一种蒙皮拉形模具及其拉形方法技术

本发明专利技术公开了一种拉形模具，特别是一种钛合金蒙皮拉形模具，属于钛合金双曲率钣金零件成形技术领域；该装置包括固定于拉形装置上的凸模机构和固定于拉形装置上能够上下移动的凹模机构，该凸模机构和凹模机构具有适配的曲面以保证凸模与凹模局部间隙均匀一致，从而确保材料在成形时流动均匀一致；本发明专利技术解决了传统钛合金双曲率蒙皮类零件加工困难的问题，利用钛合金材料的特性，采用热成形的方式实现蒙皮类零件的拉形工艺，有效规避传统技术采用冲压方式出现严重起皱、型面不贴模的问题，解决了航天航空钛合金蒙皮类零件的加工难题。

A skin drawing die and its drawing method

The invention discloses a stretching tool, in particular to a titanium alloy skin stretch forming die, belonging to the titanium alloy double curvature sheet metal parts forming technology field; the device comprises a convex body fixed with the pull shaped device and fixed on the pull shaped device to move up and down the die mechanism, the punch and the mechanism the concave die mechanism has a surface adapted to ensure the punch and die clearance of local uniform, so as to ensure the material in forming uniform flow; the invention solves skin parts processing difficulties of traditional titanium alloy double curvature, using properties of titanium alloy material, the hot forming ways of stretching process parts of the skin, effectively avoid the traditional technology used in stamping severe wrinkling, surface mold sticking problem, solve the problem of machining of aerospace titanium alloy skin parts.

【技术实现步骤摘要】
一种蒙皮拉形模具及其拉形方法
本专利技术涉及一种拉形模具和拉形方法，特别是一种蒙皮拉形模具及其拉形方法，属于钛合金蒙皮拉形

技术介绍
钛合金材料具有强度高、重量轻、耐腐蚀等特点，在航空领域被大量应用。由于钛合金板材在高温下才具有较好的塑性，常温下的外形不一改变，所以对钛合金板材，尤其是蒙皮类零件拉形要求更高，而钛合金蒙皮拉形工艺在目前的技术上一直为一个难题，从加工效率，成型件的精度都达不到较优的状态。在飞机蒙皮的设计上，飞机蒙皮是指包围在飞机骨架结构外且用粘接剂或铆钉固定于骨架上，形成飞机气动力外形的维形构件。飞机蒙皮与骨架所构成的蒙皮结构具有较大承载力及刚度，而自重却很轻，起到承受和传递气动载荷的作用。蒙皮承受空气动力作用后将作用力传递到相连的机身机翼骨架上，受力复杂，加之蒙皮直接与外界接触，所以不仅要求蒙皮材料强度高、塑性好，还要求表面光滑，有较高的抗蚀能力。结合上述要求和钛合金材料自身的特性，需要一种拉形效果好，拉形后的蒙皮零件不会出现严重的减薄点，有效的保证钛合金蒙皮拉形效果以及生产效率的拉形工艺以及拉形模具。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种解决目前钛合金蒙皮类零件成形出现严重起皱和不贴模的问题，蒙皮材料装配精度高，拉形效果好，拉形后蒙皮零件质量好、精度高的拉形工艺和拉形模具。本专利技术采用的技术方案如下：一种蒙皮拉形模具，包括固定于拉形装置上的凸模机构和固定于拉形装置上能够上下移动的凹模机构，该凸模机构和凹模机构具有适配的曲面以保证凸模与凹模局部间隙均匀一致，从而确保材料在成形时流动均匀一致。具体的，该装置拉形位于650℃-700℃的环境温度下进行拉形。本专利技术的一种蒙皮拉形模具，在结构设计上采用凹模下移的方式进行拉形，该方式采用与常规技术不同的时利用凹模的移动拉形，借助钛合金蒙皮材料在高温的情况下塑性好，易成形，有效的提升蒙皮类零件尤其是飞机外壳的蒙皮零件的精度，该拉形模具中，一次成形，不仅解决了钛合金的加工难度，同时保证加工精度。另外，本是专利技术是将蒙皮待加工件装配于凹模上，并利用凹模的移动，蒙皮待加工件逐步的贴合在凸模上，该方式能够避免蒙皮材料出现薄点的问题。传统工艺中，凸模带动蒙皮待加工件上移过程中，蒙皮材料与凸模的接触点处始终受力，并且需要凹模与凸模配合挤压进一步成形，拉形过程中不利于蒙皮类零件整体厚度的均匀效果。该设计中，处于该问题的考虑，利用不同的方式结合高温的环境使蒙皮待加工件很好的贴合在凸模上，而在凸模与凹模配合的过程中是为了保证蒙皮材料的表面光滑度，同时避免出现皱纹的情况，更是避免拉形过程中蒙皮待加工件拉裂的问题。本专利技术的一种蒙皮拉形模具，所述凸模机构包括可拆固定连接在拉形装置上的底板和设置于底板上的凸模，该凸模在拉形装置的作用力下具有可上下移动的位移量。该方式的设计为了配合凹模机构下移，在配合的过程中，凹模机构下移到一定位置时，在作用力下，凸模可上移，从而确保蒙皮待加工件的拉形效果。利用凸模的小距离移动保证蒙皮待加工件上受力更加均匀，有效保证蒙皮类零件的质量。进一步的，所述底板上设置有多根固定连接的导向柱，凸模上设置有与导向柱配合的导向孔，在拉形装置的作用力下凸模通过导向孔沿导向柱可向上移动。该方式能够进一步的保证蒙皮待加工件的加工精度，有利于待加工件的进一步成形。进一步的，所述底板上开设有多个可以贯穿拉形装置顶杆的顶杆孔，凹模机构下压过程中拉形装置顶杆通过顶杆孔顶住凸模，使凸模与板料接触。借助顶杆和顶杆孔的配合，在凹模机构下压的过程中，顶杆能够使凸模微量上移。进一步的，所述底板还设置有吊环螺钉。本专利技术的一种蒙皮拉形模具，所述凹模机构包括具有与凸模机构匹配的曲面的凹模，该凹模设置有用于夹持蒙皮待加工件的压板机构。进一步的，所述压板机构包括多块压板，该压板通过连接件将蒙皮待加工件固定在凹模上，使蒙皮待加工件固定装配于压板与凹模之间。进一步的，所述压板包括装配于凹模底部端面的第一压板和第二压板，以及装配于凹模下部并靠近底部端面的第三压板和第四压板，该压板通过螺栓装配蒙皮待加工件于压板与凹模之间。利用压板的方式进行装配蒙皮待加工件，将待加工件预先加工装配孔，通过压板，螺钉和装配孔进行装配，确保蒙皮类零件的加工精度。进一步的，所述凹模和凸模为拱形结构，该凹模两侧侧壁上开设多个有装配槽，该装配槽底部所在侧壁通过螺栓分别与第一压板和第二压板固定连接。该结构使蒙皮待加工件的装配效果更加。进一步的，所述第一压板和第二压板的两端部上设置有用于凹模与凸模装配前后找正的端部压板，该端部压板与第一压板以及第二压板之间为可拆连接。确保拉形的效果和精度。本专利技术的一种蒙皮拉形模具采用凹模结构下压的方式进行拉形，解决了传统钛合金蒙皮类零件加工的困难。在传统技术上，目前已经有作为优化的方案，而优化后的方案主要利用凸模上移，借助压边圈装配蒙皮待加工件。在拉形工艺中，优化后的方案在实际操作中，需要凸模结构和凹模结构压合匹配后才能够使蒙皮待加工件成形，该设计方式蒙皮类文件往往会出现非常薄弱的点。本设计中，利用凹模装配蒙皮类待加工件并带动向下移动，在一定问温度下，钛合金蒙皮材料可塑性较好，易变形。而在凹模下移时，蒙皮材料随着凸模机构的形状由凸模顶部想两侧逐步贴合，在凹模机构移动到一定位置时，凸模机构在顶杆的作用下想上移动，从而实现拉形。该设计方式处于蒙皮类零件薄壁厚度均匀上进行考虑，另外，采用该设计有效保证在拉形工艺中，钛合金蒙皮材料受力更加均衡，并且，有效规避在成形过程中蒙皮材料受力点不变的问题。本专利技术的一种蒙皮拉形模具的拉形方法，包括以下步骤：a、装配蒙皮待加工件，将蒙皮待加工件装配于可上下移动的凹模机构上；b、凸模机构的装配，将凸模装配与底板上，使底板上加工有用于导向的导向柱，并使凸模上加工与导向柱配合的导向孔，装配时，将导向柱与导向孔配合；c、装模，将板料装夹于凹模与压板之间，通过螺栓连接，在底板上放置多个第一等高块，将凹模放置于第一等高块上，利用第一等高块以使蒙皮待加工件下部端面与凸模顶点之间存在间隙；d、将装模完成的模具放置于热成型炉中，将凹模装夹于拉形装置中可上下移动的上平台上，将拉形装置上的顶杆贯穿底板并与凸模底部接触，采用设置在第一压板和第二压板端部的压板，找正凹模与凸模的前后间隙，再将凹模和底板分别固定在热成型炉的上下平台上，设备上平台向上移动，将凹模抬起，取下第一等高块；e、装配完成后，在底板与凹模机构之间设置第二等高块，关闭炉腔并且升温，是炉腔内的温度到达目标温度；f、下压凹模，直到凹模机构与第二等高块接触，此时顶杆通过底板上的顶杆孔，顶起凸模与凹模机构闭合，实现产品最终成形。进一步的，所述蒙皮待加工件的材料为TC1-M，厚度为0.5mm。进一步的，所述蒙皮待加工件的毛料采用激光切割的方式下料。进一步的，所述凹模机构包括凹模、固定于凹模与底板相向的底部端面上的第一压板和第二压板以及固定在凹模底部并靠近底部端面上的第三压板和第四压板，该压板分别通过螺钉固定连接在凹模上，并且将蒙皮待加工件装配于压板与凹模之间。进一步的，所述凹模侧壁上加工有多个装配槽，该装配槽底部所在侧壁开设有通孔，并通过螺钉与第一压板以及第二压板装配。进一步的，所述步骤d中，还包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蒙皮拉形模具，其特征在于：包括固定于拉形装置上的凸模机构和固定于拉形装置上能够上下移动的凹模机构，该凸模机构和凹模机构具有适配的曲面以保证凸模与凹模局部间隙均匀一致，从而确保材料在成形时流动均匀一致。

【技术特征摘要】
1.一种蒙皮拉形模具，其特征在于：包括固定于拉形装置上的凸模机构和固定于拉形装置上能够上下移动的凹模机构，该凸模机构和凹模机构具有适配的曲面以保证凸模与凹模局部间隙均匀一致，从而确保材料在成形时流动均匀一致。2.如权利要求1所述的一种蒙皮拉形模具，其特征在于：所述凸模机构包括可拆固定连接在拉形装置上的底板（3）和设置于底板上的凸模（1），该凸模（1）在拉形装置的作用力下具有可上下移动的位移量。3.如权利要求2所述的一种蒙皮拉形模具，其特征在于：所述底板（3）上设置有多根固定连接的导向柱（4），凸模（1）上设置有与导向柱配合的导向孔，在拉形装置的作用力下凸模通过导向孔沿导向柱可向上移动。4.如权利要求2所述的一种蒙皮拉形模具，其特征在于：所述底板（3）上开设有多个可以贯穿拉形装置顶杆的顶杆孔（10），凹模机构下压过程中拉形装置顶杆通过顶杆孔顶住凸模，使凸模板料接触。5.如权利要求1所述的一种蒙皮拉形模具，其特征在于：所述凹模机构包括具有与凸模机构匹配的曲面的凹模（2），该凹模（2）设置有用于夹持蒙皮待加工件的压板机构。6.如权利要求5所述的一种蒙皮拉形模具，其特征在于：所述压板机构包括多块压板，该压板通过连接件将蒙皮待加工件固定在凹模上，使蒙皮待加工件固定装配于压板与凹模之间。7.如权利要求6所述的一种蒙皮拉形模具，其特征在于：所述压板包括装配于凹模底部端面的第一压板（6）和第二压板（8），以及装配于凹模下部并靠近底部端面的第三压板（5）和第四压板（7），该压板通过螺栓装配蒙皮待加工件于压板与凹模之间，该凹模（2）两侧侧壁上开设多个有装配槽（9），该装配槽（9）底部所在侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：方园，周超，张宇，
申请(专利权)人：四川明日宇航工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51