内型面设计，与阴模(1)间距离1倍材料厚度；所述的上模板(4)位于阳模(2)上方，其通过圆柱销(8)确定与阳模(2)的位置，上模板(4)与阳模(2)固定连接，保证成形时阳模(2)随压力机往复运动；

将冲压弯曲模在合模状态下摆放在压力机工作台上，将阴模(1)固定在工作台上，阳模(2)与压力机滑块固定；滑块向上滑动，在阴、阳模分开后，在阴模(1)工作面上摆放一块与待加工零件厚度一致的板材毛料，再次合模后调整合模间隙，保证阴、阳模对正；

准备工作完成后，首先进行试压：将毛料放在冲压弯曲模的托板(5)上，与定位板(7)贴合，保证其余边余量均匀，滑块下行，冲压弯曲模合模，保压超过5秒钟后，滑块上行，冲压弯曲模开启，利用顶件板(10)和卸料螺钉(11)使成形的盒形件从阴模(1)中掉出；盒形件取出后，观察成形情况，是否出现皱纹或破裂；通过多次试压，在不出现皱纹或破裂的情况下，最终确定冲压毛料的尺寸和形状，以及压力的大小；试压完成后，后续所有零件都按试压确定的参数进行冲压成形，成形出与冲压弯曲模阴模(1)型面相同的盒形件；

步骤三，手工成形；

使用型胎成形最终型面，所述型胎包括胎体(13)、芯子(14)、钻模板(15)、钻套(16)、合模销(17)；

所述的胎体(13)型面按零件含凸缘的外型面设计，胎体(13)上划出零件边缘线，用于后续零件切割外形时确定边缘线；所述的芯子(14)型面按零件内型面设计，其置于胎体(13)型面上，用于固定并辅助成形零件；所述的钻模板(15)上对应零件安装孔的位置安装有钻套(16)，钻模板(15)置于胎体(13)上，用于钻制安装孔；所述的合模销(17)安装于胎体(13)上并与钻模板(15)协调配合，用于保证零件成形和钻孔过程中胎体(13)、钻模板(15)的相对位置保持不变；

将型胎的钻模板(15)与合模销(17)分离，取下芯子(14)，放入粗剪外形后的盒形件，放入芯子(14)，采用手工成形的方式对芯子(14)施加压力，迫使盒形件受力与胎体(13)完全紧密贴合，然后成形凸缘加强边至与胎体(13)紧密贴合；上述工作完成后取下芯子(14)，检查零件与胎体(13)贴合间隙是否符合要求，如间隙不符合要求则重复本工序进行修整；

步骤四，切割外形；

按胎体(13)上的零件边缘线确定零件外形，切割后锉修边缘并打磨；

步骤五，钻孔；

零件完成外形切割后放入芯子(14)，将零件固定在型胎内，合上钻模板(15)，进行钻孔；

步骤六，测量；测量零件厚度以及孔径是否符合要求。

2.根据权利要求1所述的一种“船”形铝合金集线盒的制造方法，其特征在于，所述步骤二中，所述的下模板(3)和上模板(4)四周安装吊环螺钉a(12)，用于吊装搬运。

3.根据权利要求1所述的一种“船”形铝合金集线盒的制造方法，其特征在于，所述步骤二中，所述的托板(5)通过螺栓(6)与阴模(1)连接。

4.根据权利要求1所述的一种“船”形铝合金集线盒的制造方法，其特征在于，所述步骤二中，所述的上模板(4)与阳模(2)通过螺钉(9)固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种“船”形铝合金集线盒的制造方法，其特征在于，所述步骤二中，所述冲压弯曲模按数据集制造，型面制造公差±0.1mm，工作型面粗糙度不高于Ra1.6。

6.根据权利要求1所述的一种“船”形铝合金集线盒的制造方法，其特征在于，所述步骤三中，所述的胎体(13)侧面安装吊环螺钉b(18)，用于型胎的搬运吊装。

7.根据权利要求1所述的一种“船”形铝合金集线盒的制造方法，其特征在于，所述步骤三中，所述型胎按数据集制造，型面制造公差±0.1mm，零件型面区域以及钻模板(15)上用于安装钻套(16)的孔粗糙度不高于Ra1.6。