[發明專利]凸凹多曲率類飛機蒙皮制件復合成形工藝

有效

• 申請號: 201610862099.5
• 申請日: 2016-09-29
• 公開（公告）號: CN106270155B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發明（設計）人: 張建民;陳樹來;張淳;郎利輝;張艷峰;孫鋼;桑悅誠
• 申請（專利權）人: 天津天鍛航空科技有限公司
• 主分類號: B21D35/00
• 分類號: B21D35/00;B21D37/10;B21D22/22;B21D26/031
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司12101
• 代理人: 李鳳

技術領域

本發明屬于鈑金件成形制造技術領域，特別是涉及一種凸凹多曲率類飛機蒙皮制件復合成形工藝。

背景技術

蒙皮拉伸成形是航空制造領域典型的板材成形方法，主要用于生產構成飛機氣動外形的大型蒙皮類制件，其工藝過程為：先將位于板材兩側的夾鉗將板材夾緊，然后通過夾鉗的包覆拉伸運動或拉形模具垂直向上頂升運動，使板材逐漸貼合到拉形模具表面并發生拉伸變形以得到最終的形狀。拉形工藝的特點是在板材彎曲的同時加切向拉力，使板材剖面內的應力趨于均勻一致并減小彎曲變形產生的彎矩，所以拉形工藝回彈較小，成形件精度較高，被廣泛用于對成形質量要求較高的飛機蒙皮類制件的制造中。

蒙皮拉伸成形屬薄板類成形，主要通過拉伸設備的鉗口對拉伸毛料施加拉力和彎矩的運動，使毛料與拉伸成形工裝的貼合面逐步擴展，并最終完全貼合的成形方法。蒙皮拉伸成形過程比其他類型的成形過程復雜的多，它涉及拉、彎、扭復合加載動作及其組合，并同時受到材料性能、材料變形趨勢、拉伸成型方式、設備運行參數等的影響。

在凸凹多曲率類飛機蒙皮制件時，多采用蒙拉成形、落壓成形、手工敲打制造或采用將制件一分為二(或分割為多個)等傳統成形工藝，避開凸凹難成形處的局部特征，然后再將兩個或多個成形制件通過焊接連接為圖紙所需形狀的凸凹多曲率蒙皮制件。采用傳統成形方式制作的凸凹多曲率蒙皮制件與通過復合成形整體加工的制件相比，其結構整體性較差，影響制件整體強度和剛度；同時需要額外增加連接框，加大了制件的定位難度，生產效率低、需耗費人工安裝等不必要的工時。

在加工凸凹多曲率類飛機蒙皮制件7時(如圖7所示)，由于制件具有凸凹多曲率特征，無法采用蒙拉工藝成形，也無法通過蒙拉過程中增加上壓模來成形。這時，就會考慮采用充液成形技術來成形制件，但如果僅通過充液成形工藝對于成形脊部特征需要很大的成形壓力，這就需要很大噸位的液壓設備，而且回彈問題也會比較突出，甚至在脊部成形過程中容易出現起皺等缺陷。

發明內容

本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種凸凹多曲率類飛機蒙皮制件復合成形工藝。

采用該工藝利用蒙皮拉形技術可以克服脊部回彈和起皺問題，對于凸凹多曲率類飛機蒙皮制件先通過蒙皮拉伸成形脊部特征，而對于兩側部位凸凹多曲率特征通過板材充液成形工藝成形，降低凸凹多曲率特征制件的成形難度，提高制件的成形精度、表面質量和制件結構剛性(整體性)。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：

凸凹多曲率類飛機蒙皮制件復合成形工藝，本工藝所涉及的成形工裝包括：上模板、凸模、凹模和密封圈，所述凹模內制有呈倒人字形的模腔并通過螺釘與上模板連接，所述凸模是由壓板和與壓板成一體的立筋構成，在凸模立筋的頭部制有與制件脊部相吻合的型面，所述凸模置于凹模的模腔內并通過定位銷與上模板固接，在凸模壓板與凹模相接觸部位設有密封圈；其特征在于：包括如下步驟：

S1、蒙拉成型，

(1)、首先將凸模與蒙皮拉伸機模具工作臺相連接，通過螺釘進行預緊，再將凸模型面擦干凈，涂抹上潤滑油；

(2)、下料，按照凸模寬度方向的尺寸設定板料寬度尺寸，設定的板料寬度尺寸與凸模寬度尺寸的寬度比為110-100，使板料長度保證在充液合模時大于凸模密封面的長度，同時要留出鉗口夾緊長度；

(3)、預調整蒙皮拉伸機的鉗頭角度、鉗口俯仰角度和托架旋轉角度，所述鉗頭角度為0-15°，所述鉗口俯仰角度為0-60°，所述托架旋轉角度為±15°；

(4)、安裝板料，先將板料放置在凸模上，將蒙皮拉伸機模具工作臺調整0-15°；

(5)、夾持板料，通過蒙皮拉伸機鉗頭的鉗口夾緊板料的兩端，調整凸模的上下或左右位置和角度，該角度是以蒙皮拉伸機模具工作臺的中心為旋轉中心，可水平方向成一定角度，以便保證鉗口在拉伸板料時，板料能夠完全覆蓋在凸模的型面部分；

(6)、終調整蒙皮拉伸機的鉗頭角度、鉗口俯仰角度和托架旋轉角度，所述鉗頭角度為5-10°，所述鉗口俯仰角度為10-30°，所述托架旋轉角度為±7°；

(7)、板料蒙拉預成形，通過蒙皮拉伸機的左拉伸缸和右拉伸缸對板料進行拉伸，使板料完全貼敷在凸模的型面上，同時還要保證板料留有一定的變形量；

(8)、對蒙拉預成形的板料進行熱處理；

(9)、板料蒙拉終成形，板料經熱處理后，需要對板料進行蒙拉終成形以保證制件能夠貼合在凸模型面上，并保證在充液合模后制件不會起皺；