[发明专利]一种凹曲面半圆弧状加强弯边钣金零件的橡皮成形方法

说明书

本申请公开了一种凹曲面半圆弧状加强弯边钣金零件的橡皮成形方法，含有一个成型模具，该模具含有底板、成型模、盖板和辅助垫块，成型模工作面外形与待成形钣金零件凹曲面外形一致，辅助垫块外形与成型模工作面外形相匹配、且高度低于成型模，将成型模和辅助垫块分别与底板连接，毛料固定其上，利用液压成形设备下压盖板，悬空的板料被橡皮压贴在成型模工作面以及辅助垫块上表面，形成一个内侧翻边为“L”型的过渡工艺件，将过渡工艺件放置在另一翻边成型模上，成形过渡工艺件的外侧翻边。

技术领域

本发明涉及飞机制造领域的钣金零件成形技术，具体是一种凹曲面半圆弧状加强弯边钣金零件的橡皮成形方法。

背景技术

随着航空航天科技的持续进步，对航空件提出了更高的要求，航空钣金件的复杂性、精密化成为近代飞机性能及质量提升的发展趋势。

新研飞机前缘组件分布着系列隔板零件。受安装环境限制，该系列零件内侧都设计有大曲率凹型弯边，兼顾设计强度需求，弯边截面形状为半圆弧型加强结构。

通常凹曲面弯边零件毛坯的轮廓长度小于成形后零件的轮廓长度，因此成形过程中弯边区域毛坯受到拉伸，容易产生裂纹。凹曲率越大、弯边越高，弯边开裂的可能性越大。在航空企业，通常将凹型曲率半径小于200mm的钣弯零件界定为大曲率凹弯边类零件。从设计结构上考虑，如伞钩状的半圆弧型加强弯边结构强度最优，连续双折弯加强弯边结构次之，最普遍的单折弯加强弯边结构强度最弱，成形难易程度亦是依次降低且相差悬殊。

针对这类特殊的大曲率、凹曲面半圆弧状加强弯边隔板零件，一直沿用着传统成形方法——手工成形，通过榔头频繁地敲击板料使其延展，逐次成形出“L”型弯边，再渐次成形出半圆弧状弯边。这项操作实际上是对钣金工放边技能的考验，完全依赖于工人的专业技术水平，稍有疏忽，就会有废品产生。大量地敲击使零件表面锤痕明显、工人劳动强度大、成形精度低，材料多出现冷作硬化、疲劳开裂趋势，内部残余应力对飞机安全可靠性造成一定威胁。

橡皮囊成形工艺操作便捷、机械化程度高、工装成本低、表面质量高，特别适合多品种小批量的产品生产。但是隔板零件大曲率、凹曲面半圆弧状弯边结构特征限制了其直接橡皮成形。凹曲线弯边成形极限是指弯边部分在一次弯边橡皮囊成形过程中，不产生破裂的最大变形程度。该类零件橡皮囊成形平均凹曲线弯边成形系数为53.8％，远远高于凹曲线弯边成形极限系数15％￣20％的规定，零件势必开裂。

为此针对外形曲率要求严格、成形中容易出现破裂的大曲率、伞钩状半圆弧型高放边的钣金零件来说，急需一种机械化精确加工方法控制零件一次变薄程度，实现零件高效成形。

发明内容

为了提高飞机凹曲面、半圆弧状加强弯边隔板零件的成形质量，减少手工放边量，解决直接橡皮囊成形弯边开裂缺陷，本发明的目的在于提供一种大曲率、凹曲面半圆弧状弯边结构钣金零件的橡皮成形方法和一种成型模具。

一种凹曲面半圆弧状弯边钣金零件的橡皮成形方法，含有一个成型模具，该模具含有底板、成型模、盖板和辅助垫块，成型模工作面外形与待成形钣金零件凹曲面外形一致，工作面截面为半圆弧状，所述的辅助垫块为外形与成型模工作面外形相匹配、且高度低于成型模的板状零件，成型模与辅助垫块固定在底板上，盖板覆盖在成型模上；辅助垫块的高度是以成型模的高度为基准，减去成形后钣金零件半圆弧型弯边高度的一半后，再降低3mm。使用过程为：

1、将成型模和辅助垫块分别与底板连接后，放置于液压机工作台上，将展开毛料通过销钉固定在成型模上表面上，按照销钉位置将盖板放置在展开毛料上；

2、利用液压成形设备下压盖板，悬空的板料被橡皮压贴在成型模工作面以及辅助垫块上表面，形成一个内侧翻边为“L”型的过渡工艺件；

3、取下辅助垫块，再次利用液压成形设备成形，过渡工艺件被压实包裹住成型模工作面；