[发明专利]一种用于飞机Z型材的一次拉弯成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及飞机金属型材拉弯成形领域，具体涉及一种用于飞机Z型材的一次拉弯成形方法。

背景技术

拉弯是指工件在弯曲的同时加以切向拉力，改变工件截面内的应力状态的一种型材弯曲工艺，相对于其它弯曲工艺有如下工艺特点：能成形空间结构复杂的型材零件；能成形屈强比大的型材弯曲零件；具有不同工艺方法相结合的综合成形特点；弯曲精度高，回弹小；具有柔性制造特点。

型材拉弯常用于成形各种大型、复杂截面、非对称、变曲率三维型材零件，因而，被广泛应用于航空航天、汽车、建筑、桥梁、电梯和火车等制造业。飞机上的缘条、机身前后段和发动机短舱的长桁等尺寸大、相对弯曲半径大的挤压型材、板弯型材弯曲件，这类零件组成飞机骨架的受力零件，直接影响到飞机的气动力外形，因而形状精度要求很高，生产中普遍采用拉弯成形的方法制造这类零件。汽车车身外金属饰条以及门窗框、流水檐和保险杠及中高档轿车的车身外金属饰条等均采用拉弯工艺成形。

C919飞机框缘类零件由Z形截面型材拉弯成形，由于受截面形状、弯曲半径、材料性能等的影响，通用二次拉弯成形过程中型材截面畸变、截面变窄和减薄严重，导致成形质量达不到要求；零件为变曲率外形，回弹控制困难，成形后手工校形量大。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种用于飞机Z型材的一次拉弯成形方法。

为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：

一种用于飞机Z型材的一次拉弯成形方法，其特征步骤如下：

第一步，采用解析计算或者数值模拟方法预测Z形截面型材拉弯回弹量，根据预测结果进行拉弯模具回弹补偿设计，并完成拉弯模具制造；

第二步，对待成形的Z形截面型材进行热处理，当达到新淬火状态后取出零件，等待成形；

第三步，设定拉弯机参数，所述的拉弯机参数设定为：摆臂速度为1.3度/秒，拉伸缸速度为0.4inch/s；紧贴力为3吨，预拉伸量为9mm，补拉伸量为60mm，拉弯过程中始终保持所设定的拉弯机参数；

第四步，一次拉弯成形，预拉伸，拉弯，补拉伸，缷载，第二步的热处理后的零件需要在30min内完成拉弯成形，否则需要放置于冰箱中等待成形；

第五步，精度测量并调整工艺参数后重复第四步操作，直到得到理想的零件外形。

一种上述方法的拉弯模具，包括上挡板、靠模、下挡板，靠模位于上挡板和下挡板之间，靠模的上表面与上挡板的下表面贴合，靠模的下表面与下挡板的上表面贴合，所述靠模和下挡板结构相似，在上挡板与靠模之间通过多个紧固螺栓的连接将型材件压紧，另外在上挡板、靠模和下挡板之间也通过多个紧固螺栓将所述上挡板、靠模和下挡板连接并固紧。

在靠模上还分别设有若干减轻孔、定位孔、吊装孔。

本发明的有益效果在于：全面提高了零件成形质量，大幅减少手工修校量，可以有效的节省成形时间，缩短了产品制造周期，降低成本，本发明中的模具结构简单易于制造，取材使用方便，制造成本低。

附图说明

图1为本发明方法所用的拉弯模具结构立体示意图，

图2为本发明方法所用的拉弯模具结构主视图，

图3为图2的A-A剖视图，

图4为典型型材拉弯成形原理过程示意图，

图5为临界截面应力分布，

图6为型材弯曲回弹前后几何尺寸比较，

图7为本发明拉弯成形方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

实施例：参见图1至图7。

一种用于飞机Z型材的一次拉弯成形方法，其特征步骤如下：

第一步，回弹补偿。提取型材截面形状、型材与模具的装配关系即相对位置关系、零件外形参数即模具引导线的曲率及长度特征、材料参数即材料的单拉应力应变曲线数据，或者拟合本构模型参数，硬化模型参数、所使用拉弯工艺参数包括拉弯过程的预拉伸量、补拉伸量以及成形条件包括摩擦条件，如摩擦系数，成形速度条件，加载条件，加载方式，边界条件后，采用解析计算或者数值模拟方法预测Z形截面型材拉弯回弹量,即相应拉弯成形条件下零件引导线回弹前后的偏差量，根据预测结果的偏差量反向修正，迭代计算，实现拉弯模具回弹补偿设计即根据修正后的引导线生成回弹补偿后的拉弯模具型面，并增加常规拉弯模具的工艺特征，如分块设计，辅助装置，得到拉弯用模具数模，并完成拉弯模具制造。