一種基于橡皮囊液壓成形的封邊框類零件拉延方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于機械制造【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于橡皮囊液壓成形的封邊框類零件拉延方法。本發(fā)明包括以下步驟：步驟一，根據(jù)零件成形工藝性及其材料的成形特點分析，確定拉延方向和零件易起皺部位，從而確定在拉延成形模上設(shè)置拉延檻或拉延筋的數(shù)量、位置與形狀，設(shè)計并制造拉延成形模；步驟二，根據(jù)拉延成型模的設(shè)計來選擇成形材料狀態(tài)、毛料尺寸、材料纖維方向擺放以及橡皮囊液壓成形機成形壓力，制造零件。本發(fā)明可一次性完成零件的成形，避免了淬火后校形對零件的影響，同時也保證了拉延成形的效果，使得零件表面質(zhì)量較高，剛性較好，提高了封邊框類零件的膠接質(zhì)量。
【專利說明】一種基于橡皮囊液壓成形的封邊框類零件拉延方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機械制造【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于橡皮囊液壓成形的封邊框類零件拉延方法。

【背景技術(shù)】
[0002]飛機封邊框類零件為滿足膠接需求，對其表面質(zhì)量和平面度要求較高，而該類零件的形狀結(jié)構(gòu)又比較復(fù)雜，多為空間曲面結(jié)構(gòu)。對于該類零件，材料薄，在成形過程中料的收放較大，法蘭邊極易產(chǎn)生褶皺；傳統(tǒng)的鈑金工藝成形后需要手工校形，不可避免的產(chǎn)生錘痕。這些問題都直接影響和制約著零件的成形質(zhì)量和膠接質(zhì)量。
[0003]目前國內(nèi)飛機制造行業(yè)中，對橡皮囊液壓成形機的應(yīng)用仍停留在普通型模成形工藝上，封邊框類零件成形采用普通型?；驂耗３尚?，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，成形質(zhì)量差，增大了零件的制造成本。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種基于橡皮囊液壓成形的封邊框類零件拉延方法，解決封邊框類零件成形過程中易起皺以及成形后扭曲的問題，降低制造成本，提高零件成形質(zhì)量。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于橡皮囊液壓成形的封邊框類零件拉延方法，其特征為所述方法包括以下步驟:
[0006]步驟一，根據(jù)零件成形工藝性及其材料的成形特點分析，確定拉延方向和零件易起皺部位，從而確定在拉延成形模上設(shè)置拉延檻或拉延筋的數(shù)量、位置與形狀，設(shè)計并制造拉延成形模；
[0007]步驟二，根據(jù)拉延成型模的設(shè)計來選擇成形材料狀態(tài)、毛料尺寸、材料纖維方向擺放以及橡皮囊液壓成形機成形壓力，制造零件。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明一次性完成零件的成形，避免了淬火后校形對零件的影響，同時也保證了拉延成形的效果，使得零件表面質(zhì)量較高，剛性較好，提高了封邊框類零件的膠接質(zhì)量；試驗證明，采用本發(fā)明，模具設(shè)計和制造周期縮短70%，制造成本降低55%，橡皮囊液壓成形機一個工作循環(huán)3?5min，操作方便，成形周期縮短，生產(chǎn)效率得到很大的提升。

【具體實施方式】
[0009]下面對本發(fā)明的【具體實施方式】做進一步說明。
[0010]本發(fā)明的總體思路是采用移料法，在模具設(shè)計上加設(shè)拉延筋或拉延檻，使彎邊部分改為雙向拉伸變形或使易產(chǎn)生褶皺部分的多余材料轉(zhuǎn)移到拉延檻內(nèi)。在毛料彎曲的同時，加以切向拉力，改變毛料斷面內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)，減少或基本消除彎曲回彈，從而提高零件的成形準確度。
[0011]步驟一，根據(jù)零件成形工藝性及其材料的成形特點分析，確定拉延方向和零件易起皺部位，從而確定在拉延成形模上設(shè)置拉延檻或拉延筋的數(shù)量、位置與形狀，設(shè)計并制造拉延成形模。
[0012]本發(fā)明中拉延模設(shè)計的重點是拉延筋和拉延檻的確定。拉延筋和拉延檻在模具上對材料起到拉延作用，能夠控制整個拉延毛坯材料的流動，根據(jù)拉延件的需要增加或減少壓料面上各部位的進料阻力，充分發(fā)揮材料的塑性性能。通過合理的選擇和設(shè)計拉延筋或拉延檻的數(shù)量、位置與形狀，才能拉延出符合設(shè)計要求的零件。
[0013]在橡皮囊液壓成形機的均衡壓力作用下，利用拉延模具使零件成形的同時產(chǎn)生雙向拉伸變形或使易產(chǎn)生褶皺部分的多余材料轉(zhuǎn)移到拉延檻內(nèi)。利用拉延筋對毛料的拉延作用，充分發(fā)揮材料的塑性，減少或基本消除彎曲回彈，從而提高零件的成形準確度。
[0014]對于帶法蘭邊凹窩典型零件而言，該類零件通常采用傳統(tǒng)的液壓機成形，由于凸凹模在壓制過程中成形很大的凹窩結(jié)構(gòu)，難免在法蘭邊上產(chǎn)生褶皺，加之材料一定的回彈，使零件很難完全貼模。根據(jù)零件成形工藝性及其材料的成形特點分析，確定拉延筋的根數(shù)、位置與形狀，經(jīng)計算，材料的流入量為20_左右。通過分析該種零件原用工藝方法，找到零件的褶皺位置，采用圓形拉延筋，在該位置處增加隨形的拉延筋，防止零件成形過程產(chǎn)生褶皺。經(jīng)過成形試驗，證明該拉延模滿足使用要求，能夠生產(chǎn)高質(zhì)量的零件。
[0015]材料較薄(0.4mm)，空間結(jié)構(gòu)為曲面的封邊框類零件，需要膠接，其表面質(zhì)量和平面度要求較高。針對其成形困難，手工切邊易扭曲的問題，可以設(shè)計兩組四個零件一起成形的拉延模具。通過對零件成形過程中材料流動的分析，確定了拉延方向，設(shè)計了內(nèi)環(huán)形整體拉延筋，防止零件底邊起皺。為防止法蘭邊成形過程中鼓動，保證零件的平面度，又在模具外緣加設(shè)整體環(huán)形拉延檻，一次性成形四個零件。經(jīng)過成形試驗，該模具滿足使用要求，并能生產(chǎn)出高表面質(zhì)量要求的封邊框類零件。該模具一模多件，提高了生產(chǎn)效率，降低了模具制造成本。
[0016]步驟二，根據(jù)拉延成型模的設(shè)計來選擇成形材料狀態(tài)、毛料尺寸、材料纖維方向擺放以及橡皮囊液壓成形機成形壓力，制造零件。
[0017]拉延成形的主要影響因素在于零件初成形之前，材料狀態(tài)的選擇、零件毛料尺寸的大小、材料纖維方向擺放以及使用橡皮囊液壓成形機成形壓力等方面。由于封邊框類零件一般材料為厚度不超過0.8mm鋁合金板，材料T4狀態(tài)下成形，很容易拉裂，所以一般工藝方案采用對材料進行退火后成形。或者采用材料狀態(tài)為O的材料進行成形，但零件成形后仍需要淬火工序，淬火后零件受熱應(yīng)力影響，變形不規(guī)律并且較為嚴重，需要工人花費大量時間進行校形。校形過程不可避免的使零件表面產(chǎn)生錘痕，影響封邊框類零件的膠接質(zhì)量。
[0018]為了解決以上的問題，可以將拉延成形技術(shù)與“一步法”成形技術(shù)相結(jié)合。對鋁合金板料進行淬火，淬火后采用低溫貯存的辦法，保持鋁合金板料在新淬火狀態(tài)下的良好塑性。在橡皮囊液壓成形機的均衡壓力作用下，利用拉延模具使零件成形的同時產(chǎn)生雙向拉伸變形或使易產(chǎn)生褶皺部分的多余材料轉(zhuǎn)移到拉延檻內(nèi)。利用拉延筋對毛料的拉延作用，充分發(fā)揮材料的塑性，減少或基本消除彎曲回彈，從而提高零件的成形準確度。該方法一次性完成零件的成形，避免了淬火后校形對零件的影響，同時也保證了拉延成形的效果，使得零件表面質(zhì)量較高，剛性更好，提高了封邊框類零件的膠接質(zhì)量。
[0019]經(jīng)過多次的拉延試驗，發(fā)現(xiàn)毛料尺寸的大小與材料纖維方向的放置方向，對拉延成形都有著很大的影響。毛料尺寸的大小直接影響著拉延面積的大小，從而影響著拉延力的大小，過大的拉延面積拉延力較大，會導(dǎo)致成形過程中零件拉裂；過小的拉延面積拉延力較小則，會導(dǎo)致零件成形中產(chǎn)生褶皺。因此，選擇合適的毛料尺寸直接影響著拉延成形的質(zhì)量。此外，纖維方向應(yīng)平行于拉伸率較大的方向，更有利于零件的成形。
【權(quán)利要求】
1.一種基于橡皮囊液壓成形的封邊框類零件拉延方法，其特征為所述方法包括以下步驟: 步驟一，根據(jù)零件成形工藝性及其材料的成形特點分析，確定拉延方向和零件易起皺部位，從而確定在拉延成形模上設(shè)置拉延檻或拉延筋的數(shù)量、位置與形狀，設(shè)計并制造拉延成形模； 步驟二，根據(jù)拉延成型模的設(shè)計來選擇成形材料狀態(tài)、毛料尺寸、材料纖維方向擺放以及橡皮囊液壓成形機成形壓力，制造零件。
【文檔編號】B21D25/02GK104511513SQ201310460380
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】馬德權(quán), 劉軍基, 王福昌, 劉麗紅, 杜秀翠, 趙紅衛(wèi), 邵繼勝, 杜淑萍, 張雪東, 黑東盛, 岳景山 申請人:哈爾濱飛機工業(yè)集團有限責任公司