本申請(qǐng)屬于沖壓成形技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是為提高飛機(jī)蒙皮拉伸成形零件質(zhì)量、抑制回彈而提出的一種裝置和工藝方法。

背景技術(shù)：

拉伸成形是飛機(jī)蒙皮零件的主要成形方式之一，在拉伸成形過程中，板料內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生分布不均的應(yīng)力，模具與板料之間會(huì)產(chǎn)生很大的摩擦力，使得成形后的蒙皮零件厚度不均，成形不充分，表面缺陷明顯，極大地降低了蒙皮零件的成形質(zhì)量。同時(shí)，拉伸成形結(jié)束后，飛機(jī)蒙皮零件與模具分離，由于零件內(nèi)部的殘余應(yīng)力作用，使得成形后的零件形狀回彈，影響了使用，甚至造成報(bào)廢。

針對(duì)這些問題，目前的工藝方法大多集中于成形預(yù)測(cè)方面，采用數(shù)值模擬的方法，通過對(duì)應(yīng)的力與應(yīng)變規(guī)律分析，預(yù)測(cè)成形過程中可能會(huì)產(chǎn)生的缺陷，再通過工藝參數(shù)的優(yōu)化，對(duì)成形進(jìn)行控制。當(dāng)然目前還不能十分準(zhǔn)確的分析拉形過程，板材內(nèi)部的應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律，因而，目前成形的預(yù)測(cè)帶有不確定性。此外，針對(duì)不同的材料，應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律不能做到完全相同，這就需要具體的分析，精細(xì)地優(yōu)化參數(shù)，技術(shù)要求高，操作復(fù)雜。

拉伸成形結(jié)束后的回彈現(xiàn)象，目前已經(jīng)出現(xiàn)了振動(dòng)時(shí)效消除工件內(nèi)部殘余應(yīng)力的工藝。在相關(guān)專利中介紹了振動(dòng)時(shí)效方法消除殘余應(yīng)力的方法與裝置。這種裝置只是單純的將加工后的鈑金零件固定在振動(dòng)臺(tái)上進(jìn)行振動(dòng)時(shí)效處理，在加工結(jié)束之后，將零件與拉伸成形裝備分離，再采取固定方式將零件與準(zhǔn)備的模胎固定，移動(dòng)到振動(dòng)臺(tái)上，進(jìn)行時(shí)效處理。在此過程中，很可能回彈現(xiàn)象已經(jīng)發(fā)生了一部分，從而使得振動(dòng)效果變差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供一種振動(dòng)輔助的飛機(jī)蒙皮拉伸成形及抑制回彈裝置和工藝，以期能保證板料充分變形，并抑制飛機(jī)蒙皮回彈，從而能提高成形質(zhì)量。

本發(fā)明為達(dá)到上述發(fā)明目的，采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明一種振動(dòng)輔助的飛機(jī)蒙皮拉伸成形及抑制回彈裝置的特點(diǎn)包括：模具、激振器、彈性墊、拉伸設(shè)備、工作臺(tái)、固定件；

在所述模具的兩側(cè)內(nèi)部對(duì)稱設(shè)置有n對(duì)激振器；所述模具通過所述固定件與所述工作臺(tái)相連接；在所述模具和所述工作臺(tái)之間設(shè)置有所述彈性墊用于阻止振動(dòng)傳遞到所述工作臺(tái)上，從而形成成形機(jī)構(gòu)；

在所述拉伸設(shè)備的中間位置處設(shè)置有中空區(qū)；在所述中空區(qū)內(nèi)放置有互不接觸的成形機(jī)構(gòu)；

所述拉伸設(shè)備通過自身的夾鉗夾住板料的兩側(cè)并放置于所述模具的上表面，并通過液壓缸驅(qū)動(dòng)所述夾鉗按照加載軌跡進(jìn)行拉伸，同時(shí)使得所述激振器處于低頻振動(dòng)工作狀態(tài)以輔助成形，直到所述板料成形為飛機(jī)蒙皮時(shí)，再使所述激振器處于高頻振動(dòng)工作狀態(tài)以抑制回彈。

本發(fā)明一種振動(dòng)輔助的飛機(jī)蒙皮拉伸成形及抑制回彈工藝的特點(diǎn)是應(yīng)用由板料、模具、激振器、彈性墊、拉伸設(shè)備、工作臺(tái)、固定件所組成的裝置中，并按如下步驟進(jìn)行：

步驟1、在所述模具的兩側(cè)內(nèi)部對(duì)稱固定有n對(duì)激振器；

步驟2、將所述彈性墊放置于所述工作臺(tái)上，并將帶有n對(duì)激振器的模具通過所述固定件固定在帶有彈性墊的工作臺(tái)上；從而形成成形機(jī)構(gòu)；

步驟3、在所述拉伸設(shè)備的中間位置處預(yù)留有中空區(qū)，并將所述成形機(jī)構(gòu)放置于所述中空區(qū)中，且所述拉伸設(shè)備與所述成形機(jī)構(gòu)互不接觸；

步驟4、所述拉伸設(shè)備通過自身的夾鉗夾住板料的兩側(cè)并放置于所述模具的上表面；

步驟5、設(shè)置所述激振器的頻率為10～50HZ，振幅為2～5個(gè)毫米，方向?yàn)樨Q直方向，使得所述激振器處于低頻振動(dòng)工作狀態(tài)以輔助成形；

步驟6、所述拉伸設(shè)備通過液壓缸驅(qū)動(dòng)所述夾鉗按照加載軌跡進(jìn)行拉伸，同時(shí)啟動(dòng)所述激振器使其帶動(dòng)所述模具與板料同時(shí)振動(dòng)，直到成形過程結(jié)束，所述板料(1)成形為飛機(jī)蒙皮為止；

步驟7、設(shè)置所述激振器的頻率大于等于5000HZ，振幅為0.1～0.5個(gè)毫米，方向?yàn)樨Q直方向；使所述激振器處于高頻振動(dòng)工作狀態(tài)以抑制回彈。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

1、本發(fā)明在模具兩側(cè)內(nèi)部對(duì)稱設(shè)置n對(duì)激振器，模具與工作臺(tái)之間連接彈性墊，區(qū)別于傳統(tǒng)的整體式拉伸成形設(shè)備，將拉伸設(shè)備與成形機(jī)構(gòu)分離開來，保證了振動(dòng)時(shí)振動(dòng)能量能有效地通過模具傳遞到飛機(jī)蒙皮上，同時(shí)，在拉伸成形過程中，拉伸運(yùn)動(dòng)與激振器振動(dòng)同步工作，且使得激振器采用低頻率工作模式，并帶動(dòng)模具低頻振動(dòng)直到成形結(jié)束，以輔助拉伸成行，在拉伸成形結(jié)束后，激振器采用高頻率工作模式，并帶動(dòng)模具及成形固定的飛機(jī)蒙皮高頻振動(dòng)，以抑制飛機(jī)蒙皮回彈，從而提高了蒙皮零件成形質(zhì)量。

2、本發(fā)明通過激振器帶動(dòng)模具低頻振動(dòng)，大大減小了板料與模具之間的摩擦力，均化了板料內(nèi)部的應(yīng)力，使板料變形更加充分、均勻，從而保證了飛機(jī)蒙皮成形質(zhì)量。

3、本發(fā)明在拉伸成形結(jié)束后，通過激振器帶動(dòng)模具及成形蒙皮高頻振動(dòng)，消除了飛機(jī)蒙皮零件內(nèi)部的殘余應(yīng)力，抑制了蒙皮零件的回彈。

4、本發(fā)明成形結(jié)束后的高頻振動(dòng)處理，采用不移動(dòng)模具、蒙皮零件的方式，借助原有的液壓缸夾鉗固定方式，保持對(duì)成形后的板料不變的夾持力，避免了因移動(dòng)可能導(dǎo)致的回彈發(fā)生現(xiàn)象，提高了振動(dòng)效果。

5、相比較傳統(tǒng)的整體拉形設(shè)備，本發(fā)明將本拉伸設(shè)備與成形機(jī)構(gòu)分離開來，保證了振動(dòng)時(shí)振動(dòng)能量能有效地通過模具傳遞到蒙皮零件上。

6、本發(fā)明模具與工作臺(tái)之間連接彈性墊，起到減振作用，減少了工作臺(tái)的振動(dòng)，還可以阻止振動(dòng)傳遞到下面的工作臺(tái)上，減少了能量的流失。同時(shí)，在實(shí)際工作環(huán)境中，彈性墊可以減小振動(dòng)產(chǎn)生的噪音。

7、本發(fā)明裝置操作方便，工藝效果好，應(yīng)用前景廣闊。

附圖說明

圖1為拉伸成形裝置三維圖及低頻振動(dòng)輔助成形原理示意圖；

圖2為拉伸成形裝置三維圖及高頻振動(dòng)抑制回彈原理示意圖；

圖3為成形機(jī)構(gòu)側(cè)視圖；

圖4為拉伸裝備俯視圖；

圖5為低頻輔助振動(dòng)拉伸設(shè)備與激振器等效位移波形曲線圖；

圖6為高頻振動(dòng)輸入的激振器振動(dòng)等效位移波形曲線圖；

圖中序號(hào)：1板料；2模具；3激振器；4彈性墊；5拉伸設(shè)備；6工作臺(tái)；7固定件；5a夾鉗。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例中，一種振動(dòng)輔助的飛機(jī)蒙皮拉伸成形及抑制回彈裝置，該裝置包括：模具2、激振器3、彈性墊4、拉伸設(shè)備5、工作臺(tái)6、固定件7；不同于傳統(tǒng)的整體式拉伸成形設(shè)備，本發(fā)明提出的飛機(jī)蒙皮拉伸成形裝置，采用將拉伸設(shè)備5與成形機(jī)構(gòu)分離的方式，形成了全新的飛機(jī)蒙皮拉神成形裝置，具體的說，如圖1、圖2、圖3、圖4所示。

如圖3所示，在模具2的兩側(cè)內(nèi)部對(duì)稱設(shè)置有n對(duì)激振器3；模具2通過固定件7與工作臺(tái)6相連接；在模具2和工作臺(tái)6之間設(shè)置有彈性墊4，從而形成成形機(jī)構(gòu)；該成形機(jī)構(gòu)通過設(shè)置彈性墊4阻止了振動(dòng)傳遞到工作臺(tái)6上，減少了能量的流失。同時(shí)，在實(shí)際工作環(huán)境中，還減小了振動(dòng)產(chǎn)生的噪音；

如圖4所示，在拉伸設(shè)備5的中間位置處設(shè)置有中空區(qū)，在中空區(qū)內(nèi)放置有互不接觸的成形機(jī)構(gòu)；該中空區(qū)是本拉伸設(shè)備5與傳統(tǒng)整體式設(shè)備不同之處，在振動(dòng)時(shí)，可以保護(hù)拉伸設(shè)備5本身，同時(shí)保證能量有效傳遞；

如圖1、圖2所示，拉伸設(shè)備5通過自身的夾鉗5a夾住板料1的兩側(cè)并放置于模具2的上表面，并通過液壓缸驅(qū)動(dòng)夾鉗5a按照加載軌跡進(jìn)行拉伸，同時(shí)開啟控制系統(tǒng)使得激振器3處于低頻振動(dòng)工作狀態(tài)以輔助成形，直到板料1成形為飛機(jī)蒙皮時(shí)，再使激振器3處于高頻振動(dòng)工作狀態(tài)以抑制回彈。

對(duì)于激振器3的固定形式，本發(fā)明中考慮到要安裝固定在模具兩側(cè)內(nèi)部，所以沒有采用常見的夾鉗剛性固定方式，而是采用了螺栓連接的方式。

本實(shí)施例中，一種振動(dòng)輔助的飛機(jī)蒙皮拉伸成形及抑制回彈工藝，本工藝中，選用的板料1長(zhǎng)度為2m，寬度為1m,厚度為2mm,材料為鋁合金2024，拉伸成形的零件為飛機(jī)機(jī)身蒙皮，是應(yīng)用由板料1、模具2、激振器3、彈性墊4、拉伸設(shè)備5、工作臺(tái)6、固定件7所組成的裝置,并按如下步驟進(jìn)行：

步驟1、在模具2的兩側(cè)內(nèi)部對(duì)稱固定有n對(duì)激振器3；

步驟2、將彈性墊4放置于工作臺(tái)6上，并將帶有n對(duì)激振器3的模具2通過固定件7固定在帶有彈性墊4的工作臺(tái)6上；從而形成成形機(jī)構(gòu)；

步驟3、在拉伸設(shè)備5的中間位置處預(yù)留有中空區(qū)，并將成形機(jī)構(gòu)放置于中空區(qū)中，且拉伸設(shè)備5與成形機(jī)構(gòu)互不接觸；

步驟4、拉伸設(shè)備5通過自身的夾鉗5a夾住板料1的兩側(cè)并放置于模具2的上表面；

步驟5、設(shè)置激振器3的頻率為10～50HZ，振幅為2～5個(gè)毫米，方向?yàn)樨Q直方向，使得激振器3處于低頻振動(dòng)工作狀態(tài)以輔助成形；

步驟6、所述拉伸設(shè)備5通過液壓缸驅(qū)動(dòng)夾鉗5a按照加載軌跡進(jìn)行拉伸，同時(shí)啟動(dòng)激振器3使其帶動(dòng)模具2與板料1同時(shí)振動(dòng)，直到成形過程結(jié)束，板料1成為飛機(jī)機(jī)身蒙皮為止；

步驟7、設(shè)置激振器3的頻率大于等于5000HZ，振幅為0.1～0.5個(gè)毫米，方向?yàn)樨Q直方向；使激振器3處于高頻振動(dòng)工作狀態(tài)以抑制回彈。

如圖1、圖2所示，本實(shí)施例中，在模具2的內(nèi)部對(duì)稱兩側(cè)分別固定有2對(duì)激振器3，圖1所示為激振器3低頻振動(dòng)輔助拉伸成形工藝。低頻振動(dòng)輔助重點(diǎn)在于拉伸設(shè)備5與激振器3同步工作。低頻振動(dòng)輔助的好處在于可以減小板料與模具之間的摩擦力，均化板料內(nèi)部的應(yīng)力，使板料變形更加充分、均勻，從而保證蒙皮成形質(zhì)量。圖2所示為激振器3高頻振動(dòng)抑制回彈工藝。高頻振動(dòng)重點(diǎn)在于夾鉗5a要始終保持對(duì)所成形的飛機(jī)蒙皮不變的夾持力，成形機(jī)構(gòu)與拉伸設(shè)備互不接觸，避免了因移動(dòng)模具、飛機(jī)蒙皮可能導(dǎo)致的回彈發(fā)生現(xiàn)象，提高了振動(dòng)效果。高頻振動(dòng)消除了飛機(jī)蒙皮內(nèi)部的殘余應(yīng)力，抑制了回彈。

如圖5所示，激振器3低頻振動(dòng)輔助，通過設(shè)置頻率10～50HZ，振幅2～5個(gè)毫米，方向豎直方向，形成了拉伸裝備5與激振器3的等效位移波形曲線。

如圖6所示，激振器3高頻振動(dòng)抑制回彈，通過設(shè)置頻率大于等于5000HZ，振幅0.1～0.5個(gè)毫米，方向豎直方向，形成了激振器振動(dòng)等效位移波形曲線。