一种铝合金环形钣金零件组合制造模具及方法技术

本发明专利技术属于航空飞机铝合金钣金加工技术领域，涉及一种铝合金环形钣金零件组合制造模具及方法。本发明专利技术的模具包括旋压模、切边模、钻孔模和专用铣切夹具所述的制造方法采用旋压成形、冲压切边、钻孔和五坐标机床铣切四个工序进行，旋压成形使用专用的旋压模，冲压切边使用专用切边模，钻孔使用专用钻模，五坐标机床铣切成形使用专用的铣切夹具。本发明专利技术通过采用组合成形方法成形环形零件后，改善零件表面质量，避免了零件手工剪切外形带来的尺寸超差问题，通过此方法成形的零件，成形后贴合间隙小于0.5mm以及外形极限偏差小于正负0.5mm，加工一件环形零件的生产周期由4

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金环形钣金零件组合制造模具及方法


[0001]本专利技术属于航空飞机铝合金钣金加工
，涉及一种铝合金环形钣金零件组合制造模具及方法。

技术介绍

[0002]铝合金环形零件特点为带法兰的旋转体圆筒零件，安装在引射器端头部位，圆筒侧壁带有不规则的外形轮廓。零件材料使用1.5mm厚铝合金板材，加工过程中采用5000kN单动薄板冲压液压机对铝合金板料进行冲压拉深成形，由于零件外形尺寸所决定的拉深系数值超过了极限拉深系数，该零件不能一次拉深完成，需进行多次拉深成形，分三次拉深逐步减小筒径和增加侧壁高度，各次拉深中凸凹模圆角半径保持不变，多次拉深的环形零件直壁和法兰边上留有中间工序中弯曲和厚度局部变化的痕迹，难以满足零件表面粗糙度不大于Ra3.2的要求，拉深过程中法兰容易起皱，难以满足零件法兰平面度不大于0.5mm的要求，零件需要工人采用木锤进行修整校形至平面度不大于0.5mm，并使用砂纸打磨零件表面锤痕和拉深痕迹至表面粗糙度不大于Ra3.2，多次拉深成形后的零件需要按图纸尺寸手工划线切割不规则的外形轮廓，零件尺寸精度及形位精度偏差常大于1mm，造成尺寸超差，零件报废率高达30％，加工一件总时间需要4
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5小时，影响零件的加工效率。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的专利技术了一种铝合金环形钣金零件组合制造方法，所述的制造方法采用旋压成形、冲压切边、钻孔和五坐标机床铣切四个工序进行，旋压成形使用专用的旋压模，冲压切边使用专用切边模，钻孔使用专用钻模，五坐标机床铣切成形使用专用的铣切夹具。通过第一步旋压成形将零件的整体型面加工为带法兰的轴对称壳体零件，再通过第二步将轴对称壳体零件的法兰冲压切边出理论外形轮廓，第三步通过专用钻模钻出法兰上的3
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φ4.2mm孔，第四步以3
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φ4.2mm孔定位，使用五坐标数控机床铣切零件侧壁的理论外形轮廓，零件达到合格要求。
[0004]本专利技术的技术方案为：
[0005]一种铝合金环形钣金零件组合制造模具，包括旋压模、切边模、钻孔模和专用铣切夹具；
[0006]所述的旋压模包括模芯1和顶板2，旋压模可实现板料的旋压成形；将模芯1与顶板2安装在旋压机上，板料毛坯放在模芯1与顶板2之间，通过旋压机控制顶板2将板料毛坯与模芯1压紧，由旋压机带动模芯1、板料毛坯和顶板2一起旋转；同时利用旋压机滚轮的压力和进给运动，使板料毛坯的局部渐进变形，最终板料毛坯完全包覆在模芯1上，获得带法兰的轴对称壳体圆筒工件，以下简称为工件；
[0007]所述的切边模包括下模座3、阳模托板4、阳模座5、阳模6、卸料螺钉7、缓冲垫8、卸料板9、阴模10、上模座11、模柄12、螺纹顶杆13、顶件板14、导套15、导柱16和吊环17；
[0008]所述的切边模可实现对由旋压成形工序加工出的工件法兰进行冲压切边，在法兰
的边缘修切出耳片；耳片的外形轮廓在钻孔工序中用于工件的二次定位；切边模除缓冲垫8采用橡皮制造外，其余结构均采用金属材料制造；切边模的阳模6的底部外围与阳模座5固定连接；阳模座5底面和阳模托板4上均设置有销孔，阳模座5通过圆柱销与阳模托板4上表面配合固定；阳模托板4与下模座3的上表面固定连接；
[0009]阳模座5的上表面设置有缓冲垫8，缓冲垫8上表面设置有卸料板9；卸料板9的边缘设置有螺纹孔，缓冲垫8、阳模座5、阳模托板4的边缘，以及下模座3的底面均设置有通孔；卸料螺钉7由下至上依次穿过下模座3、阳模托板4、阳模座5和缓冲垫8的通孔后，末端与卸料板9通过螺纹连接；冲压时，缓冲垫8橡皮材质具有压缩反弹特性，始终将工件被切除的余料向上顶起，起到余料的卸料作用；冲压前，将工件放在阳模6内，工件的圆筒侧壁与阳模6内壁贴合；
[0010]上模座11的上表面和下表面分别与模柄12和阴模10固定连接；阴模10内的侧壁面上设置有凹槽；顶件板14设置在阴模10内，中央设置有螺纹孔；顶件板14能在阴模10内上下运动；上模座11和模柄12中央均设置有通孔，螺纹顶杆13上端的直径大于通孔的孔径，下端设置有螺纹，螺纹顶杆13依次穿过上模座11和模柄12的通孔后，末端与顶件板14的螺纹孔连接；
[0011]切边模工作时，冲床下行，固定在冲床上的模柄12带动上模座11、阴模10、螺纹顶杆13和顶件板14共同下行，模具开始闭模；在阴模10持续下行过程中，与阳模6发生相对运动，在阴模10与阳模6施加的剪切力作用下，对坯料的法兰部分进行剪切，在法兰的边缘修切出耳片，此时缓冲垫8被压缩，剪切掉的余料随卸料板9继续下行，工件上端边缘被阳模6顶着上行进入阴模10凹槽内，由于螺纹顶杆13能够沿上模座11和模柄12中央的通孔滑动，所以螺纹顶杆13、顶件板14也随工件上行，直至缓冲垫8无法继续被压缩，闭模结束；模具开模时，阴模10上行与阳模6分离，工件上端被卡在阴模10凹槽内随着阴模10上行，使用工具敲击螺纹顶杆13上表面，顶件板14会将工件从阴模10凹槽内冲出掉落，即可获得修切完成的工件；在下模座3两侧端面设置有吊环17，用于吊运工装；上模座11的下表面设置有导套15，下模座3的上表面设置有导柱16，闭模时，导柱16插入导套15内，沿导套15滑动，导套15与导柱16起到限位作用，防止闭模时上模座11与下模座3之间产生位移偏差；
[0012]所述的钻孔模包括胎体18、盖板19、定位板20、固定钻套21和定位销22；胎体18中央设置有通孔，用于容纳工件，工件的圆筒部分置于通孔内，工件的耳片搭在通孔上端边缘处；定位板20放置在胎体18的上表面上，定位板20中央镂空，镂空的形状轮廓，与工件在冲压切边工序中被修切出耳片的法兰边缘轮廓一致；盖板19置于定位板20的上表面上，盖板19上设置有固定钻套21，固定钻套21用于对工件的耳片钻孔；胎体18的上表面边缘处，以及盖板19和定位板20的边缘处均设置有销孔，定位销22设置在销孔内，作为合模时胎体18、盖板19和定位板20之间的定位基准；
[0013]所述的专用铣切夹具包括底座23、铣切夹具胎体24、工具销25和螺纹定位销26；铣切夹具胎体24的底部与底座23固定连接，底座23起稳定支撑作用，铣切夹具胎体24的上表面设置有销孔，工件带有耳片的一端与铣切夹具胎体24上表面贴合，工具销25穿过工件耳片的通孔后，插入铣切夹具胎体24的销孔中，工具销25用于工件与铣切夹具胎体24之间的定位；在工件底部预制一个通孔，螺纹定位销26上部的直径大于工件底部通孔的孔径，螺纹定位销26的下部穿过工件底部通孔后，底端与设置在铣切夹具胎体24上表面中央的螺纹孔
连接，通过拧紧螺纹定位销26将工件压紧在铣切夹具胎体24的上表面上；五坐标数控机床按铣切程序铣切工件侧壁的理论外形轮廓，工件加工完成。
[0014]进一步的，所述的模芯1使用钢材料，顶板2使用夹布胶木或聚氨酯材料，模芯1和顶板2的工装型面制造公差小于0.1mm；所述的板料毛坯与模芯1的贴胎间隙小于0.1mm；
[0015]所述的耳片的外形轮廓本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金环形钣金零件组合制造模具，其特征在于，所述的铝合金环形钣金零件组合制造模具包括旋压模、切边模、钻孔模和专用铣切夹具；所述的旋压模包括模芯(1)和顶板(2)，旋压模可实现板料的旋压成形；将模芯(1)与顶板(2)安装在旋压机上，板料毛坯放在模芯(1)与顶板(2)之间，通过旋压机控制顶板(2)将板料毛坯与模芯(1)压紧，由旋压机带动模芯(1)、板料毛坯和顶板(2)一起旋转；同时利用旋压机滚轮的压力和进给运动，使板料毛坯的局部渐进变形，最终板料毛坯完全包覆在模芯(1)上，获得带法兰的轴对称壳体圆筒工件，以下简称为工件；所述的切边模包括下模座(3)、阳模托板(4)、阳模座(5)、阳模(6)、卸料螺钉(7)、缓冲垫(8)、卸料板(9)、阴模(10)、上模座(11)、模柄(12)、螺纹顶杆(13)、顶件板(14)、导套(15)、导柱(16)和吊环(17)；所述的切边模可实现对由旋压成形工序加工出的工件法兰进行冲压切边，在法兰的边缘修切出耳片；耳片的外形轮廓在钻孔工序中用于工件的二次定位；切边模除缓冲垫(8)采用橡皮制造外，其余结构均采用金属材料制造；切边模的阳模(6)的底部外围与阳模座(5)固定连接；阳模座(5)底面和阳模托板(4)上均设置有销孔，阳模座(5)通过圆柱销与阳模托板(4)上表面配合固定；阳模托板(4)与下模座(3)的上表面固定连接；阳模座(5)的上表面设置有缓冲垫(8)，缓冲垫(8)上表面设置有卸料板(9)；卸料板(9)的边缘设置有螺纹孔，缓冲垫(8)、阳模座(5)、阳模托板(4)的边缘，以及下模座(3)的底面均设置有通孔；卸料螺钉(7)由下至上依次穿过下模座(3)、阳模托板(4)、阳模座(5)和缓冲垫(8)的通孔后，末端与卸料板(9)通过螺纹连接；冲压时，缓冲垫(8)橡皮材质具有压缩反弹特性，始终将工件被切除的余料向上顶起，起到余料的卸料作用；冲压前，将工件放在阳模(6)内，工件的圆筒侧壁与阳模(6)内壁贴合；上模座(11)的上表面和下表面分别与模柄(12)和阴模(10)固定连接；阴模(10)内的侧壁面上设置有凹槽；顶件板(14)设置在阴模(10)内，中央设置有螺纹孔；顶件板(14)能在阴模(10)内上下运动；上模座(11)和模柄(12)中央均设置有通孔，螺纹顶杆(13)上端的直径大于通孔的孔径，下端设置有螺纹，螺纹顶杆(13)依次穿过上模座(11)和模柄(12)的通孔后，末端与顶件板(14)的螺纹孔连接；切边模工作时，冲床下行，固定在冲床上的模柄(12)带动上模座(11)、阴模(10)、螺纹顶杆(13)和顶件板(14)共同下行，模具开始闭模；在阴模(10)持续下行过程中，与阳模(6)发生相对运动，在阴模(10)与阳模(6)施加的剪切力作用下，对坯料的法兰部分进行剪切，在法兰的边缘修切出耳片，此时缓冲垫(8)被压缩，剪切掉的余料随卸料板(9)继续下行，工件上端边缘被阳模(6)顶着上行进入阴模(10)凹槽内，由于螺纹顶杆(13)能够沿上模座(11)和模柄(12)中央的通孔滑动，所以螺纹顶杆(13)、顶件板(14)也随工件上行，直至缓冲垫(8)无法继续被压缩，闭模结束；模具开模时，阴模(10)上行与阳模(6)分离，工件上端被卡在阴模(10)凹槽内随着阴模(10)上行，使用工具敲击螺纹顶杆(13)上表面，顶件板(14)会将工件从阴模(10)凹槽内冲出掉落，即可获得修切完成的工件；在下模座(3)两侧端面设置有吊环(17)，用于吊运工装；上模座(11)的下表面设置有导套(15)，下模座(3)的上表面设置有导柱(16)，闭模时，导柱(16)插入导套(15)内，沿导套(15)滑动，导套(15)与导柱(16)起到限位作用，防止闭模时上模座(11)与下模座(3之间产生位移偏差；所述的钻孔模包括胎体(18)、盖板(19)、定位板(20)、固定钻套(21)和定位销(22)；胎
体(18)中央设置有通孔，用于容纳工件，工件的圆筒部分置于通孔内，工件的耳片搭在通孔上端边缘处；定位板(20)放置在胎体(18)的上表面上，定位板(20)中央镂空，镂空的形状轮廓，与工件在冲压切边工序中被修切出耳片的法兰边缘轮廓一致；盖板(19)置于定位板(20)的上表面上，盖板(19)上设置有固定钻套(21)，固定钻套(21)用于对工件的耳片钻孔；胎体(18)的上表面边缘处，以及盖板(19)和定位板(20)的边缘处均设置有销孔，定位销(22)设置在销孔内，作为合模时胎体(18)、盖板(19)和定位板(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李财正，李杰，吴华东，汪海峰，王慧，
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：