CN110434216B - 一种大型环形唇口件整体充液成形方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种大型环形唇口件整体充液成形方法，属于航空宇航钣金成形技术领域，可解决大型环形唇口零件难以整体成形的问题。该方法包括过渡成形模具和终成形模具的设计与制造、工艺参数的选择和调试、后期处理等步骤。该方法是在保证唇口零件整体成形的基础上进行多步充液成形的新型技术，通过两序充液成形工艺以及一序整形工艺，实现唇口零件的整体成形。该方法具有成形极限高，尺寸精度高，表面质量好，成本低等诸多优点，能够有效减少传统冲压方式带来的变形不均匀，局部区域减薄或起皱严重，回弹现象难以消除等诸多问题，减少唇口局部缺陷，优势显著。同时此技术还可以推广到其它具有相似特征的零件，具有良好的发展潜力。
Description
技术领域
本发明属于航空宇航钣金成形技术领域，特别是涉及一种大型环形唇口件整体充液成形方法，也可以推广应用到其它具有相似特征的零件。
背景技术
大型唇口件是航空发动机进气道的重要组成部分，其工作环境容易受到高压高速气流以及共振等复杂条件的影响，一般设计为双翻边的深腔型变截面抛物线形状，拉深比高，制造难度大，而且对强度和贴膜精度也有着很高的要求。对于大型唇口件的成形工艺，传统成形方法通常采用冲压成形，分段焊接成形等方法，容易产生变形不均匀，局部区域起皱严重或减薄严重发生破裂，回弹现象难以消除，接合处性能不稳定等诸多问题，误差较大，精度难以控制，导致表面质量差，外形尺寸精度差，影响飞机生产效率，给飞行安全也带来较大的隐患。板材充液成形作为一种利用液体作为传力介质来代替凸模或者凹模传递载荷，以实现最终成形的一种技术，可以减少传统冲压成形中凸凹模之间坯料的悬空区，使该部分坯料紧贴模具，有效提高了材料成形质量。将充液成形技术应用于成形大型复杂唇口件，能够有效提高唇口件的各项性能参数，推进我国航空制造技术发展。
基于上述成形难题以及充液成形技术的优势，本发明提出了一种大型环形唇口件整体充液成形方法，它是在保证唇口件整体成形的基础上进行多步充液成形的新型技术：采用充液成形的方式，先过渡成形出整体唇口件内部圆桶状部分；然后对成形出的过渡唇口件进行充液成形翻边；最后切割掉成形唇口件的多余部分，对整体唇口件进行整形。通过两序被动式充液成形工艺以及一序整形工艺，实现唇口件的整体成形。该方法兼具充液成形和多步成形的优点，具有成形极限高，尺寸精度高，表面质量好，成本低等诸多优点。在成形深腔型变截面抛物线形状整体唇口件时能够有效减少传统冲压方式带来的变形不均匀，局部区域减薄或起皱严重，回弹现象难以消除等诸多问题，减少唇口件局部缺陷，优势显著。同时此方法还可以推广到其它具有相似特征的零件，具有良好的发展潜力。
发明内容
本发明提供的一种大型环形唇口件整体充液成形方法包括按顺序进行的下列步骤：
1）在模具装配前将各个零件表面清理干净，保证产品的表面质量和模具设备的使用寿命；
2）进行过渡成形模具装配；
3）根据模具结构设计坯料，并将坯料放置在过渡成形模具中；
4）设置好压边间隙，液室压力，凸模行程；
5）过渡成形采用被动式充液成形方案，先成形出整体唇口件的内部圆桶状部分；
6）过渡成形结束后将过渡唇口件取出，检查其成形质量，若无问题直接进行下一步，若有问题，则返回上述步骤修改工艺参数或者模具，重新进行试验，直至满足要求；
7）检查无成形质量问题的过渡唇口件的壁厚减薄率，若减薄比较大对其进行热处理，提高材料成形极限，若在可控范围内不必进行热处理工作；
8）进行终成形模具装配，并将无任何问题的过渡唇口件放入终成形模具中；
9）终成形采用被动式充液成形方案，对过渡成形出的过渡唇口件进行翻边；
10）终成形结束后将终成形唇口件取出，检验其壁厚减薄率，贴模度以及表面粗糙度是否满足要求，若无问题直接进行下一步，若有问题则返回上述步骤修改工艺参数或者模具，重新进行试验，直至满足要求；
11）利用切割机切去无任何问题的终成形唇口件的法兰边以及内部圆桶状顶端不需要的部分，得到最终的大型环形唇口件；
进行过渡成形时，过渡成形出的整体唇口件内部圆桶状部分略高于整体唇口件实际高度，留有一定的切割余量；
终成形模具的内部圆筒状部分要与过渡成形模具成形出的过渡唇口件完全贴合，进行充液成形翻边时内部轮廓固定不动；
本发明提供的一种大型环形唇口件整体充液成形方法，通过两序被动式充液成形工艺以及一序整形工艺，实现唇口零件的整体成形。该方法兼具充液成形和多步成形的优点，具有成形极限高，尺寸精度高，表面质量好，成本低等诸多优点。在成形深腔型变截面抛物线形状整体唇口零件时能够有效减少传统冲压方式带来的变形不均匀，局部区域减薄或起皱严重，回弹现象难以消除等诸多问题，减少唇口零件局部缺陷，优势显著。同时此方法还可以推广到其它具有相似特征的零件，具有良好的发展潜力。
附图说明
图1为本发明提供的一种大型环形唇口件整体充液成形方法所成形的典型环形唇口件外部形状示意图。
图2为本发明提供的一种大型环形唇口件整体充液成形方法所成形的典型环形唇口件预成形过程示意图。
图3为本发明提供的一种大型环形唇口件整体充液成形方法所成形的典型环形唇口件终成形过程示意图。
图中：1为过渡成形模具凸模；2为过渡成形模具压边圈；3为初始板材坯料；4为过渡成形模具限位块；5为过渡成形模具液室；6为过渡成形模具凹模；7为过渡成形模具液室进液口；8为终成形模具凸模；9为终成形模具压边圈；10为过渡唇口件；11为终成形模具限位块；12为终成形唇口件；13为终成形模具液室；14为终成形模具凹模；15为终成形模具液室进液口。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实例对本发明提供的一种大型环形唇口件整体充液成形方法所成形的典型环形唇口件成形过程进行详细说明。
如图1-图3所示，本发明提供的针对大型环形唇口件整体充液成形方法所成形的典型环形唇口件成形过程包括下列步骤：
1）所成形的典型环形唇口件形状如图1所示；
2）在模具装配前将各个零件表面清理干净，保证产品的表面质量和模具设备的使用寿命；
3）如图2所示装配过渡成形模具；
4）将初始板材坯料3放置在过渡成形模具凹模6上，通过过渡成形模具限位块4定位，过渡成形模具压边圈2下行压住板料并完成密封；
5）设置好过渡成形模具的压边间隙，液室压力，凸模行程；
6）令过渡成形模具凸模1按设定行程下行，同时通过过渡成形模具的液室进液口7向过渡成形模具的液室5内加载液室压力；
7）初始板材坯料3在液室压力的作用下发生变形，成形出过渡唇口件10。
8）将过渡唇口件10从过渡模具中取出，检查其成形质量，若无问题直接进行下一步骤，若有问题，则返回上述步骤修改工艺参数或者模具，重新进行试验，直至满足要求；
9）检查无成形质量问题的过渡唇口件10的壁厚减薄率，若减薄比较大对其进行热处理，提高材料成形极限，若在可控范围内不必进行热处理工作；
10）如图3所示装配终成形模具；
11）将过渡唇口件10倒置放在终成形模具凹模上，使其完全贴合，通过终成形模具限位块11定位，终成形模具压边圈9下行压住过渡唇口件10并完成密封；
12）设置好终成形模具的压边间隙，液室压力，凸模行程；
13）令终成形模具凸模8按设定行程下行，同时通过终成形模具的液室进液口15向过渡成形模具的液室13内加载液室压力；
14）过渡唇口件10在液室压力的作用下进行翻边，成形出为终成形唇口件12；
15）成形结束后将终成形唇口件12取出，检验其壁厚减薄率，贴模度以及表面粗糙度是否满足要求，若无问题直接进行下一步，若有问题则返回上述步骤修改工艺参数或者模具，重新进行试验，直至满足要求；
16）利用切割机切去无任何问题的终成形唇口件12的法兰边以及内部圆桶状顶端等不需要的部分，得到最终的大型环形唇口件。
Claims (2)
1.一种大型环形唇口件整体充液成形方法，其特征在于：所述的一种大型环形唇口件整体充液成形方法包括按顺序进行的下列步骤：
1）在模具装配前将各个零件表面清理干净，保证产品的表面质量和模具设备的使用寿命；
2）进行过渡成形模具装配；
3）根据模具结构设计坯料，并将坯料放置在过渡成形模具中；
4）设置好压边间隙，液室压力，凸模行程；
5）过渡成形采用被动式充液成形方案，先成形出整体唇口件的内部圆桶状部分；
6）过渡成形结束后将过渡唇口件取出，检查其成形质量，若无问题直接进行下一步，若有问题，则返回上述步骤修改工艺参数或者模具，重新进行试验，直至满足要求；
7）检查无成形质量问题的过渡唇口件的壁厚减薄率，若减薄比较大对其进行热处理，提高材料成形极限，若在可控范围内不必进行热处理工作；
8）进行终成形模具装配，并将无任何问题的过渡唇口件放入终成形模具中；
9）终成形采用被动式充液成形方案，对过渡成形出的过渡唇口件进行翻边；
10）终成形结束后将终成形唇口件取出，检验其壁厚减薄率，贴模度以及表面粗糙度是否满足要求，若无问题直接进行下一步，若有问题则返回上述步骤修改工艺参数或者模具，重新进行试验，直至满足要求；
11）利用切割机切去无任何问题的终成形唇口件的法兰边以及内部圆桶状顶端不需要的部分，得到最终的大型环形唇口件；
进行过渡成形时，过渡成形出的整体唇口件内部圆桶状部分略高于整体唇口件实际高度，留有一定的切割余量；
终成形模具的内部圆筒状部分要与过渡成形模具成形出的过渡唇口件完全贴合，进行充液成形翻边时内部轮廓固定不动。
2.根据权利要求1所述的一种大型环形唇口件整体充液成形方法，其特征在于：唇口件的材料为铝合金或者高温合金。
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