一种多深腔飞机薄壁零件的钣金成型方法技术

本发明专利技术公开了一种多深腔飞机薄壁零件的钣金成型方法，其特征在于，包括以下步骤：1）根据零件成型工艺方案，获得零件的三维数字模型，从而确定零件深腔的类型和标准深腔的尺寸；2）根据零件深腔的尺寸，分别制造球面拉深模具、深度拉深模具、整型拉深模具；3）使用球面拉深模具将待加工零件拉深成半球形，形成具有球面深腔零件；4）使用深度拉深模具继续对呈半球形的深腔进行深度拉深，使其达到标准深腔的深度，形成具有过渡尺寸深腔零件；5）使用整形拉深模具对过渡尺寸深腔整形拉深，最终形成具有标准深腔零件，同时进行保压，确保贴膜度。本发明专利技术能够提高零件加工效率、合格率和成形质量，实现该类零件高质、高效、低成本的深腔制造。

A sheet metal forming method for thin wall parts of aircraft with multiple deep cavities

【技术实现步骤摘要】
一种多深腔飞机薄壁零件的钣金成型方法
本专利技术涉及飞机零件加工
，具体是指一种多深腔飞机薄壁零件的钣金成型方法。
技术介绍
多深腔飞机薄壁零件主要与飞机外蒙皮贴合，用于支撑飞机外部蒙皮，因此其整体型面为弧形。零件整体底部为一个大型异向深腔，该深腔上分布多个封闭深腔与半封闭深腔，呈方形结构，底部R较小，结构复杂，成形困难，易产生起皱、破裂等缺陷。传统的加工工艺是采用多道次落压成形，中间穿插手工排皱，最终通过手工校正来达到技术要求。该工艺存在缺陷，成形过程中材料流动不均，易造成深腔底部R破裂及周边法兰严重起皱，零件贴模度差，需要后期大量手工校正，敲修、打磨严重，影响零件表面质量。同时，零件质量严重依赖于工人技能水平，状态不稳定。以上这些因素使得该类零件加工效率低、成本高、质量差，合格率长期维持在30%以下，难以满足生产需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种提高零件加工效率、合格率和成形质量，避免原落后成形工艺所带来的零件缺陷多、加工周期长、加工成本高等问题，实现该类零件高质、高效、低成本制造的多深腔飞机薄壁零件的钣金成型方法。本专利技术通过下述技术方案实现：一种多深腔飞机薄壁零件的钣金成型方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）根据零件成型工艺方案，获得零件的三维数字模型，从而确定零件深腔的类型和标准深腔的尺寸；（2）根据零件深腔的尺寸，分别制造球面拉深模具、深度拉深模具、整型拉深模具；（3）使用球面拉深模具将待加工零件需要加工成深腔的部位拉深成半球形，形成具有球面深腔的零件；（4）使用深度拉深模具继续对呈半球形的深腔进行深度拉深，使得深腔的深度达到标准深腔的深度，形成具有过渡尺寸深腔的零件；（5）使用整形拉深模具对过渡尺寸深腔进行整形拉深，最终形成具有标准深腔的零件，在进行拉深的同时，进行保压，确保零件贴膜度。本技术方案根据塑性成形体积不变原理，假设零件成形过程中材料厚度恒定，可将其简化为面积相等。通过计算深腔的面积将其转化成相等面积的球冠，得到过渡该过渡型面尺寸，根据计算数据制造球面拉深模具、深度拉深模具、整型拉深模具，实现先形成小深腔，再形成大深腔，最终整形得完整深腔零件，从而完整零件深腔的完整拉深过程。通过三步拉深过程，可以直接获得深腔形状完整的零件，避免深腔拉深过程中发生起皱，破裂的现象，无需手工后期矫正，零件成型表面质量高。为了更好地实现本专利技术的方法，进一步地，所述步骤（1）中，零件深腔的类型包括全封闭深腔和半封闭深腔，所述全封闭深腔在拉深时，需要模具对深腔部位进行全面覆盖，而所述半封闭深腔拉深时，其开口处无需模具对其深腔部位进行覆盖。为了更好地实现本专利技术的方法，进一步地，所述步骤（3）中，标准深腔的表面积与拉深成半球形深腔的球面面积的比值为1：1.02~1.08。为了更好地实现本专利技术的方法，进一步地，所述标准深腔的表面积与拉深成半球形深腔的球面面积的比值为1：1.04。为了更好地实现本专利技术的方法，进一步地，所述步骤（3）中，使用球面拉深模具拉深零件形成半球形深腔时，深腔球面成形压力为2.8×106N，深腔的压边力为1.9×106N，拉深速度为1mm/s。为了更好地实现本专利技术的方法，进一步地，所述步骤（4）中，使用深度拉深模具继续对呈半球形的深腔进行深度拉深形成过渡尺寸深腔时，深腔底面成形压力为8.5×106N，深腔的压边力为1.9×106N，拉深速度为1mm/s。为了更好地实现本专利技术的方法，进一步地，所述步骤（5）中，使用整形拉深模具对过渡尺寸深腔进行整形拉深形成具有标准深腔的零件时，深腔底面成形压力为4.0×106N，深腔的压边力为1.0×106N，拉深速度为1mm/s，且保压的时间为5s。为了更好地实现本专利技术的方法，进一步地，所述步骤（5）中，使用整形拉深模具对过渡尺寸深腔进行整形拉深形成具有标准深腔的零件时，在深腔底面和深腔上部边沿的弧面处均需要预留间隙进行零件躲避，所述预留间隙宽度为0.5~1mm。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：（1）本专利技术通过三步拉深形成零件深腔的过程，能够避免深腔拉深过程中发生起皱，破裂的现象，成品零件贴膜度差，无需手工后期矫正，不会影响零件表面成型质量；（2）本专利技术通过三步拉深形成零件深腔的过程，可以直接获得深腔形状完整的零件，无需依赖于工人技能水平，自动化程度高，状态稳定，提高了产品加工合格率；（3）本专利技术通过应用该成型工艺，将多深腔飞机薄壁零件的加工方式由手工成形为主转变为全流程设备加工的方式，实现了该类零件的高效、高质、低成本制造，满足了该类零件的批量生产需求。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其他特征、目的和优点将会变得更为明显：图1为本专利技术中深腔零件的三维数字模型示意图；图2为本专利技术中标准深腔的尺寸示意图；图3为本专利技术中具有球面深腔的零件结构图；图4为本专利技术中球面深腔的尺寸示意图；图5为本专利技术中具有过渡尺寸深腔的零件结构图；图6为本专利技术中全封闭深腔的过度尺寸示意图；图7为本专利技术中半封闭深腔的过度尺寸示意图；图8为本专利技术中进行深腔整形时零件躲避的缝隙放大图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制，本专利技术中的附图标有具体的尺寸，为了简洁附图，没有标出附图单位，具体实施例中默认所有的尺寸的单位均为mm，附图对尺寸的限定仅是为了更好地体现本专利技术的方法，方便理解本专利技术技术的意图，不能理解为本专利技术的限制。实施例1：本实施例的提供一种多深腔飞机薄壁零件的钣金成型方法，包括以下步骤：（1）根据零件成型工艺方案，获得零件的三维数字模型，从而确定零件深腔的类型和标准深腔的尺寸；具有深腔零件的三维数字模型如图1所示，标准深腔的尺寸，如图2所示；（2）根据零件深腔的尺寸，分别制造球面拉深模具、深度拉深模具、整型拉深模具；（3）使用球面拉深模具将待加工零件需要加工成深腔的部位拉深成半球形，形成具有球面深腔的零件；具有球面深腔的零件结构图，如图3所示，球面深腔的尺寸示意图，如图4所示；（4）使用深度拉深模具继续对呈半球形的深腔进行深度拉深，使得深腔的深度达到标准深腔的深度，形成具有过渡尺寸深腔的零件；具有过渡尺寸深腔的零件结构，如图5所示，过渡尺寸深腔的示意图，如图6，图7所示；（5）使用整形拉深模具对过渡尺寸深腔进行整形拉深，最终形成具有标准深腔的零件，在进行拉深的同时，进行保压，确保零件贴膜度。具体实施方式为，并使用球面拉深模具将待加工零件需要加工成深腔的部位加工成半球形，得到具有球面深腔的零件。在深度拉深模具中将球面深腔底部的边本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多深腔飞机薄壁零件的钣金成型方法，其特征在于，包括以下步骤：/n（1）根据零件成型工艺方案，获得零件的三维数字模型，从而确定零件深腔的类型和标准深腔的尺寸；/n（2）根据零件深腔的尺寸，分别制造球面拉深模具、深度拉深模具、整型拉深模具；/n（3）使用球面拉深模具将待加工零件需要加工成深腔的部位拉深成半球形，形成具有球面深腔的零件；/n（4）使用深度拉深模具继续对呈半球形的深腔进行深度拉深，使得深腔的深度达到标准深腔的深度，形成具有过渡尺寸深腔的零件；/n（5）使用整形拉深模具对过渡尺寸深腔进行整形拉深，最终形成具有标准深腔的零件，在进行拉深的同时，进行保压，确保零件贴膜度。/n

【技术特征摘要】
1.一种多深腔飞机薄壁零件的钣金成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）根据零件成型工艺方案，获得零件的三维数字模型，从而确定零件深腔的类型和标准深腔的尺寸；
（2）根据零件深腔的尺寸，分别制造球面拉深模具、深度拉深模具、整型拉深模具；
（3）使用球面拉深模具将待加工零件需要加工成深腔的部位拉深成半球形，形成具有球面深腔的零件；
（4）使用深度拉深模具继续对呈半球形的深腔进行深度拉深，使得深腔的深度达到标准深腔的深度，形成具有过渡尺寸深腔的零件；
（5）使用整形拉深模具对过渡尺寸深腔进行整形拉深，最终形成具有标准深腔的零件，在进行拉深的同时，进行保压，确保零件贴膜度。


2.根据权利要求1所述的一种多深腔飞机薄壁零件的钣金成型方法，其特征在于，所述步骤（1）中，零件深腔的类型包括全封闭深腔和半封闭深腔，所述全封闭深腔在拉深时，需要模具对深腔部位进行全面覆盖，而所述半封闭深腔拉深时，其开口处无需模具对其深腔部位进行覆盖。


3.根据权利要求1或2所述的一种多深腔飞机薄壁零件的钣金成型方法，其特征在于，所述步骤（3）中，标准深腔的表面积与拉深成半球形深腔的球面面积的比值为1：1.02~1.08。


4.根据权利要求3所述的一种多深腔飞机薄壁零件的钣金成型方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓军，董锦亮，门向南，邓涛，曾一畔，成靖，凌建兵，李炎，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51