CN117483533A - 一种飞机输油半管类零件的成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种飞机输油半管类零件的成形方法，包括：步骤S1，按照设定的尺寸对板料进行激光切割，以获得所需的板材坯料；步骤S2，对获得的板材坯料进行初充液拉深，以形成预设的大曲率半弯管零件；步骤S3，在获得的大曲率半弯管零件的上端面冲上用于在下一步骤中对其进行定位的定位孔；步骤S4，对获得的带定位孔的大曲率半弯管零件进行终充液拉深,以形成预设的小曲率半弯管零件；步骤S5，对获得的小曲率半弯管零件进行多余材料的切除，以获得所需的飞机输油半管类零件。本发明采用大包小的工艺成形思路，运用初终两次充液拉深成形使得制成的飞机输油半管类零件精度高、稳定性好、表面质量好，能满足使用要求。

Description

一种飞机输油半管类零件的成形方法

技术领域

本发明涉及金属压力加工技术领域，尤其是指一种飞机输油半管类零件的成形方法。

背景技术

目前，飞机输油半管类零件的主要采用刚性模拉深工艺的制得。由于刚性模拉深工艺制得的零件不仅拉深回弹较大，使得需人工敲修整形以便后续焊接，而且为防止起皱，制得的零件整体的变形量较大，从而不仅导致人力成本高，而且导致成形精度和稳定性较差，后续破裂可能性较大，不能够满足使用要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种飞机输油半管类零件的成形方法，以解决上述背景技术中的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种飞机输油半管类零件的成形方法，包括以下步骤：

步骤S1，按照设定的尺寸对板料进行激光切割，以获得所需的板材坯料；

步骤S2，对获得的板材坯料进行初充液拉深，以形成预设的大曲率半弯管零件；

步骤S3，在获得的大曲率半弯管零件的上端面冲上用于在下一步骤中对其进行定位的定位孔；

步骤S4，对获得的带定位孔的大曲率的半弯管零件进行终充液拉深,以形成预设的小曲率半弯管零件；

步骤S5，对获得的小曲率半弯管零件进行多余材料的切除，以获得所需的飞机输油半管类零件。

其中，步骤S2和步骤S4中充液拉深成形工艺中的相关参数计算方法如下：

F拉深＝F变形+F液压；其中，F拉深—成型时拉深所需的压力，T；

F变形—材料变形产生的变形抗力，T；F液压—拉深抵抗液压的反向作用力，T；

F变形＝k×L×t×σb；其中：k—系数(由拉深系数决定)，在0 .4～1之间；L—板材坯料变形横截面周边的长度，mm；t—板材坯料厚度，mm；σb—板材坯料抗拉强度 ,MPa；

F液压＝P液×S；其中：P液—液压强，MPa；S—液体与板材坯料接触面积，mm²。

优选地，在所述步骤S1之前还需要根据大曲率半弯管零件及小曲率半弯管零件的尺寸和轮廓，确定充液拉深初成形模具和充液拉深终成形模具的结构。

优选地，所述充液拉深初成形模具包括第一凸模、第一凹模和第一压边圈，所述第一凸模的尺寸和轮廓与所述大曲率半弯管零件的尺寸和轮廓一致，所述第一凹模的型腔以所述第一凸模为基准向外偏移1.25倍板材坯料厚度得到，所述第一压边圈压放在所述第一凹模上，且其底面与所述第一凹模的顶面相适配，所述第一凸模滑动穿套在所述第一压边圈内并与所述第一凹模的型腔的中部相对，所述第一凹模的侧壁上具有与其型腔相连通的第一充液接口；所述充液拉深终成形模具包括第二凸模、第二凹模和第二压边圈，所述第二凸模的尺寸和轮廓与所述小曲率半弯管零件的尺寸和轮廓一致，所述第二凹模的型腔以所述第二凸模为基准向外偏移1.05倍板材坯料厚度得到，所述第二压边圈压放在所述第二凹模上，且其底面与所述第二凹模的顶面相适配，所述第二凸模滑动穿套在所述第二压边圈内并与所述第二凹模的型腔的中部相对，所述第二凹模的侧壁上具有与其型腔相连通的第二充液接口。

优选地，所述步骤S2具体包括：

步骤S21，将充液拉深初成形模具的第一凸模和第一压边圈的顶面对应与双动压力机的内滑块和外滑块相连；

步骤S22,将板材坯料置于第一凹模的顶面上；

步骤S23,充液系统连接第一充液接口向第一凹模的型腔内注满液体传力介质；

步骤S24,双动压力机控制外滑块先带动第一压边圈下行，下行至第一压边圈压于板材坯料上后停止，再控制外滑块使第一压边圈增压至指定压力；

步骤S25,双动压力机控制内滑块带动第一凸模下行，使板材坯料向第一凹模的型腔内运动进行初拉深，在初拉深的同时，按照计算好的压力曲线调节充液系统以使第一凹模的型腔内的压力满足设定压力；

步骤S26,待形成预设的大曲率半弯管零件后，同步卸载第一凸模和第一凹模的型腔压力；

步骤S27，卸压完成后，双动压力机控制内滑块和外滑块依次向上移动，以先后带动第一凸模和第一压边圈移离大曲率半弯管零件。

优选地，所述步骤S3具体包括：

步骤S31，将相应数量的冲孔销安装在第一压边圈的底面上，安装后冲孔销与大曲率半弯管零件的上端面需冲孔位置一一对应；

步骤S32，双动压力机控制外滑块带动第一压边圈下行，第一下压边圈下行带动其上的冲孔销在大曲率半弯管零件的上端面上冲上定位孔；

步骤S33，冲孔完成后，双动压力机控制外滑块向上移动，带动第一压边圈移离带定位孔的大曲率半弯管零件；

步骤S34，充液系统通过第一充液接口向第一凹模的型腔增压，以使带定位孔的大曲率半弯管零件从第一凹模的型腔内飘起，待大曲率半弯管零件飘起后，将其取出即可。

优选地，所述步骤S4具体包括：

步骤S41，将充液拉深终成形模具的第二凸模和第二压边圈的顶面对应与双动压力机的内滑块和外滑块相连；

步骤S42,将带定位孔的大曲率的半弯管零件定位置于第二凹模的顶面上；

步骤S43,充液系统连接第二充液接口向第二凹模的型腔内注满液体传力介质；

步骤S44,双动压力机控制外滑块先带动第二压边圈下行，下行至第二压边圈压于带定位孔的大曲率的半弯管零件的上端面上后停止，再控制外滑块使第二压边圈增压至指定压力；

步骤S45,双动压力机控制内滑块带动第二凸模下行，使大曲率的半弯管零件在第二凹模的型腔内继续向下运动进行终拉深，在终拉深的同时，按照计算好的压力曲线调节充液系统以使第二凹模的型腔内的压力满足设定压力；

步骤S46,待形成预设的小曲率半弯管零件后，同步卸载第二凸模和第二凹模的型腔压力；

步骤S47，卸压完成后，双动压力机控制内滑块和外滑块依次向上移动，以先后带动第二凸模和第二压边圈移离小曲率半弯管零件；

步骤S48，充液系统通过第二充液接口向第二凹模的型腔增压，以使小曲率半弯管零件从第二凹模的型腔内飘起，待小曲率半弯管零件飘起后，将其取出即可。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明采用大包小的工艺成形思路，运用初终两次充液拉深成形工艺提高材料的成形极限，不仅使得制得的飞机输油半管类零件的成形精度高、表面质量好、稳定性好、后续破裂可能性小，能够满足使用要求，还大幅度降低了人力成本，提高了经济效益和生产效率。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中：

图1是本发明成形方法流程示意图；

图2是本发明成形方法中板材坯料至飞机输油半管类零件的变化示意图；

图3是充液拉深初成形模具的结构示意图；

图4是充液拉深初成形模具打开状态的结构示意图；

图5是充液拉深终成形模具打开状态的结构示意图；

说明书附图标记说明：1、第一凸模，2、第一凹模，3、第一压边圈，4、第二凸模，5、第二凹模，6、第二压边圈。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

关于本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明，此外，在全部实施例中，相同的附图标号表示相同的元件。

针对现有的飞机输油半管类零件采用刚性模进行拉深的弊端，本发明提供了一种飞机输油半管类零件的成形方法，如图1和图2所示，包括以下步骤：

步骤S1，按照设定的尺寸对板料进行激光切割，以获得所需的板材坯料；

步骤S2，对获得的板材坯料进行初充液拉深，以形成预设的大曲率半弯管零件；

步骤S3，在获得的大曲率半弯管零件的上端面冲上用于在下一步骤中对其进行定位的定位孔；

步骤S4，对获得的带定位孔的大曲率的半弯管零件进行终充液拉深,以形成预设的小曲率半弯管零件；

步骤S5，对获得的小曲率半弯管零件进行多余材料的切除，以获得所需的飞机输油半管类零件。

在所述步骤S1之前还需要根据大曲率半弯管零件及小曲率半弯管零件的尺寸和轮廓，确定充液拉深初成形模具和充液拉深终成形模具的结构。

具体地，如图3和图4所示，所述充液拉深初成形模具包括第一凸模1、第一凹模2和第一压边圈3，所述第一凸模1的尺寸和轮廓与所述大曲率半弯管零件的尺寸和轮廓一致，所述第一凹模2的型腔以所述第一凸模1为基准向外偏移1.25倍板材坯料厚度得到，所述第一压边圈3压放在所述第一凹模2上，且其底面与所述第一凹模2的顶面相适配，所述第一凸模1滑动穿套在所述第一压边圈3内并与所述第一凹模2的型腔的中部相对，所述第一凹模2的侧壁上具有与其型腔相连通的第一充液接口。

如图5所示，所述充液拉深终成形模具包括第二凸模4、第二凹模5和第二压边圈6，所述第二凸模4的尺寸和轮廓与所述小曲率半弯管零件的尺寸和轮廓一致，所述第二凹模5的型腔以所述第二凸模4为基准向外偏移1.05倍板材坯料厚度得到，所述第二压边圈6压放在所述第二凹模5上，且其底面与所述第二凹模5的顶面相适配，所述第二凸模4滑动穿套在所述第二压边圈6内并与所述第二凹模5的型腔的中部相对，所述第二凹模5的侧壁上具有与其型腔相连通的第二充液接口。

其中，步骤S2和步骤S4中充液拉深成形工艺中的相关参数计算方法如下：

F拉深＝F变形+F液压；其中，F拉深—成型时拉深所需的压力，T；

F变形—材料变形产生的变形抗力，T；F液压—拉深抵抗液压的反向作用力，T；

F变形＝k×L×t×σb；其中：k—系数(由拉深系数决定)，在0 .4～1之间；L—板材坯料变形横截面周边的长度，mm；t—板材坯料厚度，mm；σb—板材坯料抗拉强度 ,MPa；

F液压＝P液×S；其中：P液—液压强，MPa；S—液体与板材坯料接触面积，mm²。

所述步骤S2具体包括：

步骤S21，将充液拉深初成形模具的第一凸模1和第一压边圈3的顶面对应与双动压力机的内滑块和外滑块相连；

步骤S22,将板材坯料置于第一凹模2的顶面上；

步骤S23,充液系统连接第一充液接口向第一凹模2的型腔内注满液体传力介质；

步骤S24,双动压力机控制外滑块先带动第一压边圈3下行，下行至第一压边圈3压于板材坯料上后停止，再控制外滑块使第一压边圈3增压至指定压力；

步骤S25,双动压力机控制内滑块带动第一凸模1下行，使板材坯料向第一凹模2的型腔内运动进行初拉深，在初拉深的同时，按照计算好的压力曲线调节充液系统以使第一凹模2的型腔内的压力满足设定压力；

步骤S26,待形成预设的大曲率半弯管零件后，同步卸载第一凸模1和第一凹模2的型腔压力；

步骤S27，卸压完成后，双动压力机控制内滑块和外滑块依次向上移动，以先后带动第一凸模1和第一压边圈3移离大曲率半弯管零件。

所述步骤S3具体包括：

步骤S31，将相应数量的冲孔销安装在第一压边圈3的底面上，安装后冲孔销与大曲率半弯管零件的上端面需冲孔位置一一对应；

步骤S32，双动压力机控制外滑块带动第一压边圈3下行，第一下压边圈下行带动其上的冲孔销在大曲率半弯管零件的上端面上冲上定位孔；

步骤S33，冲孔完成后，双动压力机控制外滑块向上移动，带动第一压边圈3移离带定位孔的大曲率半弯管零件；

步骤S34，充液系统通过第一充液接口向第一凹模2的型腔增压，以使带定位孔的大曲率半弯管零件从第一凹模2的型腔内飘起，待大曲率半弯管零件飘起后，将其取出即可。

所述步骤S4具体包括：

步骤S41，将充液拉深终成形模具的第二凸模4和第二压边圈6的顶面对应与双动压力机的内滑块和外滑块相连；

步骤S42,将带定位孔的大曲率的半弯管零件定位置于第二凹模5的顶面上；

步骤S43,充液系统连接第二充液接口向第二凹模5的型腔内注满液体传力介质；

步骤S44,双动压力机控制外滑块先带动第二压边圈6下行，下行至第二压边圈6压于带定位孔的大曲率的半弯管零件的上端面上后停止，再控制外滑块使第二压边圈6增压至指定压力；

步骤S45,双动压力机控制内滑块带动第二凸模4下行，使大曲率的半弯管零件在第二凹模5的型腔内继续向下运动进行终拉深，在终拉深的同时，按照计算好的压力曲线调节充液系统以使第二凹模5的型腔内的压力满足设定压力；

步骤S46,待形成预设的小曲率半弯管零件后，同步卸载第二凸模4和第二凹模5的型腔压力；

步骤S47，卸压完成后，双动压力机控制内滑块和外滑块依次向上移动，以先后带动第二凸模4和第二压边圈6移离小曲率半弯管零件；

步骤S48，充液系统通过第二充液接口向第二凹模5的型腔增压，以使小曲率半弯管零件从第二凹模5的型腔内飘起，待小曲率半弯管零件飘起后，将其取出即可。

经检验，采用本发明方法成形的飞机输油半管类零件成形精度高、稳定性好、表面质量好、后续破裂可能性小，能够满足使用要求，同时该方法也大幅度地降低了人力成本，提高了经济效益和生产效率。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种飞机输油半管类零件的成形方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，按照设定的尺寸对板料进行激光切割，以获得所需的板材坯料；

步骤S2，对获得的板材坯料进行初充液拉深，以形成预设的大曲率半弯管零件；

步骤S3，在获得的大曲率半弯管零件的上端面冲上用于在下一步骤中对其进行定位的定位孔；

步骤S4，对获得的带定位孔的大曲率半弯管零件进行终充液拉深,以形成预设的小曲率半弯管零件；

步骤S5，对获得的小曲率半弯管零件进行多余材料的切除，以获得所需的飞机输油半管类零件。

2.根据权利要求1所述的飞机输油半管类零件的成形方法，其特征在于，步骤S2和步骤S4中充液拉深成形工艺中的相关参数计算方法如下：

F拉深＝F变形+F液压；其中，F拉深—成型时拉深所需的压力，T；

F变形—材料变形产生的变形抗力，T；F液压—拉深抵抗液压的反向作用力，T；

F变形＝k×L×t×σb；其中：k—系数(由拉深系数决定)，在0 .4～1之间；L—板材坯料变形横截面周边的长度，mm；t—板材坯料厚度，mm；σb—板材坯料抗拉强度 ,MPa；

F液压＝P液×S；其中：P液—液压强，MPa；S—液体与板材坯料接触面积，mm²。

3.根据权利要求1所述的飞机输油半管类零件的成形方法，其特征在于，在所述步骤S1之前还需要根据大曲率半弯管零件及小曲率半弯管零件的尺寸和轮廓，确定充液拉深初成形模具和充液拉深终成形模具的结构。

4.根据权利要求3所述的飞机输油半管类零件的成形方法，其特征在于，所述充液拉深初成形模具包括第一凸模、第一凹模和第一压边圈，所述第一凸模的尺寸和轮廓与所述大曲率半弯管零件的尺寸和轮廓一致，所述第一凹模的型腔以所述第一凸模为基准向外偏移1.25倍板材坯料厚度得到，所述第一压边圈压放在所述第一凹模上，且其底面与所述第一凹模的顶面相适配，所述第一凸模滑动穿套在所述第一压边圈内并与所述第一凹模的型腔的中部相对，所述第一凹模的侧壁上具有与其型腔相连通的第一充液接口；所述充液拉深终成形模具包括第二凸模、第二凹模和第二压边圈，所述第二凸模的尺寸和轮廓与所述小曲率半弯管零件的尺寸和轮廓一致，所述第二凹模的型腔以所述第二凸模为基准向外偏移1.05倍板材坯料厚度得到，所述第二压边圈压放在所述第二凹模上，且其底面与所述第二凹模的顶面相适配，所述第二凸模滑动穿套在所述第二压边圈内并与所述第二凹模的型腔的中部相对，所述第二凹模的侧壁上具有与其型腔相连通的第二充液接口。

5.根据权利要求4所述的飞机输油半管类零件的成形方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

步骤S21，将充液拉深初成形模具的第一凸模和第一压边圈的顶面对应与双动压力机的内滑块和外滑块相连；

步骤S22,将板材坯料置于第一凹模的顶面上；

步骤S23,充液系统连接第一充液接口向第一凹模的型腔内注满液体传力介质；

步骤S24,双动压力机控制外滑块先带动第一压边圈下行，下行至第一压边圈压于板材坯料上后停止，再控制外滑块使第一压边圈增压至指定压力；

步骤S25,双动压力机控制内滑块带动第一凸模下行，使板材坯料向第一凹模的型腔内运动进行初拉深，在初拉深的同时，按照计算好的压力曲线调节充液系统以使第一凹模的型腔内的压力满足设定压力；

步骤S26,待形成预设的大曲率半弯管零件后，同步卸载第一凸模和第一凹模的型腔压力；

步骤S27，卸压完成后，双动压力机控制内滑块和外滑块依次向上移动，以先后带动第一凸模和第一压边圈移离大曲率半弯管零件。

6.根据权利要求5所述的飞机输油半管类零件的成形方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：

步骤S31，将相应数量的冲孔销安装在第一压边圈的底面上，安装后冲孔销与大曲率半弯管零件的上端面需冲孔位置一一对应；

步骤S32，双动压力机控制外滑块带动第一压边圈下行，第一下压边圈下行带动其上的冲孔销在大曲率半弯管零件的上端面上冲上定位孔；

步骤S33，冲孔完成后，双动压力机控制外滑块向上移动，带动第一压边圈移离带定位孔的大曲率半弯管零件；

步骤S34，充液系统通过第一充液接口向第一凹模的型腔增压，以使带定位孔的大曲率半弯管零件从第一凹模的型腔内飘起，待大曲率半弯管零件飘起后，将其取出即可。

7.根据权利要求4所述的飞机输油半管类零件的成形方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：

步骤S41，将充液拉深终成形模具的第二凸模和第二压边圈的顶面对应与双动压力机的内滑块和外滑块相连；

步骤S42,将带定位孔的大曲率的半弯管零件定位置于第二凹模的顶面上；

步骤S43,充液系统连接第二充液接口向第二凹模的型腔内注满液体传力介质；

步骤S44,双动压力机控制外滑块先带动第二压边圈下行，下行至第二压边圈压于带定位孔的大曲率的半弯管零件的上端面上后停止，再控制外滑块使第二压边圈增压至指定压力；

步骤S45,双动压力机控制内滑块带动第二凸模下行，使大曲率的半弯管零件在第二凹模的型腔内继续向下运动进行终拉深，在终拉深的同时，按照计算好的压力曲线调节充液系统以使第二凹模的型腔内的压力满足设定压力；

步骤S46,待形成预设的小曲率半弯管零件后，同步卸载第二凸模和第二凹模的型腔压力；

步骤S47，卸压完成后，双动压力机控制内滑块和外滑块依次向上移动，以先后带动第二凸模和第二压边圈移离小曲率半弯管零件；

步骤S48，充液系统通过第二充液接口向第二凹模的型腔增压，以使小曲率半弯管零件从第二凹模的型腔内飘起，待小曲率半弯管零件飘起后，将其取出即可。