[发明专利]一种阶梯型包角零件的成形方法

说明书

本发明提供了一种阶梯型包角类零件的成形方法，该方法通过利用阶梯型包角零件的结构特征反向构造工艺型面，多步骤的成形阶梯型包角零件，整个成形过程中包角零件法兰面与模具之间不产生相对移动，通过浅而深的拉延筋使得后续工序中包角零件的R角与模具之间不产生相对移动，进而可以成形出表面质量好、回弹小的具有小R角特征的包角类零件。

技术领域

本发明涉一种飞机舱门上的包角类零件的成形，尤其是具有小圆角特征的阶梯型包角类零件的成形方法。

背景技术

包角类零件多用于飞机登机门、货舱门的周圈部分，起到门框与机身部件的连接作用。包角类零件包覆在门框外表面，作为外观零件，对零件的表面质量要求较高，表面不允许有擦划伤。包角零件法兰面曲率变化较小，在法兰内缘进行第一次折弯形成法兰第一侧壁，折弯呈圆弧状，在包角零件台阶内缘处进行第二次折弯形成法兰第二侧壁，两次折弯的弯曲半径较小，通常折弯半径为0.8-2.5mm。由于零件的法兰面平缓、折弯半径较小，难以采用传统的拉深方式进行成形，零件成形最易出现的两种缺陷形式是法兰面的回弹及在折弯处的破裂。

目前在航空制造领域包角类零件的成形方式多采用落压或者分瓣成形，实用新型《一种客机舱门门包角零件的小圆角成形模具结构》(CN209094284U)提供了一种包角类零件的成形模具结构，该模具结构结合了主动式充液成形和橡皮囊的成形方式，该模具结构用于成形包角类零件的侧壁部分及法兰处的R角，但是该模具结构仅仅作为多个工序成形包角类零件中的一序，利用该模具结构无法成形出完整的包角类零件。专利《一种飞机门区阶梯形包角零件拉深成形方法》(CN109013926)提供一种阶梯型包角零件的成形方法及模具，其成形思路与(CN209094284U)相似，都是将单个或对称包角零件组合成一个封闭阶梯形环状体进行成形，可以实现一模4件，针对航空零件小批量的特点大大增加了模具的制造成本。CN109013926中通过压边圈与凹模合模的方式成形包角零件法兰，由于塑性变形区域小，在成形结束后法兰区域回弹较大，无法保证成形精度。同时由于零件带有两个阶梯，在成形的过程中悬空区较多，导致成形过程中悬空区有较多的起皱，且在底部圆角8处由于R角较小在拉深过程中易在零件表面产生压痕和划伤，影响零件的表面质量。同时由于拉深过程中防皱展开毛坯13中部开孔逐渐增大，如果侧壁高度较高则在防皱展开毛坯13的开孔处易产生严重的撕裂，因此在专利(CN109013926)中规定了产品侧壁最下部放边高度≤30mm，否则需要增加过渡模具减缓一次拉深材料变形量。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种阶梯型包角类零件的成形方法。

一种阶梯型包角零件的成形方法，已知该包角零件的设计模型，包角零件含有法兰面、台阶面、第一法兰侧壁和第二法兰侧壁，法兰面和第一法兰侧壁之间有第一过渡圆角，第一法兰侧壁与台阶面之间有第二过渡圆角，台阶面与第二法兰侧壁之间有第三过渡圆角，其特征在于包含以下内容：1)根据包角零件的设计模型构造工艺模型，该工艺模型将包角零件扩展为一个含有工艺面的型腔结构，将包角零件法兰面的外缘扩展为型腔结构的底面，将包角零件的第一法兰侧壁扩展为型腔前侧壁，将包角零件的台阶面和第二法兰侧壁扩展到工艺面上，型腔的底面与工艺面圆滑过渡；2)根据工艺模型成形包角零件的预成型件，该预成型件含有法兰面、型腔第一过渡圆角、型腔侧壁、型腔第二过渡圆角和工艺面，型腔第一过渡圆角与第一过渡圆角对应，型腔侧壁与第一法兰侧壁对应，型腔第二过渡圆角与第二过渡圆角对应，台阶面、第三过渡圆角和第二法兰侧壁展开在工艺面内；3)通过整形模具，将预成型件整形为包角零件的工序件，该工序件包含法兰面、第一过渡圆角、第一法兰侧壁和第二过渡圆角，台阶面、第三过渡圆角和第二法兰侧壁依然展开在工艺面内；4)通过成形模具，将包角零件的工序件成形为最终的包角零件，在工序件上成形台阶面、第二法兰侧壁以及台阶面与第二法兰侧壁之间的第三过渡圆角；5)最后将多余的工艺边切除即可完成包角零件的最终成形。

在工艺模型中，型腔的底面与型腔前侧壁之间的过渡圆角为第一过渡圆角半径的3-4倍，型腔前侧壁与工艺面之间的过渡圆角为第二过渡圆角半径的3-4倍。