[发明专利]一种飞机门区阶梯形包角零件拉深成形方法

说明书

本发明提供了一种飞机门区阶梯形包角零件拉深成形方法，该方法针对阶梯形门包角的特殊对称结构构造了一个底部设孔的工序件，在防皱展开毛坯内部设有大孔，理论展开毛坯运用通用仿真软件计算，利用成形模具完成工件成形。该方法防皱余量取制方法简单，较好的的保证零件成形后的材料厚度在公差允许的范围之内。解决了盆形复杂件拉深成形中危险断面易裂缺陷，提高了零件拉深极限。该方法通用性强，可借鉴飞机不同门包角结构件的成形，产品质量稳定、对操作者技术水平依赖低。

技术领域

本发明涉及飞机制造领域的一种钣金零件成形技术，具体是一种用于变曲率、阶梯状门区外露包角零件的成形方法及成形模具，尤其适用于材料薄、不锈钢板制零件的拉深成形。

背景技术

包角钣弯件广泛分布于飞机货舱门、登机门、服务门等门框拐角区域，外缘大法兰贴合与机身蒙皮，零件通过两次连续弯折包裹住机加门体相应门拐角。为保证与门体配合紧密，台阶式的折弯半径较小(通常为R1.5mm－R2.5mm)，下部大放边曲率变化较急，沿机身航向，包角零件整体曲率逐渐变大，更增添了零件成形难度。该类零件为了实现轻量级高强度耐磨功能，多采用较薄不锈钢板材。不锈钢成形结束回弹大，而外露包角表面质量要求较高，与机加门体及蒙皮的夹层贴合精度要求高，特殊的外形结构限制了包角零件的成形方法。

目前加工方式有两种。一种是落压成形。落压成形工艺是一种半机械化、半手工、渐次成形复杂立体钣金零件的传统方法，成形过程中需要适当地加垫层板以控制落锤锤头的行程和压边力，经过落锤多次锤击，穿插大量辅助加工，才能使零件逐渐成形。变薄、裂纹以及皱纹叠死是包角零件落压成形的常见缺陷。由于落压工艺在成形过程中噪声污染大，工作环境恶劣，制作模具的主要重金属材料对人体危害极大，成形质量不易控制，成形零件表面和内部损伤严重，且手工修整工作量大，对毛料浪费量大，该工艺逐渐在被淘汰。其二为分段手工成形，就是在产品设计允许的前提下，将包角零件分为两或三段，降低零件成形难度，最终通过焊接或搭接实现整体零件使用功能。该加工方法的弊端增大了多个变曲率零件的装配修配量，增大了制造工装和修配工装的成本，降低了外露包角装饰性的使用功能。

发明内容

为了降低工人手工成形量，提高包角零件成形极限，解决具有变曲率、大法兰、多转折、小半径、高放边等多个外形特征的包角零件在成形过程中法兰外缘起皱、放边变薄破裂等缺陷，本发明的目的在于提供一种飞机门区阶梯形包角零件整体拉深成形方法，提高零件的机械化加工能力。

一种飞机门区阶梯形包角零件拉深成形方法，包括如下步骤：

1：以机身每个门框左、右包角件为基体，构造盆形的工序件

1－1：将一组左、右包角件对合成一个半环状桶体，左、右包角件之间光顺过渡，半环状桶体及其对称件再次组合成一个封闭阶梯形环状体，半环状桶体及其对称件之间光顺过渡；

1－2：沿阶梯形环状体旋转轴方向增大最下部侧壁高度，以侧壁最低点向下增大2－3mm建立与旋转轴垂直的法向平面，切割经加长的阶梯形环状体，得到底部平齐的修正环状体；

1－3：提取修正环状体底部轮廓线，沿与旋转轴垂直的法平面方向封闭修正环状体底部，并增加底部圆角过渡，得到一个盆形件，底部圆角半径R的大小取决于包角零件材料牌号和材料厚度δ，成形钢制材料底部圆角半径R≥5*δ，成形铝合金材料底部圆角半径R≥8*δ；

1－4：在盆形件底部开孔，孔边缘形状与盆形件底部轮廓线相似，孔边缘到盆形件底部轮廓距离d＝R+(3～5)mm，d的大小主要由底部圆角半径R来决定；

2：确定防皱展开毛坯尺寸和防皱工序件结构

2－1：将构造好的工序件三维模型导入钣金冲压成形有限元数值模拟环境，利用坯料反算功能计算变曲率，得到工序件的理论展开毛坯形状，为一个内部设有开孔的平面结构；