[发明专利]一种飞机舱门钣金零件成型装置及成型方法

说明书

本发明公开了一种飞机舱门钣金零件成型装置及成型方法，将充液成型和刚性成型相结合，通过凹模设置液室，零件坯料放置在凹模法兰上，压边圈下行将零件坯料压住，随后凸模下行接触零件坯料上表面，在液室压力的作用下，凸模拉伸零件坯料下行进入凹模，坯料在凸模和液室压力的共同作用下发生塑性变形，大部分型面和台阶已在充液拉深阶段成型，其中型面小R区和零件回弹由凸模、凹模型面刚性挤压成型。本发明可有效提高飞机舱门零件整体成型质量和精度，大幅提高了零件的制造效率。

技术领域

本发明属于航空制造领域的板材塑性加工技术，具体涉及一种用于飞机舱门盆形底部带二次台阶薄壁钣金零件成型方法及成型模具。

背景技术

在航空制造领域，近年来随着对飞机在极端环境下的性能要求不断提高，越来越多的复杂薄壁钣金零件制造质量也被提高，进一步增加了该类零件制造难度，给制造水平带来了较大挑战。

飞机舱门钣金零件具有尺寸大、精度高、表面质量高、抗疲劳性高的特点，在飞机舱门钣金零件制造中，由于该舱门零件拉伸深度大，法兰处R角非常小(R仅为5mm)，且底部带有小R台阶，传统的拉伸工艺很难一次成型，且极易造成零件R区和二次台阶处破裂，同时成型工序复杂，模具数量投入较多，目前多采用落压工艺+手工辅助相结合的方法进行制造。落压工艺是成型飞机复杂钣金零件的传统方法，但该工艺在成型过程中手工修整工作量大，零件成型质量不易控制，零件反复遭受落锤冲击和人工敲打，零件表面和内部损伤严重，同时零件成型极易发生冷作硬化现象，为提高零件塑性变形需多次退火处理，工序繁琐且效率低，难以满足飞机的疲劳寿命要求和适应飞机钣金精确成型技术的发展趋势，如今落压工艺+手工辅助制造方式已被西方国家明文禁止，也被国内航空产业限制采用，因此急需寻找一种代替传统落压工艺+手工辅助的制造方法迫在眉睫。

发明内容

解决的技术问题

发明目的在于解决飞机舱门盆形底部带二次台阶薄壁钣金零件制造表面质量差、尺寸精度低、抗疲劳性差的问题，基于一种新工艺方法提高零件成型质量和效率。

技术方案

为了解决上述技术问题，本发明一方面提出了一种飞机舱门钣金零件成型装置，所述装置包括凸模、凹模、压边圈、液室、导向板；在凸模与凹模上均制出待成型零件贴合的型面，所述凹模底部设置有充液液室和注液孔，在凹模零件法兰区配有压边圈，凸模穿过压边圈并由导向板定位，导向板安装固定在凸模四周，其中，凹模安装在液压机床下工作台面，凸模安装在液压机床拉伸滑块上，压边圈安装在液压机床压边滑块上。

本发明另一方面还提出了一种飞机舱门钣金零件成型方法，将充液成型和刚性成型相结合，通过凹模设置液室实现；成型时，将待成型零件坯料放置在凹模法兰上，压边圈下行将零件坯料压住，随后凸模下行接触零件坯料上表面，在液室压力的作用下，凸模拉伸零件坯料下行进入凹模，坯料在凸模和液室压力的共同作用下发生塑性变形，大部分型面和台阶已在充液拉深阶段成型，其中型面小R区和零件回弹由凸模、凹模型面刚性挤压成型。

成型过程具体包括如下步骤：

步骤一、凹模安装在液压机床下工作台，凸模安装在液压机床拉伸滑块上，压边圈安装在液压机床压边滑块上，零件坯料放置在凹模上；

步骤二、压边圈下行至零件坯料上表面并压住零件坯料，凸模下行至接触零件坯料上表面；

步骤三、输入预定压边力，对凹模进行注水加压至预定值；

步骤四、保持压边力和液室压力，凸模继续下行拉伸零件坯料进入凹模型腔；

步骤五、凸模在距凹模贴合面5mm时，对液室进行泄压，同时凸模继续拉伸零件坯料至于凹模型面贴合；

步骤六、对凹模液室进行完全泄压并保持凸模一定时间的压合；

步骤七、打开模具取出成型完成的零件。