一種用于小高度凸邊零件的成形裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種用于小高度凸邊零件的成形裝置及方法，包括第一型胎、第二型胎和芯子；第一型胎的外形與零件成形后的主體外形相匹配；第一型胎的一側(cè)面為弧形型面Ⅰ，弧形型面Ⅰ的曲率與零件上弧形彎邊的曲率相匹配；第二型胎具有第二型胎胎蓋和第二型胎胎體，第二型胎胎蓋的外形與零件主體的形狀相匹配，第二型胎胎蓋的一側(cè)面為弧形型面II，弧形型面II的曲率與零件上弧形彎邊的曲率相匹配；第二型胎胎蓋上設(shè)有數(shù)個通孔Ⅰ，通孔Ⅰ與零件的凸邊孔相匹配；第二型胎胎體上設(shè)有數(shù)個與通孔Ⅰ相對應(yīng)的通孔II；芯子的外徑與零件凸邊孔的孔徑相匹配。該裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊、簡單新穎等優(yōu)點，可滿足飛機(jī)鈑金件生產(chǎn)中的極端特殊要求，其方法簡單易行便于操作。
【專利說明】
一種用于小高度凸邊零件的成形裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于飛機(jī)零件成形加工領(lǐng)域，具體涉及一種用于小高度凸邊零件的成形裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，在飛機(jī)零件的設(shè)計過程中，帶有凸邊的零件逐步增多，例如高度較短的凸邊，形狀復(fù)雜的凸邊，不屬于標(biāo)準(zhǔn)的凸邊孔等，而且分布密集，已經(jīng)成為當(dāng)今飛機(jī)零件的趨勢。如圖1所示，該零件是隔板類零件，用于飛機(jī)框架類之間的連接，起到飛機(jī)不同部位之間的隔斷作用，零件上具有短彎邊式-凸邊孔，弧形彎式-短凸邊，直彎式-短凸邊;若該零件其中某一個凸邊或凸邊孔出現(xiàn)問題，操作人員一般均采用手工修整的方法，但是對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件精小的鈑金件來說，工人的操作空間彌足珍貴，結(jié)構(gòu)層次復(fù)雜的機(jī)構(gòu)占用了大量的使用空間，再加上各種定位器和產(chǎn)品零件所擠占的空間，導(dǎo)致零件的手工修整空間未必規(guī)貝1J，修整過程未必有序，手工修整具有更換費時費力的缺陷，因此設(shè)計一種帶有凸邊型芯的，能夠成形整個復(fù)雜零件的裝置就成為解決這類問題的一個好的突破口。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于小高度凸邊零件的成形裝置及方法，通過利用第一型胎、第二型胎和芯子，配合液壓成形機(jī)即可以實現(xiàn)在不規(guī)則的、特殊環(huán)境下的、非規(guī)定條件的成形，具有結(jié)構(gòu)緊湊、簡單新穎等優(yōu)點，滿足飛機(jī)鈑金件生產(chǎn)中的極端特殊要求。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0005]—種用于小高度凸邊零件的成形裝置，所述零件具有主體，主體的邊緣具有數(shù)條弧形彎邊，數(shù)條直彎邊，主體上具有數(shù)個凸邊孔，包括第一型胎、第二型胎和芯子；
[0006]所述第一型胎的外形與零件成形后的主體外形相匹配，即第一型胎的橫截面與零件主體相匹配;所述第一型胎的一側(cè)面為弧形型面I，所述弧形型面I的曲率與零件上弧形彎邊的曲率相匹配;所述第一型胎分為上下兩部分，分別第一型胎胎蓋和第一型胎胎體;成形時，零件主體位于第一型胎胎蓋和第一型胎胎體之間；
[0007]所述第二型胎具有第二型胎胎蓋和第二型胎胎體，所述第二型胎胎蓋的外形與零件主體的形狀相匹配，第二型胎胎蓋的一側(cè)面為弧形型面II，所述弧形型面II的曲率與零件上弧形彎邊的曲率相匹配;第二型胎胎蓋上設(shè)有數(shù)個通孔I，所述通孔I與零件的凸邊孔相匹配;所述第二型胎胎體上設(shè)有數(shù)個與通孔I相對應(yīng)的通孔II;成形時，零件主體位于第二型胎胎蓋和第二型胎胎體之間；
[0008]所述芯子的外徑與零件凸邊孔的孔徑相匹配，成形時，所述芯子通過與通孔I和通孔II的配合，加工零件上的凸邊孔。
[0009]所述的一種用于小高度凸邊零件的成形裝置，所述第一型胎的一側(cè)面具有數(shù)個弧形型面I，數(shù)個弧形型面I分別與零件上的數(shù)條弧形彎邊相匹配。
[0010]所述的一種用于小高度凸邊零件的成形裝置，第二型胎胎蓋的一側(cè)面具有數(shù)個弧形型面II，數(shù)個弧形型面II分別與零件上的數(shù)條弧形彎邊相匹配。
[0011]所述的一種用于小高度凸邊零件的成形裝置，所述芯子的外形與凸邊孔形狀相匹配，即芯子橫截面的形狀與凸邊孔的孔型相匹配。
[0012]—種用于小高度凸邊零件的成形方法，采用上述的一種用于小高度凸邊零件的成形裝置，具體包括如下步驟:
[0013]I)按照二維展開數(shù)據(jù)集銑切零件的展開外形；
[0014]2)利用第一型胎成形零件上的兩個弧形彎邊，具將零件置于第一型胎胎蓋和第一型胎胎體之間，利用第一型胎上的弧形型面I和橡皮囊液壓機(jī)配合成形零件上的兩個弧形彎邊；
[0015]3)利用第二型胎完成零件上直彎邊的成形，利用第二型胎和芯子完成零件上凸邊孔的成形;首先將零件置于第二型胎胎蓋和第二型胎胎體之間，零件上已成形的弧形彎邊與第二型胎胎蓋配合，利用第二型胎胎體和橡皮囊液壓機(jī)配合成形零件上的直彎邊;利用芯子配合第二型胎上通孔I和通孔II完成零件上凸邊孔的成形。
[0016]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0017]本發(fā)明一種用于小高度凸邊零件的成形裝置是一種帶有凸邊型芯的，能夠成形整個復(fù)雜零件的裝置，方便具有較多凸邊孔的小型鈑金件的成形，具有結(jié)構(gòu)緊湊、簡單新穎的優(yōu)點，可以實現(xiàn)在不規(guī)則的、特殊環(huán)境下的非規(guī)定條件的成形，滿足飛機(jī)鈑金件生產(chǎn)中的極端特殊要求。
[0018]本發(fā)明對于零件上凸邊孔的成形，利用與凸邊孔相適應(yīng)的芯子，以達(dá)到增加液壓成形的壓力，使得短小的凸邊靠胎。第二型胎胎蓋和第二型胎胎體實行分開式，并且以兩個弧彎邊的形狀來設(shè)計上蓋板的形狀，方便零件的取出。用MARC模擬軟件模擬橡皮囊成形的加速度和速度，減少工人的手工校形，提高產(chǎn)品表面質(zhì)量。提高隔板零件的生產(chǎn)效率，提高自我加工能力，滿足大批量、快節(jié)奏生產(chǎn)速率要求。
【附圖說明】
[0019]圖1為零件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為第一型胎結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖3為第二型胎結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]1-第一型胎，i.1-第一型胎胎體，I.2-第一型胎胎蓋，I.3-弧形型面I; 2_第二型胎，2.1-第二型胎胎蓋，2.2-第二型胎胎體，2.3-弧形型面II，2.4-通孔I，2.5-通孔II; 3-芯子;4-零件，4.1-主體，4.2-弧形彎邊，4.3-直彎邊，4.4-凸邊孔。
【具體實施方式】
[0023]如圖2-3所示一種用于小高度凸邊零件4的成形裝置，所述零件4具有主體4.1，主體4.1的邊緣具有數(shù)條弧形彎邊4.2，數(shù)條直彎邊4.3，主體4.1上具有數(shù)個凸邊孔4.4，包括第一型胎、第二型胎和芯子3;
[0024]如圖2所示第一型胎的外形與零件4成形后的主體4.1外形相匹配，即第一型胎的橫截面與零件4主體4.1相匹配;所述第一型胎的一側(cè)面為弧形型面I1.3，所述弧形型面I1.3的曲率與零件4上弧形彎邊的曲率相匹配;所述第一型胎分為上下兩部分，分別第一型胎胎蓋1.2和第一型胎胎體1.1;成形時，零件4主體4.1位于第一型胎胎蓋1.2和第一型胎胎體1.1之間；
[0025]如圖3所示第二型胎具有第二型胎胎蓋2.1和第二型胎胎體2.2，所述第二型胎胎蓋2.1的外形與零件4主體4.1的形狀相匹配，第二型胎胎蓋2.1的一側(cè)面為弧形型面112.3，所述弧形型面112.3的曲率與零件4上弧形彎邊的曲率相匹配;第二型胎胎蓋2.1上設(shè)有數(shù)個通孔12.4，所述通孔12.4與零件4的凸邊孔4.4相匹配;所述第二型胎胎體2.2上設(shè)有數(shù)個與通孔12.4相對應(yīng)的通孔112.5;成形時，零件4主體4.1位于第二型胎胎蓋2.1和第二型胎胎體2.2之間；所述芯子3的外徑與零件4凸邊孔4.4的孔徑相匹配，成形時，所述芯子3通過與通孔12.4和通孔112.5的配合，加工零件4上的凸邊孔4.4。所述芯子3的外形與凸邊孔4.4形狀相匹配，即芯子3橫截面的形狀與凸邊孔4.4的孔型相匹配。
[0026]第一型胎的一側(cè)面具有數(shù)個弧形型面I1.3，數(shù)個弧形型面I1.3分別與零件4上的數(shù)條弧形彎邊相匹配。第二型胎胎蓋2.1的一側(cè)面具有數(shù)個弧形型面112.3，數(shù)個弧形型面112.3分別與零件4上的數(shù)條弧形彎邊相匹配。
[0027]如圖1所示此零件4是隔板類零件4，隔板類零件4在飛機(jī)的應(yīng)用極為廣泛，用于飛機(jī)各種框類零部件之間的連接，起到飛機(jī)不同部位之間的隔斷作用，零件4通過導(dǎo)孔、定位孔與其他零件4進(jìn)行鉚接;該零件4上有兩個弧形彎邊，并且這兩個弧形彎邊都是二次彎邊，不能閘壓成形，零件4上還有四個短小的凸邊孔4.4，僅僅液壓成形很難使彎邊靠胎，零件4上還有五個直彎邊4.3，且五個直彎邊4.3與兩條弧形彎邊異向，直彎邊4.3與凸邊孔4.4的凸邊。且無論是弧形彎邊、直彎邊4.3還是凸邊孔4.4的凸邊，其相對于零件4主體4.1的凸出高度均小于7mm，一般為5mm-7mm。
[0028]—種用于小高度凸邊零件4的成形方法，采用上述一種用于小高度凸邊零件4的成形裝置，成形前，根據(jù)實際使用需求，考慮使用時工人的操作舒適度和與周圍環(huán)境的躲避情況，預(yù)測零件4生產(chǎn)中可能遇到的問題，運用Marc仿真工具，加載各個約束參數(shù)對組件成形過程進(jìn)行模擬仿真，檢查表面與裂紋情況，根據(jù)輸出的點云數(shù)據(jù)及曲線修正和完善約束參數(shù)，同時可模擬在不同生產(chǎn)條件下的安全距離變化，確定零件4合理的生產(chǎn)過程，模擬橡皮囊成形過程中的速度與加速度變化，確定采用適當(dāng)?shù)哪M環(huán)境準(zhǔn)確設(shè)置橡皮囊成形過程中的工藝參數(shù)。
[0029]成形過程具體包括如下步驟:
[0030]I)首先按照二維展開數(shù)據(jù)集銑切零件4的展開外形，并檢查展開料的表面質(zhì)量，表面是否存在裂紋或者較大的凹坑，若表面質(zhì)量不合格不能進(jìn)行下一道的成形工序，以免后續(xù)出現(xiàn)裂紋。
[0031]2)利用第一型胎成形零件4上的兩個弧形彎邊，具將零件4置于第一型胎胎蓋1.2和第一型胎胎體I.I之間，利用第一型胎上的弧形型面11.3和橡皮囊液壓機(jī)配合成形零件4上的兩個弧形彎邊;成形時由于這兩個弧形彎邊都具有二次彎邊，橡皮囊成形可能會出現(xiàn)零件4彎邊不靠胎的情況，因此需按照模擬的參數(shù)設(shè)置橡皮囊液壓機(jī)的速度和加速度參數(shù)，盡量避免手工修整量，提高生產(chǎn)效率，改善零件4的表面質(zhì)量。
[0032]3)利用第二型胎完成零件4上5個直彎邊4.3的成形，利用第二型胎和芯子3完成零件4上4個凸邊孔4.4的成形;首先將零件4置于第二型胎胎蓋2.1和第二型胎胎體2.2之間，零件4上已成形的兩個弧形彎邊與第二型胎胎蓋2.1配合，利用第二型胎胎體2.2和橡皮囊液壓機(jī)配合成形零件4上的5個直彎邊4.3;利用芯子3配合第二型胎上通孔12.4和通孔112.5完成零件4上4個凸邊孔4.4的成形。
[0033]利用芯子3可以使短彎邊在液壓機(jī)上一次成形到位，減少了零件4的手工修整量，提高了生產(chǎn)效率，芯子3用于短彎邊凸邊孔4.4的增壓作用。按照凸邊孔4.4的形狀設(shè)計芯子3的形狀，以便在液壓成形的過程中增加壓力，使得凸邊孔4.4的凸邊靠胎。
[0034]成形時，按照模擬的參數(shù)設(shè)置橡皮囊液壓機(jī)的速度和加速度參數(shù)，第二型胎胎蓋2.1與第二型胎胎體2.2設(shè)置成分體式，第二型胎胎蓋2.1的形狀完全按照零件4上2個弧形彎邊的形狀進(jìn)行設(shè)計，以便2次彎邊不影響零件4的取出。
[0035]本發(fā)明目前應(yīng)用于多種型號飛機(jī)隔板零件4的裝配中，現(xiàn)場反饋使用情況良好，很多型號的飛機(jī)類似零件4的生產(chǎn)都在應(yīng)用這種帶有凸邊型芯的裝置來成形分布密集、形狀復(fù)雜的凸邊孔4.4，在不同的情況下都可以成形或者校形，充分滿足了現(xiàn)場的生產(chǎn)需求。
【主權(quán)項】
1.一種用于小高度凸邊零件的成形裝置，所述零件具有主體，主體的邊緣具有數(shù)條弧形彎邊，數(shù)條直彎邊，主體上具有數(shù)個凸邊孔，其特征在于，包括第一型胎、第二型胎和芯子； 所述第一型胎的外形與零件成形后的主體外形相匹配，即第一型胎的橫截面與零件主體相匹配;所述第一型胎的一側(cè)面為弧形型面I，所述弧形型面I的曲率與零件上弧形彎邊的曲率相匹配;所述第一型胎分為上下兩部分，分別第一型胎胎蓋和第一型胎胎體;成形時，零件主體位于第一型胎胎蓋和第一型胎胎體之間； 所述第二型胎具有第二型胎胎蓋和第二型胎胎體，所述第二型胎胎蓋的外形與零件主體的形狀相匹配，第二型胎胎蓋的一側(cè)面為弧形型面II，所述弧形型面II的曲率與零件上弧形彎邊的曲率相匹配;第二型胎胎蓋上設(shè)有數(shù)個通孔I，所述通孔I與零件的凸邊孔相匹配;所述第二型胎胎體上設(shè)有數(shù)個與通孔I相對應(yīng)的通孔II;成形時，零件主體位于第二型胎胎蓋和第二型胎胎體之間； 所述芯子的外徑與零件凸邊孔的孔徑相匹配，成形時，所述芯子通過與通孔I和通孔II的配合，加工零件上的凸邊孔。2.如權(quán)利要求1所述的一種用于小高度凸邊零件的成形裝置，其特征在于，所述第一型胎的一側(cè)面具有數(shù)個弧形型面I，數(shù)個弧形型面I分別與零件上的數(shù)條弧形彎邊相匹配。3.如權(quán)利要求1所述的一種用于小高度凸邊零件的成形裝置，其特征在于，第二型胎胎蓋的一側(cè)面具有數(shù)個弧形型面II，數(shù)個弧形型面II分別與零件上的數(shù)條弧形彎邊相匹配。4.如權(quán)利要求1所述的一種用于小高度凸邊零件的成形裝置，其特征在于，所述芯子的外形與凸邊孔形狀相匹配，即芯子橫截面的形狀與凸邊孔的孔型相匹配。5.—種用于小高度凸邊零件的成形方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求1-4所述的一種用于小高度凸邊零件的成形裝置，具體包括如下步驟: 1)按照二維展開數(shù)據(jù)集銑切零件的展開外形； 2)利用第一型胎成形零件上的兩個弧形彎邊，具將零件置于第一型胎胎蓋和第一型胎胎體之間，利用第一型胎上的弧形型面I和橡皮囊液壓機(jī)配合成形零件上的兩個弧形彎邊； 3)利用第二型胎完成零件上直彎邊的成形，利用第二型胎和芯子完成零件上凸邊孔的成形;首先將零件置于第二型胎胎蓋和第二型胎胎體之間，零件上已成形的弧形彎邊與第二型胎胎蓋配合，利用第二型胎胎體和橡皮囊液壓機(jī)配合成形零件上的直彎邊;利用芯子配合第二型胎上通孔I和通孔II完成零件上凸邊孔的成形。
【文檔編號】B21D35/00GK106001311SQ201610397565
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】劉娜, 杜建宇, 齊紅德
【申請人】沈陽飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司