CN108817859A - 一种超宽蒙皮零件分段成形方法 - Google Patents

一种超宽蒙皮零件分段成形方法 Download PDF

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崔琳
张钊
韩艳彬
周健
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Xian Aircraft Industry Group Co Ltd
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
    • B64C1/06—Frames; Stringers; Longerons ; Fuselage sections
    • B64C1/12—Construction or attachment of skin panels

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Abstract

本发明提供了一种超宽蒙皮零件分段成形方法，沿蒙皮长度方向提取多个截面进行曲率分析，将蒙皮分为单曲率区域和双曲率区域，在双曲率区域两侧分别增加宽度作为拉伸成形区域，使用相应的工装进行拉伸，拉伸过程中蒙皮与拉伸模接触部分贴合的同时与拉伸模边缘保持相切，拉伸机钳口与拉伸过渡区保持平行。将零件未成形区域进行滚弯成形，由双曲率区域与单曲率区域之间交界处向外延伸作为滚弯成形的开始区域，由内向外完成滚弯成形。本发明充分利用拉伸过渡区，通过滚弯成形使过渡区成为零件的一部分，从而使材料利用率高达90-93％。

Description

一种超宽蒙皮零件分段成形方法
技术领域
本发明涉及一种在飞机制造技术领域，特别是对超宽蒙皮零件进行分段后，采用多种工艺方法组合成形的一种成形方法。
技术背景
飞机制造业中，随着飞机载重的增加，机身蒙皮的尺寸也逐渐变大。越来越多的机型中开始出现一种长度方向约3000mm，宽度方向超过2000mm的超宽蒙皮。市面上常用铝合金板材的宽度为2200mm。该类零件整体上常为双曲率蒙皮，中间部分双曲较大，两端部分横向曲率大，需采用拉伸成形的工艺方法。
现常用纵向拉伸的工艺方法来成形此类零件，但由于蒙皮宽度方向曲率较大，且展开后多呈梯形，在拉伸时窄端需要采用特制钳口进行拉伸，并且需要加长零件拉伸过渡区以消除钳口弯曲产生的褶皱。以某零件为例，蒙皮零件的尺寸为2750mm×2000mm，而纵向拉伸所需毛料尺寸为6000mm×2400mm，材料利用率仅为38.19％，浪费非常严重。若采用常规横向拉伸的工艺方法，所需毛料尺寸3100mm×2980mm，但这种板材市面上难以采购，且费用昂贵采购周期长。
发明内容
本发明提供了一种分段式的成形方法，是一种采用横向拉伸的成形方法对零件进行局部成形后，应用滚弯成形对零件其余部分进行补充加工的成形方法。
一种超宽蒙皮零件分段成形方法，包括以下步骤
1沿蒙皮长度方向提取多个截面进行曲率分析，得到不同截面的曲率分布段，根据曲率分布段的分布，将蒙皮分为单曲率区域和双曲率区域，单曲率区域划分的原则为：双曲率的划分原则为：式中A为截面最高点与零件两端点的所在直线的距离。L为截面上两端点之间距离；在双曲率区域基础上，两侧分别增加宽度为的单曲区域，作为拉伸成形区域，S为滚弯成形时下滚轮的中心距。
2将蒙皮的拉伸成形区域使用相应的工装进行拉伸，保证拉伸模圆角为R≥15mm，拉伸过程中蒙皮与拉伸模接触部分贴合的同时，拉伸过渡区与拉伸模边缘保持相切，拉伸机钳口与拉伸过渡区保持平行。
3将零件未成形区域进行滚弯成形，滚弯时，由双曲率区域与单曲率区域之间交界处向外延伸作为滚弯成形的开始区域，由内向外完成滚弯成形。
本发明的优点在于：
1.充分利用拉伸过渡区，通过滚弯成形使过渡区成为零件的一部分，从而节省材料，材料利用率高达90￣93％。
2.使用市面上常用板材即可成形大部分超宽蒙皮，节省零件制造费用。
附图说明
图1超宽蒙皮典型零件图
图2零件曲率分析示意图
图3零件长度方向截面示意图
图4拉伸成形过程示意图
图5滚弯成形过程示意图
图中编号说明：1.单曲率区域；2.双曲率区域；3.拉伸模；4.拉伸机钳口；5.拉伸过渡区；6.蒙皮与拉伸模与接触部分；7.上滚轴；8.下滚轴；9.开始区域；10.垫板。
具体实施方式
实施例一种超宽蒙皮组合成形方法
超宽蒙皮(图1)零件尺寸2750mm×2000mm，应用本发明方法成形零件所需毛料尺寸为3000mm×2200mm的常规铝板。采用本发明的方法如下：
1.沿蒙皮长度方向提取多个截面进行曲率分析(图2)，得到不同截面的曲率分布段。根据曲率分布段的分布，将蒙皮分为单曲率区域1，双曲率区域2。在划分区域时，在双曲率区域基础上，两侧分别增加宽度为的单曲率区域，作为拉伸成形区域，S为滚弯成形时下滚轮的中心距(图5)，以消除后续滚弯成形工序造成的直线段。
单曲率区域1划分的原则为：双曲率区域2的划分原则为：式中A为截面最高点与零件两端点所在直线的距离。L为截面上两端点之间距离(图3)。
2.将蒙皮的拉伸成形区域使用相应的工装进行拉伸，保证拉伸模3的圆角为R≥15mm。拉伸成形时，将毛料装夹到拉伸模3上，拉伸机钳口4将毛料加紧后，对零件进行拉伸，拉伸过程中保证蒙皮与拉伸模接触部分6贴合的同时，需使拉伸过渡区5与拉伸模3边缘保持相切，拉伸机钳口4与拉伸过渡区5保持平行。
3.将零件未成形区域7进行滚弯成形(图5)。通过调节上滚轴7与下滚轴8之间的距离，调整成形曲率。滚弯时，由双曲率区域与单曲率区域之间交界处向外延伸作为滚弯成形的开始区域9，由内向外加工，同时采用垫层板10的方法消除滚弯工艺产生的边缘直线段。滚弯成形后，将拉伸时钳口夹持部分及零件多余部分切除。
本发明是先对零件进行曲率分析，将蒙皮分成不同曲率段，然后将双曲率较大的型面拉伸成形，保留拉伸过渡区，再将过渡区及未成形的较小双曲率部分或单曲率部分进行滚弯成形。

Claims (1)

1.一种超宽蒙皮零件分段成形方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1沿蒙皮长度方向提取多个截面进行曲率分析，得到不同截面的曲率分布段，根据曲率分布段的分布，将蒙皮分为单曲率区域和双曲率区域，单曲率区域划分的原则为：双曲率的划分原则为：式中A为截面最高点与零件两端点的所在直线的距离。L为截面上两端点之间距离；在双曲率区域基础上，两侧分别增加宽度为的单曲区域，作为拉伸成形区域，S为滚弯成形时下滚轮的中心距；
步骤2将蒙皮的拉伸成形区域使用相应的工装进行拉伸，保证拉伸模圆角为R≥15mm，拉伸过程中蒙皮与拉伸模接触部分贴合的同时，拉伸过渡区与拉伸模边缘保持相切，拉伸机钳口与拉伸过渡区保持平行；
步骤3将零件未成形区域进行滚弯成形，滚弯时，由双曲率区域与单曲率区域之间交界处向外延伸作为滚弯成形的开始区域，由内向外完成滚弯成形。
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