超长变曲率异形型材零件的加工模具及加工方法技术

本发明专利技术属于航空钣金成形技术领域,具体涉及一种超长变曲率异形型材零件的加工模具及加工方法，包括滚轮模具和敲修模模具；所述的滚轮模具包括上主动轮，下主动轮和从动轮；敲修模模具包括胎体，直角角材，筋板，套体外套，标准孔钻套，圆柱插销，螺钉，钻模组件，垂直式压紧夹具和吊环螺钉；超长变曲率异形型材零件成形的加工方法解决了各种尺寸不同规格的变曲率型材零件成形，保证零件在自然状态下外形的公差≤0.3

【技术实现步骤摘要】
超长变曲率异形型材零件的加工模具及加工方法


[0001]本专利技术属于航空钣金成形
，涉及超长变曲率异形型材零件的加工模具及加工方法。

技术介绍

[0002]机身和机翼的纵向构件长桁，受飞机气动外形影响，带有变曲率结构特性，此类零件特点是尺寸大、变曲率、外形窄长、截面尺寸小、壁厚不等，一般带有深度不等的下陷。滚弯成形是毛料在滚轴的作用力和摩擦力作用下，向前推进并产生弯曲变形的成形过程。多适用于大曲率半径，截面形状简单的型材零件，滚弯成形零件的曲率主要决定于两个下弯曲滚轮之间的水平中心距及上导轮与下弯曲滚轮的垂直中心距。优点是工艺装备简单易操作，需要制出不同截面形状和尺寸的滚轮，一般的异形型材零件都是等曲率对称截面结构，采用滚弯成形可以通过调整下弯曲滚轮之间的水平中心距，以及上滚轮与下弯曲滚轮间的垂直中心距实现等曲率型材零件的滚弯。超长尺寸变角度异形型材零件若采用等曲率滚弯成形，会发生异形型材横截面受材料应力释放导致的变形严重、形状扭曲，下陷位置下榻等问题，5米长的变曲率异形长桁零件加工制造，国内航空制造能力薄弱，需要探索适合5米长的变曲率异形长桁零件制造的成形方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决5米长的变曲率异形长桁零件加工制造，提出了一种航空变曲率异形型材零件的加工方法，有效抑制材料应力应变变量及变曲度表面截面畸变，该成形方法可用于制造各种长度的变曲率异形型材加工制造、以及在变曲率曲面上钻制φ2.4装配孔孔位精度
±
0.1
㎜
的制造方法。以典型的变曲率5米长Z型材为例。
[0004]本专利技术的技术方案如下：
[0005]超长变曲率异形型材零件的加工模具，包括滚轮模具和敲修模模具；
[0006]所述的滚轮模具包括上主动轮1，下主动轮2和从动轮3；敲修模模具包括胎体4，直角角材5，筋板6，套体外套7，标准孔钻套8，圆柱插销9，螺钉10垂直式压紧夹具12和吊环螺钉13；
[0007]上主动轮1呈凸台状圆柱形结构，上主动轮1内腔中间设置一个通孔，孔上带有一个导向键槽，用于上主动轮1与数控滚弯机上辊轴间导向安装，上主动轮 1安装在数控滚弯机的上辊轴上；
[0008]下主动轮2与上主动轮1配合使用，配合使用时，下主动轮2的凸台的下部圆柱上表面，与上主动轮1的凸台的下部圆柱上表面彼此相对但不贴合，下主动轮 2的上表面和下表面，分别与上主动轮1的下表面和上表面共面；下主动轮2呈凸台状圆柱形结构，下主动轮2内腔孔及导向键槽与上主动轮1尺寸结构一致，下主动轮2安装在数控滚弯机的下辊轴上，下主动轮2与上主动轮1间留有间隙，间隙值等于异形型材的截面尺寸；
[0009]从动轮3呈凸台状圆柱形结构，从动轮3内腔中间设置一个通孔，孔上带有一个导
向键槽，用于从动轮3与数控滚弯机从动辊轴间导向安装，从动轮3安装在数控滚弯机的从动辊轴上；
[0010]胎体4的外形结构与零件的外形形状一致，直角角材5形状为L形；筋板6焊接在直角角材5折弯处内侧正中间；直角角材5折弯内侧正面有通孔，在孔内安装套体外套7，套体外套7内设置有标准孔钻套8；直角角材5、筋板6，套体外套 7和标准孔钻套8通过焊接组合成钻模组件11，每个钻模组件11只能用于钻制一个孔，钻模组件11的直角角材5通过圆柱插销9定位安装于胎体4上，圆柱插销9 可以进行翻折，方便零件的安装与取下，钻模组件11数量由零件需要钻孔的孔数决定；直角角材5底面设置有螺纹孔，零件安装后，将钻模组件11翻转贴合零件，将螺钉10拧入螺纹孔内，拧紧螺钉10使钻模组件11与胎体4夹紧零件，钻模组件11能任意装卸；垂直式压紧夹具12用于压紧零件非钻孔边，使零件保持固定，垂直式压紧夹具12均匀分布焊接于胎体4的另一侧上部边缘；吊环螺钉13安装在胎体4的边角上，用于吊装胎体4。
[0011]进一步的，上主动轮1，下主动轮2和从动轮3都是碳素工具钢T10A材料。
[0012]进一步的，所述的胎体4选择HT300铸铁材料；直角角材5为钢制材料。
[0013]超长变曲率异形型材零件的加工模具进行零件加工的方法，包括以下步骤：
[0014]第一步：将滚轮模具中的所有滚轮安装于对应的辊轴上；启动设备，先将左、右侧辊轴分别向左、右移动，再将下辊轴向下移动，使各个辊轴之间分开一定距离；使用扳手，手动松动上辊轴固定板固定螺丝，只需保证螺丝松动，不必卸下螺丝，拆卸上辊轴固定板，固定螺丝保留在设备螺纹孔内，用钩形扳手松动外侧紧固轴套与上辊轴的螺纹连接，手动旋转外侧紧固轴套，将其从上辊轴的螺纹面上拆卸下来；分别将上主动轮1和外侧轴套沿键槽对应位置安装在上辊轴上，将上辊轴固定板装回，并手动拧紧固定螺钉将其固定；按照上主动轮1的安装方法分别安装下主动轮2、两个从动轮3；
[0015]第二步：调试数控型材滚弯机，调整滚轮间隙；将下主动轮2向上移动，与上主动轮1靠近，保证上主动轮1和下主动轮2上下间隙大于料厚，将试压型材毛料沿进料方向送进上主动轮1与下主动轮2之间，目视观察轴向间隙，以上主动轮1为基准，调整下主动轮2的轴向位置，利用扳手手动旋转内、外侧紧固轴套，直至上主动轮1与下主动轮2能够沿轴向夹住型材毛料，检查合理间隙值，利用扳手将内、外侧紧固轴套校紧；将从动轮3向上移动，与型材毛料表面接触，目测观察轴向间隙；以安装在上、下滚轮之间的型材毛料为基准，调整从动轮3的轴向位置，操作方法与调整下主动轮2轴向位置的方法相同；同时调整左、右从动轮3的水平高度，保证型材毛料被水平夹持；设定上主动轮1与下主动轮2的压力值，手动拉拽型材毛料，要求型材毛料不能移动；若能移动，则增加压力，直至型材毛料不能移动；输入上主动轮1与下主动轮2工作对合面的直径，设定运行线速度，根据型材毛料的移动情况和表面质量，微调上主动轮1、下主动轮 2和从动轮3的轴向位置，以及上主动轮1与下主动轮2的压力值，反复运行几次后，最终确定滚弯成形的初始状态；记录此时上、下辊轴和左、右侧的从动轮3 的位置坐标，以及压力值；
[0016]第三步：型材毛料滚弯成形；根据上主动轮1与下主动轮2的压力值、滚弯线速度、每次滚弯的变形量以及滚弯次数，编制滚弯成形运行程序，沿程序设定的初始滚弯方向将型材毛料送进；根据型材毛料发生扭转和侧向弯曲的情况，调整左、右侧从动轮3的位置，根据型材毛料的整体变形情况，适当减小送出方向侧从动轮3每次提高的距离；直至型材毛料
的滚弯曲率达到滚弯需要达到的曲率后，上主动轮1、下主动轮2和从动轮3停止转动，将滚弯后型材取出；
[0017]第四步：在敲修模上校正零件外形；将滚弯成形后的型材毛料放置在胎体4 上，校正零件外形；
[0018]第五步：钻制零件上的装配孔；按照定位线位置定位零件一侧端头，使用垂直式压紧夹具12逐个压紧零件一边；先用圆柱插销9定位钻模组件11，再用螺钉10锁死钻模组件11，逐个安装完后，用钻孔工具进行钻制装配孔，钻完装配孔后，卸载垂直式压紧夹具12，取出零件。
[0019]本专利技术的有益效果：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.超长变曲率异形型材零件的加工模具，其特征在于，包括滚轮模具和敲修模模具；所述的滚轮模具包括上主动轮(1)，下主动轮(2)和从动轮(3)；敲修模模具包括胎体(4)，直角角材(5)，筋板(6)，套体外套(7)，标准孔钻套(8)，圆柱插销(9)，螺钉(10)垂直式压紧夹具(12)和吊环螺钉(13)；上主动轮(1)呈凸台状圆柱形结构，上主动轮(1)内腔中间设置一个通孔，孔上带有一个导向键槽，用于上主动轮(1)与数控滚弯机上辊轴间导向安装，上主动轮(1)安装在数控滚弯机的上辊轴上；下主动轮(2)与上主动轮(1)配合使用，配合使用时，下主动轮(2)的凸台的下部圆柱上表面，与上主动轮(1)的凸台的下部圆柱上表面彼此相对但不贴合，下主动轮(2)的上表面和下表面，分别与上主动轮(1)的下表面和上表面共面；下主动轮(2)呈凸台状圆柱形结构，下主动轮(2)内腔孔及导向键槽与上主动轮(1)尺寸结构一致，下主动轮(2)安装在数控滚弯机的下辊轴上，下主动轮(2)与上主动轮(1)间留有间隙，间隙值等于异形型材的截面尺寸；从动轮(3)呈凸台状圆柱形结构，从动轮(3)内腔中间设置一个通孔，孔上带有一个导向键槽，用于从动轮(3)与数控滚弯机从动辊轴间导向安装，从动轮(3)安装在数控滚弯机的从动辊轴上；胎体(4)的外形结构与零件的外形形状一致，直角角材(5)形状为L形；筋板(6)焊接在直角角材(5)折弯处内侧正中间；直角角材(5)折弯内侧正面有通孔，在孔内安装套体外套(7)，套体外套(7)内设置有标准孔钻套(8)；直角角材(5)、筋板(6)，套体外套(7)和标准孔钻套(8)通过焊接组合成钻模组件(11)，每个钻模组件(11)只能用于钻制一个孔，钻模组件(11)的直角角材(5)通过圆柱插销(9)定位安装于胎体(4)上，圆柱插销(9)可以进行翻折，方便零件的安装与取下，钻模组件(11)数量由零件需要钻孔的孔数决定；直角角材(5)底面设置有螺纹孔，零件安装后，将钻模组件(11)翻转贴合零件，将螺钉(10)拧入螺纹孔内，拧紧螺钉(10)使钻模组件(11)与胎体(4)夹紧零件，钻模组件(11)能任意装卸；垂直式压紧夹具(12)用于压紧零件非钻孔边，使零件保持固定，垂直式压紧夹具(12)均匀分布焊接于胎体(4)的另一侧上部边缘；吊环螺钉(13)安装在胎体(4)的边角上，用于吊装胎体(4)。2.根据权利要求1所述的超长变曲率异形型材零件的加工模具，其特征在于，上主动轮(1)，下主动轮(2)和从动轮(3)都是碳素工具钢T10A材料。3.根据权利要求1所述的超长变曲率异形型材零件的加工模具，其特征在于，所述的胎体(4)选择HT300铸铁材料；直角角材(5)为钢制材料。4.采用权利要求1
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3任意一项所述的超长变曲率异形型材零件的加工模具进行零件加工的方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：将滚轮模具中的所有滚轮安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：金妍，崔丽，吴华东，汪海峰，苏德豪，
申请(专利权)人：沈阳飞机工业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：