[发明专利]一种飞机用蒙皮部分的成形模具

说明书

技术领域

本发明属于金属压力加工技术领域，特别是涉及一种飞机用蒙皮部分的成形模具。

背景技术

蒙皮是构成飞机气动外形的重要关键零件，由于蒙皮直接和气流接触、飞行中直接参加受力和传力，因此蒙皮零件的制造不光有外形准确和机械性能指标的要求，也有表面质量的严格要求。蒙皮零件主要根据零件形状、大小、材料、厚度等因素，主要成形工艺方法包括落压成形、闸压成形、滚弯成形、拉形成形以及传统的拉深成形等。

传统落压工艺成形薄蒙皮，用常规的凸、凹上下模成形，其成形工艺流程：下料-去毛刺-淬火-落压成形-金属模校形-剪切余料。此工艺方法加工的零件表面质量难以达到设计要求，零件制造中存在以下缺点：压制零件易回弹，落压后校形非常困难，零件收缩性差，形成的皱褶无法消除；落压后零件表面质量和外形准确度较差；落压零件受力不均匀极易使板料失稳，从而出现鼓动和翘曲变形。

近几十年里，充液成形技术得到迅速发展。充液成形是指采用液态物质作为传力介质代替刚性的凸模或者凹模，使坯料在传力介质作用下贴合凸模或凹模而成形，同时在凸模与坯料表面之间产生流体润滑，减少有害的摩擦阻力，从而使板材的成形极限极大地提高，可以得到高质量的工件。将充液成形技术应用于飞机蒙皮零件成形制造中，能够有效解决复杂曲面蒙皮件成形质量问题。现在的被动式充液成形是采用凹模为完全的液室结构，虽然能有效降低减薄率。但是对于复杂薄壁曲面蒙皮，由于凹模圆角入口处不像传统拉深有“刚性约束”作用，容易使坯料发生悬空而引起起皱，而且缺陷难以控制。

由此可见，对于飞机用蒙皮的制造，常规的成形方法都存着这一定的局限性，例如：

1、若采用传统的落压工艺来成形蒙皮，则零件易回弹，落压后校形非常困难，落压后零件表面质量和外形准确度较差，落压零件受力不均匀极易使板料失稳，从而出现鼓动和翘曲变形。

2、若采用橡皮囊蒙皮成形工艺，虽然只需要半模成形，但是橡皮囊成形后零件易回弹，而且回弹量不易控制，给零件的成形精度带来了很大影响。

3、若采用纵向拉形成形工艺，则比较适合大型蒙皮零件成形，然而，较大的拉伸变形量常常使蒙皮表面出现滑移线或粗晶而造成蒙皮报废，影响了蒙皮的表面质量和外形精确度。

4、若采用传统的拉深成形工艺，则对于深腔件蒙皮零件会带来工序复杂、工步繁多等问题。而且，材料的冷拉深比不大，成形后回弹较大，需要增加校形工序来解决。

5、若采用一般充液成形工艺，则凹模采用完全液室结构，能提高材料成形极限，有效降低减薄率。但是，对于复杂薄壁曲面蒙皮零件，易在悬空处引起起皱，不易控制。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种产品成形性能好、工序少、成形精度高的飞机用蒙皮部分的成形模具。

具体地，该飞机用蒙皮部分的成形模具包括：压紧块、凸模、凹模、压边圈和压板。

更具体地，压紧块大致成方形，压紧块包括从其上表面向上凸伸的、用于与第一加压源相连的模柄，凸模包括直壁部分和成形部分，压紧块可拆卸地固定到凸模的直壁部分上以使得模柄、压紧块和凸模的纵向轴线对齐；凹模具有用于容纳坯料和液体的空腔，空腔至少由与凸模的直壁部分相适配的第一环形壁、从第一环形壁向下延伸的与凸模的成形部分相适配的第二环形壁以及从第二环形壁向下延伸的第三环形壁限定，凹模还具有与空腔流体连通的排液孔和进液孔；压边圈包括上压边圈和下压边圈，其中，下压边圈大致成板状，在纵向上可滑动地定位在凹模上，其具有与凸模的直壁部分相适配的上下贯通的第二中空部分以及与第二中空部分连通并与压紧块相适配的、在纵向方向上用于定位压紧块的定位槽；上压边圈可拆卸地固定在下压边圈上，其成板状，具有上下贯通的第一中空部分，上压边圈用于与第二加压源可拆卸地连接以使当压紧块和凸模在第一加压源的作用下依次从第一中空部分和第二中空部分穿过并以凸模的成形部分对凹模的空腔内的坯料进行成形时第二加压源将上压边圈和下压边圈压置在凹模上。

该模具装配后大致成长方体箱体结构。压紧块的下部大致为方体结构，方体结构下面有凹槽，用于将凸模上部插入后间隙配合导向。压紧块上部具有模柄，模柄与第一加压源相连，其中，该第一加压源为液压机主缸。压紧块和凸模通过四个竖直方向的沉头孔螺栓相连接，其中，螺栓孔在压紧块的部分为通孔，螺纹部分设置在凸模中。