[发明专利]一种多环绕深筋结构薄壁加强面板零件的橡皮成形方法

说明书

本发明公开了一种多环绕深筋结构薄壁加强面板零件的橡皮成形方法，包括以下步骤：制作加强面板零件的橡皮成形模具；制作展开毛坯；首次橡皮液压成形；二次橡皮液压成形；橡皮液压校形；修切外形。本发明中的成型模具采用支撑压板结构，促使四周材料向内进行有益补充，使周圈材料原本单向拉伸变形，优化为双向压缩变形方式，解决了深筋加强面板成形开裂难题。成形模具的安装与操作方法简捷方便，支撑压板材质不限，优选可加工塑料等轻质材料，易加工，制造成本低，容易推广实现。

技术领域

本发明涉及飞机制造领域的钣金零件成形技术，具体是一种用于形状各异、间距不等、内部开孔、多环绕、深型腔加强筋薄壁钣金零件的橡皮成形方法及成形模具。

背景技术

飞机机体上广泛分布着一种蜂窝夹芯胶接结构，以实现较轻重量、较大强度、较小变形的机翼翼面应用功能。蜂窝夹芯表面敷有一层板制加强面板零件，胶接于飞机内、外蒙皮之间，巩固、加强着整机板制壳体。为了适应机翼外形曲率变化，解决板制加强件弱刚性的材料缺陷，零件上设计有多个凸凹相间、方圆并构、不同深度、不同间距的筋槽结构。

加强面板材料厚度薄(通常选用材料厚度不超过δ1.0mm的铝合金)，筋槽深度大(通常深度20mm～30mm)，每个零件上都设置有多个环绕加强筋，每个环状加强筋内部都设有一个与之外形对应的开孔。环绕的深筋结构限制了成形过程四周材料向内部进行有益的补给，致使筋槽附近材料单纯依靠材料自身的拉伸来填充20多毫米的筋深，若相邻筋槽间隔较近还会出现类似抢料现象，材料极易变薄超差，甚至出现疲劳、开裂现象。为此，该类型零件一直沿用着边压边边撤垫板的传统渐进成形工艺——落压成形，同时连续穿插大量的手工校平、手工切割工作量。

落压成形由于噪声污染大，手工修整工作量大，成形质量不易控制，成形后的产品表面质量不稳定，成形零件表面和内部损伤严重，生产效率低，对原材料浪费率高等缺陷越来越不适应现役飞机的高质量需求。且落压成形固有缺陷起皱、变薄、回弹、死皱、开裂等现象在薄壁加强面板的制造过程中都有体现，经落压成形的加强面板理论外形面无法保证与蜂窝胶接表面高精度贴合要求，该类零件的成形质量和表面质量一直困扰着生产。针对外形曲率要求严格、成形中容易出现失稳起皱、疲劳开裂的多环绕深筋结构加强面板零件，急需一种机械化精确加工方法实现零件高效成形。

发明内容

为了解决薄壁加强面板系列零件落压成形失稳开裂、成形极限小、成形精度低、成形质量及材料变形不易控制难题，提高产品生产效率，本发明的目的在于提供一种多环绕深筋结构薄壁加强面板零件的橡皮成形方法。

一种多环绕深筋结构薄壁加强面板零件的橡皮成形方法，包括以下步骤：

步骤1制作加强面板零件的橡皮成形模具，成形模具包括成形凸模、成形凹模和支撑压板；

成形凸模是一个与待成形加强面板零件匹配的板状模块，成形凸模的上表面为工作面，其与待成形加强面板零件上的加强筋凹陷内型面相匹配，成形凸模的工作高度h等于加强面板零件上加强筋的设计高度H减去加强面板零件的材料厚度δ，当加强面板零件上加强筋设计高度H超过20mm时，成形凸模的工作高度h以待成形加强面板零件内型面为基准加深1mm-2mm，即成形凸模的工作高度成形凸模上画有加强面板零件的展开毛坯线以及定位耳片线，同时设置有成形修整用的三个定位孔。成形凹模为一个与成形凸模外轮廓保持一致的板状模块，成形凹模的上表面为工作面，其与待成形加强面板零件上加强筋凸起外型面相匹配，成形凹模上画有加强面板最终的零件外轮廓线以及内部减轻孔孔位线，并设置有与成形凸模相匹配的展开毛坯线、定位耳片线以及三个定位孔。