[发明专利]一种飞机门区阶梯形包角零件拉深成形方法

摘要

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。

主权项

1.一种飞机门区阶梯形包角零件拉深成形方法，其特征在于包括如下步骤：/n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；/n步骤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；/n步骤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；/n步骤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；/n步骤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；/n步骤2：确定防皱展开毛坯尺寸和防皱工序件结构/n步骤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；/n步骤2－2：在理论展开毛坯外侧增加防皱余量L，L＝20～25mm，形成工序件的防皱展开毛坯，由防皱展开毛坯形成的工序件为防皱工序件；/n步骤3：加工成形模具/n成形模具含有凸模、凹模及压边圈，压边圈上设有与左、右包角件检验型胎销钉孔位置相协调的定位孔，且压边圈上还设有用于防皱展开毛坯定位成形的坯料外缘线，凹模和压边圈外轮廓尺寸一致，外轮廓尺寸与防皱展开毛坯外廓尺寸距离25mm－35mm，根据防皱工序件外形设计的凹模结构在钣金冲压成形有限元回弹补偿数值模拟环境下计算出凹模回弹补偿模面，输出可以识别的三维模型，作为凹模最终模型，同时根据凹模确定相应的凸模和压边圈结构，并加工出成形模具；/n步骤4：拉深成形前，将内部设有大孔的防皱展开毛坯双面贴敷塑料薄膜，将防皱展开毛坯依据压边圈的坯料外缘线放置到压边圈的上表面，毛坯内孔分别对正凸、凹模的中部空间；/n步骤5：启动拉深成形设备，凹模逐渐将防皱展开毛坯压实至压边圈，凹模和压边圈夹持着具有一定曲率的防皱展开毛坯法兰区域材料一起向下行进，当防皱展开毛坯大孔周围区域触及凸模上平面时，在凹模径向拉应力和压边圈切向拉应力下，毛坯中部开孔轮廓被迫增大，孔周围材料迅速向毛坯外缘流动，并逐渐包裹凸模，形成盆型底部和部分侧壁，成形完成；/n步骤6：成形结束后，防皱工序件贴合于凸、凹模型面，防皱工序件上印有压边圈上定位孔形状，按照左、右包角件检验型胎完成后续校形和切割工序，得到两组成形极限合格的左、右包角产品。/n