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CN112275907B - 一种飞机进气道异形曲面蒙皮成形工艺 - Google Patents

一种飞机进气道异形曲面蒙皮成形工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种飞机进气道异形曲面蒙皮成形技术，属于航空制造钣金成形技术领域。一种飞机进气道异形曲面蒙皮成形工艺，包括以下步骤：（1）将蒙皮板料两端装入夹钳位置,拉形机钳口夹紧蒙皮板料，进行预拉伸；（2）工作台固定不动，通过拉形机钳口的液压作动筒作伸缩运动，使得蒙皮板料包覆于过渡拉型模，随后对零件毛坯进行修剪最终得到过渡拉型模形面的半成品；（3）进行手工校正，将拉形好的半成品放置在落锤模下模处，将蒙皮板料压制成所需曲面的蒙皮。本发明具有如下优点：1、解决了异形曲面蒙皮零件在成形过程中不可预见的如破裂、褶皱等缺陷；2、提高了蒙皮成形质量和生产效率，减少劳动强度；3、可适用于类似异形曲面蒙皮零件成形。

Description

一种飞机进气道异形曲面蒙皮成形工艺
技术领域
本发明涉及一种飞机进气道异形曲面蒙皮成形技术，属于航空制造钣金成形技术领域。
背景技术
某型号进气道由数块蒙皮组合而成，零件的尺寸较大，其制造精度直接影响进气道的质量，同时又与内部构件相协调，因此对蒙皮零件的尺寸和几何精度要求都很高。图1所示为某型号进气道前段曲面蒙皮，外形结构复杂，前、后端截面形状变化大，前端端头呈三角形与进气道唇口连接，端头向后延伸尺寸逐渐缩小，后段呈喇叭状开口，蒙皮零件向上翘形成凸凹复杂的双曲面。
目前现阶段上蒙皮的外形都采用“拉形模1+拉形+手工校正”进行成形，但零件在成形过程中存在以下难点：1）采用蒙皮拉伸成形困难，拉形机夹持板料钳口为平直型，不能随零件形状调整弧度，蒙皮两侧非平直状；2）蒙皮件外形复杂，制造中零件A处凸起部位板材易拉裂, B处中间凹陷易产生空鼓，C处部位预应力集中使板材易产生皱褶，易严重失稳起皱，导致零件报废，如图2所示；3）手工校正A处因凸起高度太高且C处预应力集中，上蒙皮零件2贴模困难，劳动强度大，零件成形表面质量差，外形准确度差，难以满足制造要求。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种能够提高零件表面质量和外形准确度的飞机进气道异形曲面蒙皮成形工艺。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种飞机进气道异形曲面蒙皮成形工艺，包括以下步骤：
（1）将蒙皮板料两端装入夹钳位置,拉形机钳口夹紧蒙皮板料，进行预拉伸；
（2）工作台固定不动，通过拉形机钳口的液压作动筒作伸缩运动，使得蒙皮板料包覆于过渡拉型模，根据蒙皮的顶部形状，逐步贴合到过渡拉型模表面，随后依靠钻模块开出零件定位孔，对零件毛坯进行修剪最终得到过渡拉型模形面的半成品；
（3）进行手工校正，将拉形好的半成品放置在落锤模下模处，利用落锤的冲击力使上下模合模，将蒙皮板料压制成所需曲面的蒙皮。
优选的，过渡拉型模模具为铸造空心结构。
优选的，过渡拉型模两端头最高处的背脊线与其底平面平行。
优选的，在过渡拉型模两端头底部安装稳定器。
优选的，在过渡拉型模上安装钻模块。
优选的，在过渡拉型模的两端钻制有定位孔，定位孔距蒙皮边缘线或余量边缘线外一定距离处，且位于两端边缘线中间位置，用于定位蒙皮板料。
优选的，落锤模为锌合金结构。
优选的，落锤模包括上模和下模，上模与下模之间的结构与蒙皮曲面适配。
设计过渡工艺数模，制造蒙皮零件新的过渡拉型模，通过降低零件曲率，避免成形缺陷的产生，拉形时可使板料完全贴合过渡拉型模模具形面，进而采用“过渡拉型模+落锤模+手工校正”工艺，最终制造出合格的零件。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、解决了异形曲面蒙皮零件在成形过程中不可预见的如破裂、褶皱等缺陷；
2、提高了蒙皮成形质量和生产效率，减少劳动强度；
3、可适用于类似异形曲面蒙皮零件成形。
附图说明
图1为本发明背景技术中进气道蒙皮零件示意图；
图2为本发明背景技术中拉型成形模示意图；
图3为本发明实施例中过渡拉型模结构示意图（其中，3（a）为二维结构体、3（b）为3（a）的B-B视图、3（c）为3（a）的C-C及D-D视图）；
图4为本发明实施例中过渡拉型模三维示意图；
图5为本发明实施例中落锤模示意图（其中，5（a）为落锤模下模、5（b）为落锤模上模）；
图1-2中，1-拉形模；2-上蒙皮零件；
图3-5中，1-过渡拉型模；2-蒙皮零件；3-定位孔；4-稳定器；5-钻模块。
具体实施方式
需要说明的是，术语 “上”、“下”、 “水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图3-5对本发明做进一步详述：一种飞机进气道异形曲面蒙皮成形工艺，包括以下步骤：
（1）如图4所示，先将蒙皮板料两端装入夹钳位置,拉形机钳口夹紧蒙皮板料，进行预拉伸，其载荷能够保证蒙皮板料进入塑性状态；
（2）保持蒙皮板料与过渡拉型模具相切，工作台固定不动，通过拉形机钳口的液压作动筒作伸缩运动，带动钳口运动，使得蒙皮板料包覆于过渡拉型模，根据蒙皮的顶部形状，将钳口调至适当位置并加以固定，使板材产生不均匀的被拉伸并逐步贴合到拉形模表面，最终得到拉形模形面的半成品；
（3）如图5所示，将拉形好的零件放置落锤模，首先进行手工校正，将图2处零件A、B、C位置用手工校正将翘起位置进行校正，随后放置落锤模下模处，蒙皮零件利用落锤的冲击力使上模、下模合模，将蒙皮板料压制成所需曲面的零件。
通过改善零件形面的复杂程度，合理分配曲率，结合零件数模生成过渡工艺数模，将蒙皮后段两翘起A、B处（图2）进行过渡处理，过渡数模中A、B处（图2）进行圆滑处理。如图4和图3所示，首先将过渡拉型模下模两端调水平，使模具两端头最高处的背脊线大致与模具底平面平行。为了保证毛料与过渡拉形模工作面完全贴合，在调整水平的基础上，以型面复杂的一侧为基准点，顺时针方向旋转一定角度，确定两端头的位置，相当于模具倾斜一定角度，降低了模具右侧高度，缩小了图2中A处与B处、C处的高度差距，最终形成了蒙皮零件新轮廓曲线，该型面平整，该轮廓曲线降低了零件的曲率，拉形时可使蒙皮板料完全贴合过渡拉型模的模具型面。
距蒙皮零件2边缘线（或余量边缘线）外一定距离处与两端边缘线中间位置，在过渡拉型模1上两端头安装标准的钻模块5，用于辅助零件钻取定位孔3，当零件拉型成型后，在对零件外形修剪时，保证零件的外形精度；贴模后钻制定位孔3，通过定位孔3确定过渡拉型模、落锤模及零件内形面位置相同的协调关系，最后拉形时，非工作边如圆角太小，材料不易延伸、易出现拉裂，非工作边需倒角；同时，为保证模具使用安全性，在过渡拉型模1两端头底部安装稳定器4，便于用螺栓固定在工作台上，从而对零件过渡拉型模与垫块起到固定作用；同时过渡拉型模1和落锤模均安装吊环。（图中未具体表示吊环和稳定器示意图）。
上述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种飞机进气道异形曲面蒙皮成形工艺，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将蒙皮板料两端装入夹钳位置,拉形机钳口夹紧蒙皮板料，进行预拉伸；
（2）工作台固定不动，通过拉形机钳口的液压作动筒作伸缩运动，使得蒙皮板料包覆于过渡拉型模，根据蒙皮的顶部形状，逐步贴合到过渡拉型模表面，随后依靠钻模块开出零件定位孔，对零件毛坯进行修剪最终得到过渡拉型模形面的半成品；
通过改善零件形面的复杂程度，合理分配曲率，结合零件数模生成过渡工艺数模，将蒙皮后段两翘起处进行过渡处理，设计过渡工艺数模，制造蒙皮零件新的过渡拉型模，将过渡拉型模下模两端调水平，使模具两端头最高处的背脊线大致与模具底平面平行；
（3）进行手工校正，将拉形好的半成品放置在落锤模下模处，利用落锤的冲击力使上下模合模，将蒙皮板料压制成所需曲面的蒙皮；
其中，在过渡拉型模的两端依靠钻模块钻制有定位孔，通过定位孔确定过渡拉型模、落锤模及零件内形面位置相同的协调关系，定位蒙皮板料；
落锤模包括上模和下模，上模与下模之间的结构与蒙皮曲面适配。
2.根据权利要求1所述的飞机进气道异形曲面蒙皮成形工艺，其特征在于：过渡拉型模模具为铸造空心结构。
3.根据权利要求1所述的飞机进气道异形曲面蒙皮成形工艺，其特征在于：过渡拉型模两端头最高处的背脊线与其底平面平行，保证能得到零件半成品。
4.根据权利要求1所述的飞机进气道异形曲面蒙皮成形工艺，其特征在于：在过渡拉型模上两端安装钻模块，确保拉伸成形后的半成品能精确、快速准确定位。
5.根据权利要求1所述的飞机进气道异形曲面蒙皮成形工艺，其特征在于：定位孔距蒙皮边缘线或余量边缘线外一定距离处，且位于两端边缘线中间位置。
6.根据权利要求1所述的飞机进气道异形曲面蒙皮成形工艺，其特征在于：落锤模为锌合金结构。
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