本發(fā)明涉及飛機(jī)制造領(lǐng)域的鈑金零件成形技術(shù)，具體是一種用于大曲率、高翻邊鈑金零件的成形方法及成形模具。

背景技術(shù)：

近些年，國內(nèi)航空領(lǐng)域鈑金成形機(jī)械化程度越來越高，液壓橡皮囊成形工藝作為一種先進(jìn)的柔性板料成形技術(shù)，以它操作便捷、工裝成本低、表面質(zhì)量高等諸多優(yōu)勢越來越受青睞，特別適合多品種小批量的產(chǎn)品生產(chǎn)。

本申請涉及的鈑金零件是飛機(jī)制造中常見的鈑金零件，此類型零件在大飛機(jī)固定前緣部位普遍存在，沿翼展方向分布、結(jié)構(gòu)類似“魚頭狀”，該類零件的彎邊是一種帶凸型弧度的壓縮彎邊。該類零件在成形過程中彎邊區(qū)毛料會(huì)因收縮變形過大而起皺。通常凸形弧度越大、翻邊越高，成形中彎邊區(qū)毛料收縮變形越劇烈、越容易出現(xiàn)褶皺、甚至死皺。在航空企業(yè)，通常將凸型曲率半徑小于200mm、翻邊高度大于25mm的鈑彎零件界定為“大曲率、高翻邊”類零件。對于這些特殊的大曲率、高翻邊”類零件，現(xiàn)加工方法多以工人手工成形為主，而手工成形鈑金零件不得不依賴于榔頭的頻繁敲擊來實(shí)現(xiàn)，零件表面錘痕明顯、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、成形精度低、材料出現(xiàn)冷作硬化趨勢，內(nèi)部殘余應(yīng)力對飛機(jī)安全可靠性造成一定威脅。目前控制凸彎邊起皺的方法很多，應(yīng)用比較廣泛的是側(cè)壓塊方法，此方法考慮的因素較多：側(cè)壓塊的角度、側(cè)壓塊與模具主體間距、側(cè)壓塊模具轉(zhuǎn)角半徑、零件凸曲線弧度、翻邊高度、初始坯料大小、材料厚度、成形壓力、橡皮特性等都會(huì)影響最終成形結(jié)果，每一項(xiàng)零件的研究成果不具備代表性，且在生產(chǎn)實(shí)踐中，側(cè)壓塊模具結(jié)構(gòu)不適于外形曲率較大的鈑金零件，同時(shí)側(cè)壓塊防皺方法存在一定弊病，初始毛坯必須留有足夠的工藝余量，才能使材料被壓靠在側(cè)壓塊上而逐次變形，姑且不考慮材料浪費(fèi)，成形后余量的切割工作避免不了，切割后彎邊變形還需大量手工修整。為此針對外形曲率要求嚴(yán)格、成形中容易出現(xiàn)褶皺的大曲率、高彎邊狀鈑金零件來說，急需一種機(jī)械化精確加工方法實(shí)現(xiàn)零件高效無皺成形。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了提高飛機(jī)“魚頭狀”鈑金零件的成形質(zhì)量，減少手工收邊量，解決側(cè)壓塊消皺方法無法利用展開毛坯成形的缺陷，以及對成形大曲率翻邊件的結(jié)構(gòu)限制，本發(fā)明的目的在于提供一種大曲率、高翻邊鈑金零件的橡皮成形方法及成形模具。

一種大曲率、高翻邊鈑金零件的橡皮成形方法，其特征在于含有以下內(nèi)容：1)有一個(gè)成形模具，該模具含有容框、成型模、壓板、支撐板和橡皮墊塊，所述的容框是一個(gè)長方體框架，所述的成型模是一個(gè)與鈑金零件匹配的模塊，成型模外側(cè)的工作面與鈑金零件翻邊面的內(nèi)側(cè)匹配，成型模內(nèi)側(cè)的非工作面連接在容框的一側(cè)內(nèi)壁上，成型模外側(cè)的工作面與容框內(nèi)壁之間圍成一個(gè)成型腔，所述的壓板和支撐板是一個(gè)剛性材料制作的板材，其輪廓小于成型腔的輪廓，壓板和支撐板內(nèi)側(cè)分別與成型模外側(cè)的工作面匹配；2)將容框放置于液壓機(jī)工作臺上，將成型模固定在容框的一側(cè)內(nèi)壁上，在成型腔內(nèi)放置多個(gè)等高的橡皮墊塊，將支撐板放置在橡皮墊塊上表面，使支撐板的表面高度與成型模的高度一致；3)將成形零件用的展開鈑金毛料置于成型模和支撐板的上表面，在展開毛料的翻邊區(qū)域放置壓板，使壓板和支撐板重疊并夾住展開毛料的翻邊區(qū)域；4)利用液壓成型設(shè)備下壓壓板，容框內(nèi)的橡皮墊塊被擠壓流動(dòng)變形，壓板和支撐板隨之下移，夾持在壓板和支撐板之間的毛料受到剛性拉深，使展開鈑金毛料翻邊區(qū)域貼合在成型模工作型面成形即可。

本發(fā)明的有益效果在于：1)本發(fā)明的成形模具采用帶有壓板、支撐板的橡皮容框組合結(jié)構(gòu)，使板料翻邊部分在橡皮液壓過程中始終受到夾持，材料在厚度方向上不能自由起伏，解決了凸彎邊零件起皺、成形困難問題。2)該成形模具的安裝與操作方法簡捷方便，容易推廣實(shí)現(xiàn)。3)該成形方法減少了榔頭的敲擊及收邊工作量，提高了零件成形準(zhǔn)確度，最終得到光滑流線的產(chǎn)品。4)該容框組合模具結(jié)構(gòu)通用性強(qiáng)，可調(diào)換不同成型模、成形不同弧度的凸曲線彎邊零件，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、對操作者水平依賴低。

以下結(jié)合實(shí)施例附圖對本申請作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1是凸曲線、高翻邊鈑金零件示意

圖2是成型模和容框示意

圖3是成型模具各部件的裝配順序示意

圖4是成型模具各部件剖面示意

圖5是凸曲線、高翻邊鈑金零件成形前示意

圖6是凸曲線、高翻邊鈑金零件成形后示意

圖中編號說明：1零件、2翻邊面、3容框、4成型模、5工作面、6成型腔、7橡皮墊塊、8橡皮墊層、9支撐板、10壓板

具體實(shí)施方式

參見附圖，實(shí)施例提供的飛機(jī)零件如圖1所示，該零件1是一種凸曲線、高翻邊鈑金零件，零件呈“魚頭”狀，利用現(xiàn)有技術(shù)成形最大的問題是零件成形中翻邊面2容易出現(xiàn)褶皺，甚至死皺，手工修正量大，表面質(zhì)量差。

本申請?zhí)岢龅某尚湍＞呷鐖D所示，成型模具含有容框3、成型模4、壓板10、支撐板9和橡皮墊塊7，所述的容框3是一個(gè)長方體框架，所述的成型模4是一個(gè)與鈑金零件1匹配的模塊，成型模4外側(cè)的工作面5與鈑金零件1的翻邊面2的內(nèi)側(cè)匹配，成型模4內(nèi)側(cè)的非工作面連接在容框3的一側(cè)內(nèi)壁上，成型模4外側(cè)的工作面5與容框3內(nèi)壁之間圍成一個(gè)成型腔6，所述的壓板10和支撐板9是一個(gè)剛性材料制作的板材，其輪廓小于成型腔6的輪廓，壓板10和支撐板9內(nèi)側(cè)分別與成型模4外側(cè)的工作面5匹配。實(shí)施例中的橡皮墊塊7是由多個(gè)長度不同的條塊狀橡皮組成，平行排列在成型模4工作面5一側(cè)，每個(gè)橡皮墊塊7的前端是與成型模4的工作面5匹配的弧形。當(dāng)然橡皮墊塊7還可以是其它形狀的等高墊塊。橡皮墊塊之間存在盡可能均衡的間隙。

使用時(shí)，將容框3放置于液壓機(jī)工作臺上，將成型模4固定在容框3的一側(cè)內(nèi)壁上，在成型腔6內(nèi)放置多個(gè)等高的橡皮墊塊7，將支撐板9放置在橡皮墊塊7的上表面，當(dāng)然在實(shí)施中，為了使支撐板9更加穩(wěn)定，可以在橡皮墊塊7與支撐板9之間加設(shè)一個(gè)與支撐板9形狀相同的橡皮墊層8，加設(shè)橡皮墊層8后，保證支撐板9的表面高度與成型模4的高度一致；將成形零件的展開鈑金毛料置于成型模4和支撐板9的上表面，在展開毛料的翻邊區(qū)域放置壓板10，使壓板10和支撐板9重疊并夾住展開毛料翻邊區(qū)域；利用液壓成型設(shè)備下壓壓板10，容框3內(nèi)的橡皮墊塊7被擠壓流動(dòng)變形，壓板10和支撐板9隨之下移到成型腔6內(nèi)，夾持在壓板10和支撐板9之間的毛料受到剛性拉深，使展開毛料翻邊區(qū)域貼合在成型模4的工作面5上成形即可。

值得注意的是，上述的容框3在實(shí)施中，其目的就是形成一個(gè)封閉的成形空間，增大成形壓力，固定成型模4、約束橡皮墊塊7的變形區(qū)域以及引導(dǎo)支撐板9和壓板10的位移功能，實(shí)施中，容框3的底部可以有一個(gè)固定的底板，用做成型腔6的底部；容框3的底部也可以沒有固定的底板，容框3放置在液壓機(jī)工作臺上時(shí)，由液壓機(jī)工作臺面作為成型腔6的底部。

需要說明的是，為了保證橡皮墊塊的壓縮空間，橡皮墊塊的高度不得低于零件翻邊高度的兩倍。同時(shí)橡皮墊塊的硬度盡可能低，以便有足夠的下壓變形空間，橡皮墊層的硬度略高于橡皮墊塊，通常選用邵氏硬度50的中硬度橡皮為宜，橡皮墊塊和橡皮墊層的總體高度不得低于零件翻邊高度的兩倍；橡皮墊塊擺放間距因零件翻邊高度而定，翻邊越高、間距越大，使用的橡皮墊塊數(shù)量越少，這樣阻止壓板、支撐板下行的力量會(huì)減小，注意填放的橡皮墊塊應(yīng)能始終保持支撐板的平穩(wěn)下行。