§6-1__橡皮成形.pptVIP

Design：宋斌 PAGE* 模 具 教 研 室 《飞机钣金成形原理与工艺》 §6-1 橡皮成形 * 飞机钣金成形原理与工艺 张家界航空工业职业技术学院 飞机钣金零件的主要特点是：品种多数量少，结构复杂，外廓尺寸大，刚度小以及质量要求高。 特色主要包括：使用适合某一类零件成形的专业设备，使用半模成形，使用简易模和通用模成形以及利用材料的热处理状态进行成形等。 在制造航空飞行器的框肋结构钣金件时，会遇到以下两种特殊问题： 一是框肋类零件结构复杂，通常是平面带弯边、变斜角、外缘为变曲率的复杂形状零件，并且零件上一般分布有减轻孔和加强埂。 二是框肋类钣金件的品种多、数量少，许多框肋钣金件在一架飞机上只用几件。 对于上述特殊问题在航空工厂中通常是用橡皮成形方法解决。 橡皮成形方法通常有两种： 一是橡皮囊成形法 ； 二是橡皮垫成形法。 图6-2 橡皮成形原理 (a)橡皮囊式压床的成形原理 (b)格林式橡皮压床的成影原理 1-压型模； 2-工作台； 1-压床下台面；2-工作台；3-压型模； 3-机床框架； 4-橡皮囊； 4-板料； 5-销钉； 6-压床上台面； 5-橡皮外胎； 6-板料 7-容框； 8-橡皮； 9-零件 原理：当橡皮承受高压时，它的行为特征如同液体。因此，当压力增高时，橡皮膜保持为模具的形状。 具体地讲：橡皮成形过程一般包括“成形与校形”两道工序。 “成形”是使板料压靠到压型模的侧壁上，所需的压力并不高。 “校形”是将成形中产生的皱褶和回弹消除掉，所需的压力很高。 (一)凸曲线弯边的橡皮成形 一、橡皮成形工艺 沿凸曲线轮廓弯边，又称压缩弯边，成形过程中弯边区毛料可能因收缩变形太大而起皱，情况和无压边圈的拉深成形相似。 典型的橡皮凸曲线弯边的成形过程是：“先允许起皱，然后再压平”。 1．成形过程 (1)压缩失稳和首次皱的形成阶段 成形时，橡皮首先压到压型模的上平面并向压型模的四周挤下，使板料悬空于压型模外的部分受压而折弯。板料沿凸曲线轮廓向下折弯时，材料在切向受到挤压。于是产生周向压应力与周向压应变。当周向压应力超过板材压缩起皱的极限应力时，弯边上将起皱。 当皱谷出现较宽的平台区之后，橡皮压力不断增大时，皱峰在逐渐压平和缩小过程中，使平台区又承受到愈来愈大的周向压应力。当该应力超过板的起皱极限后，于是发生第二次起皱现象，如图6-4(c)所示。 板材愈薄，弯边愈高，皱纹数量也愈大。 (2)二次皱的形成阶段 (3)皱的压平阶段 橡皮成形的消皱能力除与橡皮压力有关外，还取决于皱纹形状和大小，以及橡皮的硬度。 2．成形极限 (1)定义 凸弯边成形极限指有凸曲线弯边零件，在一次弯边成形过程中，弯边部分不产生皱褶的最大变形程度。通常用极限弯边系数表示。 (2)成形极限 极限弯边系数K的大小与板材种类、性能、状态、厚度、成形的单位压力、成形温度、橡皮硬度等有关。对于材料厚度为0.5～3.0mm，R在l000mm以下的凸曲线弯边零件，极限弯边系数见表6-1。当板料厚度较小或零件凸曲线半径较大时，采用表中较小的数值，反之取较大的数值。 需要指出的是：当零件的弯边系数较大时，为了提高一次成功率，减小手工工作量，提高零件的成形质量，除了提高机床的单位压力外，还必须对成形模的结构进行改进。 图6-9 防皱块和校形块 （a）橡皮成形 (b)增加橡皮对凸缘压力的“陷阱” (c)拉探圆棒 (d)斜楔 (e)绕桓板 (f)拉深环 凹曲线弯边件的板料外缘长度小于零件边缘长度，其成形机理与翻边成形相同．当橡皮成形凹曲线弯边零件时，弯边部分的材料处于两向拉伸状态，开裂的可能性很大，所以，其边缘制备要完善，弯边系数要控制在极限范围内。 凹曲线弯边成形极限是指有凹曲面的弯边零件，在弯边一次成形过程中，弯边部分不产生破裂的最大变形程度。通常用极限弯边系数来表示。 (二)凹曲线弯边的橡皮成形 凹曲线极限弯边系数与板料种类、性能、状态、厚度、成形的单位压力、毛料边缘的粗糙度及冷作硬化程度、弯边高度等有关。 例如，新淬火状态下的LYl2M和LC4M材料，当单位压力为7.5～40MPa时，极限弯边系数为15％～20％。在板料厚度小，或零件凹曲线半径较大时采用较小数值，反之取较大的数值。 为了提高框肋零件的刚度和减轻结构重量，这类零件的腹板常常有减轻孔和加强窝 。 (三)减