一種用於飛機型材的柔性拉彎成形裝置製造方法
2023-09-15 20:41:15
一種用於飛機型材的柔性拉彎成形裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種用於飛機型材的柔性拉彎成形裝置,包括基座、柔性鋼條、離散調節單元。離散調節單元位於基座上，基座為矩形體結構,沿縱向平行設有多條T型安裝槽，多個離散調節單元與基座通過螺栓連接，兩柔性鋼條兩端通過螺栓固定在離散調節單元的前面，柔性鋼條的內側面與離散調節單元的成形塊表面配合。通過在各離散調節單元與型材零件之間添加柔性鋼條構成單向連續的模具型面，由於沿著型材拉伸方向模具型面連續，並且柔性鋼條具有較好的剛度和強度，從而消除了各離散調節單元之間的間隙，既提高了加工件的表面質量，又可保證成形精度。柔性拉彎成形裝置適用多種不同截面形狀的型材進行拉彎成形，應用面廣，實用性較強。
【專利說明】—種用於飛機型材的柔性拉彎成形裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬型材拉彎成形【技術領域】，具體是一種用於飛機型材的柔性拉彎成形裝置。
【背景技術】
[0002]型材零件應用於建築、機械製造、交通運輸及日常用品製造的各個領域時，考慮到結構力學、空氣動力學以及產品結構、產品外觀方面的要求，型材通常都需要彎曲成一定的弧度。例如，在飛機製造中，發動機短艙以及機身前後段的長桁作為組成飛機骨架的主要受力零件，直接影響飛機的氣動力外形，均都採用變曲率擠壓型材彎曲件。拉彎成形的原理是對型材施加切向拉力,通過改變內部中性層的位置,從而使型材發生彎曲。拉彎工藝對於屈服強度比較大的彎曲零件具有很好的成形效果，並且彎曲質量高、回彈量小。型材拉彎成形在飛機製造中得到了非常廣泛的應用，主要用於成形機身、隔框、肋條、發動機架的連接件，採用拉彎工藝可以使零件獲得合理的校形餘量，提高零件的製造精度，降低零件的製造成本。傳統的拉彎成形採用整體式模具，但對於多品種、小批量甚至是單件生產的零部件，短周期、低成本要求與大量的工作準備時間形成了極大的矛盾，傳統的實體模具缺點凸顯。在多點拉彎成形中，傳統模具形面被多個離散的基本體表面構成，通過調節基本體的位置和活動自由度，可實現不同拉彎形狀模具的快速調形與重複使用，降低生產成本，實現柔性製造。
[0003]針對柔性拉彎工藝問題，中國專利CN102240711A 「多點控制三維拉彎扭轉成形模具」公開了一種由模具底座和若干個控制單元組成的多點控制三維拉彎扭轉成形模具，每個控制單元均安裝在一個標準的獨立支架上，控制單元由支架、成形面滑塊、導向滑塊、垂直導軌、限位元件組成，成形模具可實現三維拉彎扭轉製件在垂直面方向的彎曲曲線的調整，從而實現三維拉彎扭轉件的空間三維曲線構型精確控制。但不足之處在於，型材直接與控制單元的成形面滑塊接觸，會造成各控制單元之間的間隙無法消除，無法改善各個離散控制單元中成形面滑塊工作面之間的凹陷間隙對工件形狀連續性的影響，會造成型材零件的腹板在間隙處出現明顯的凸凹不平，引起腹板面出現嚴重的不平整。因此，需要設計一種適合於飛機型材的柔性拉彎成形裝置，並且可以消除各控制單元之間的間隙，保證型材零件形狀的連續性，使得型材零件的腹板面較為平整。
【發明內容】
[0004]為克服現有柔性拉彎成形技術中各離散調節單元之間凹陷間隙對工件形狀連續性的影響，避免型材零件在間隙處出現明顯的凸凹不平，改善型材零件在間隙處的平整性的問題，本發明提出一種用於飛機型材的柔性拉彎成形裝置。通過在各離散調節單元與型材零件之間添加柔性鋼條構成單向連續的模具型面，由於沿著型材拉伸方向模具型面連續，並且柔性鋼條具有較好的剛度和強度，從而消除了各離散調節單元之間的間隙，改善各離散調節單元之間的間隙對工件形狀連續性的影響，既提高了加工件的表面質量，又可保證成形精度。
[0005]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:包括拉彎機夾頭，其特徵在於還包括離散調節單元、柔性鋼條、基座，離散調節單元固定在基座上面，柔性鋼條位於離散調節單元的前面，柔性鋼條內側面與離散調節單元形成的弧面配合，型材的兩端固定在拉彎機夾頭上，位於基座上離散調節單元的前面；
[0006]所述基座為矩形體，沿縱向平行設有多條T型安裝槽；
[0007]所述柔性鋼條為兩條，柔性鋼條兩端部內側有帶孔的耳片，用於柔性鋼條與離散調節單元上的成形塊固連；
[0008]所述離散調節單元包括底座、導向滑軌、導向滑塊、高度調節螺杆、蓋板、成形塊、成形塊後板，底座為T型結構，導向滑軌位於底座前面兩側通過螺栓固連，導向滑軌與底座前側形成T型槽，導向滑塊兩側有凸塊與導向滑軌配合，蓋板位於底座上方，且與底座通過螺栓固連，高度調節螺杆一端穿過蓋板上凸臺螺孔與導向滑塊的上凸塊固連，高度調節螺杆另一端端部為方型結構，用於調節導向滑塊的高度位置；所述成形塊前側面為圓弧形面，中間橫向開有弧形凹槽，成形塊的上下端面有螺孔，成形塊後板位於導向滑塊與成形塊之間，成形塊後板側面的雙耳與導向滑塊前凸塊通過螺栓連接，且成形塊後板以螺栓為轉軸相對導向滑塊轉動，成形塊後板另一側面的凸臺與成形塊後側面中心方槽配合。
[0009]所述離散調節單元為多個。
[0010]所述柔性鋼條形成弧長與離散調節單元所構成離散圓弧面長l_2mm。
[0011]有益效果
[0012]本發明提出的用於飛機型材的柔性拉彎成形裝置，通過柔性拉彎裝置代替傳統的整體式拉彎模具，通過調節離散調節單元的位置，實現不同拉彎形狀模具的快速調形與重複使用，降低了生產成本，提高了生產效率，實現柔性製造，同時，本發明柔性拉彎成形裝置的成形塊可根據零件截面特徵進行更換，可針對多種不同截面形狀的型材進行拉彎成形，適用面較廣，實用性較強。
[0013]本發明通過在多個離散調節單元與型材零件之間添加柔性鋼條構成單向連續的模具型面；由於沿著型材拉伸方向模具型面連續，並且柔性鋼條具有較好的剛度和強度，從而消除了各離散調節單元之間的間隙，改善各離散調節單元之間的間隙對工件形狀連續性的影響，既提高了加工件的表面質量，又可保證成形精度。本發明柔性拉彎成形裝置結構簡單、方便實用、易於加工製造。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]下面結合附圖和實施方式對本發明一種用於飛機型材的柔性拉彎成形裝置作進一步詳細說明。
[0015]圖1為本發明柔性拉彎成形裝置結構示意圖。
[0016]圖2為本發明柔性拉彎成形裝置主視圖。
[0017]圖3為本發明柔性拉彎成形裝置的離散調節單元軸測圖。
[0018]圖4為本發明柔性拉彎成形裝置的離散調節單元主視圖。
[0019]圖5為本發明柔性拉彎成形裝置的離散調節單元俯視圖。
[0020]圖6為本發明柔性拉彎成形裝置的離散調節單元的各零件連接示意圖。
[0021]圖7為本發明的離散調節單元的高度調節螺杆與成形塊連接位置示意圖。
[0022]圖8為本發明的離散調節單元的底座結構示意圖。
[0023]圖9為本發明的離散調節單元的底座側視圖。
[0024]圖10為本發明柔性拉彎成形裝置的柔性鋼條示意圖。
[0025]圖中:
[0026]1.拉彎機夾頭2.型材3.離散調節單元4.柔性鋼條5.基座6.導向滑軌7.蓋板8.高度調節螺杆9.底座10.導向滑塊11.成形塊12.成形塊後板
【具體實施方式】
[0027]本實施例是一種用於飛機型材的柔性拉彎成形裝置。
[0028]參閱圖1?圖10，本實施例中，柔性拉彎成形裝置用於T型截面的鋁合金型材柔性拉彎成形。柔性拉彎成形裝置由拉彎機夾頭I和離散調節單元3、柔性鋼條4、基座5組成；基座5為矩形體固定不動，基座5上沿縱向平行設置有多條T型安裝槽，離散調節單元3通過螺栓緊固在基座5上。柔性鋼條4安裝在離散調節單元3的前部，柔性鋼條4內側面與離散調節單元3的成形塊11形成的弧面配合。拉彎機夾頭I固定在型材2的兩端，型材位於基座5上離散調節單元3的前部。柔性鋼條4為兩條，每條柔性鋼條4兩端部內側有帶孔的耳片，用於柔性鋼條4與離散調節單元3上的成形塊11固定連接；由於採用柔性鋼條4，使得沿著型材2拉伸方向離散調節單元3構成的模具型面變得連續，消除了各離散調節單元3之間的間隙，改善各離散調節單元3之間的間隙對工件形狀連續性的影響。離散調節單元3的數量根據具體要成形的零件的長度及成形精度決定。
[0029]本實施例中，離散調節單元3由底座9、導向滑軌6、導向滑塊10、高度調節螺杆8、蓋板7、成形塊11、成形塊後板12組成；底座9為T型結構，兩塊導向滑軌6安裝在底座前部兩側通過螺栓固定連接，導向滑軌6與底座9前側形成T型凹槽，導向滑塊10的兩側有凸塊與導向滑軌6配合。蓋板7安裝在底座9的上面與底座9通過螺栓固定連接，高度調節螺杆8 —端穿過蓋板7上凸臺螺孔與導向滑塊10的上凸塊固定連接，高度調節螺杆8另一端端部為方形結構，用於調節導向滑塊10的高度位置。成形塊11前側面為圓弧形面，中間橫向開有弧形凹槽，成形塊11的上端面、下端面各有一螺孔，用於與柔性鋼條4兩端的固定安裝。成形塊後板12安裝在導向滑塊10與成形塊11之間，成形塊後板12側面的雙耳與導向滑塊10前凸塊通過螺栓連接，而且成形塊後板12以螺栓為轉軸相對導向滑塊10轉動，成形塊後板12另一側面的凸臺與成形塊11後側面中心方槽配合，防止成形塊11在拉彎過程中發生轉動。成形塊11用於特定截面形狀型材的拉彎成形，成形塊11的圓弧面與柔性鋼條4的內側面貼合，成形塊11尺寸根據具體的零件而定，根據零件截面特徵更換成形塊11。
[0030]本實施例中，基座5的厚度為70mm，基座5沿縱向平行設有多條用於安裝離散調節單元3的T型槽，槽的間距比離散調節單元3的寬度多出l_2mm，保證離散調節單元3沿槽的方向可順利移動。離散調節單元3的底座9的底部有一個導向凸塊，導向凸塊寬度尺寸與基座5的T型槽尺寸一致，離散調節單元3沿基座5的T型槽做直線滑動。柔性鋼條4為長條形，柔性鋼條4的寬度由所要成形的T型截面型材2尺寸決定，在長度方向上，柔性鋼條4形成的弧長與離散調節單元3所構成離散圓弧面長l_2mm。
[0031]本實施例柔性拉彎成形裝置進行拉彎成形時，具體步驟如下:
[0032]第一步，拉彎成形裝置的調形；根據目標零件形狀特徵得到拉彎成形所需的零件內型面，對所得到的型面進行離散處理，分割成若干段，每一段對應一個離散調節單元，離散調節單元的數量根據具體要成形的零件的長度及成形精度決定。根據得到的模具型面離散段位置信息確定離散調節單元的位置，將離散調節單元移動至確定位置後，緊固底座上的T型槽螺栓，完成離散調節單元的調整。用扳手調節高度調節螺杆，使得導向滑塊所在的高度位置適中，並保證每個離散調節單元的導向滑塊所在的高度一致，安裝合適的成形塊和柔性鋼條。
[0033]第二步，零件拉彎成形過程；啟動拉彎機，用拉彎機夾頭夾緊待成形零件，設定拉彎機預拉伸量、補拉伸量及拉伸缸速度參數，在拉彎過程中始終保持所設定的拉彎機參數不變。進行型材預拉伸過程，當型材預拉伸量達到設定的預拉量後，進行零件的拉彎操作，拉彎操作結束後進行補拉伸過程，直到型材補拉伸量達到設定的補拉量後進行卸載。
[0034]第三步，零件成形精度檢測；拉彎過程結束，拆卸零件，採用樣板或數位化形狀檢測設備進行零件成形精度檢測。若形狀偏差在允許範圍內，此得到的離散調節單元所構成的成形型面即為目標零件的成形型面，重複第二步進行批量生產；若型材形狀與目標形狀有較大的形狀偏差時，根據形狀偏差的大小和方向，對拉彎成形裝置的成形塊型面進行位移調整，通過整體前後移動離散調節單元完成，然後再次成形，重新進行零件成形精度檢測，直至到得到的零件形狀偏差在允許範圍內，此時得到的離散調節單元所構成的成形型面即為目標零件的成形型面，重複第二步進行批量生產。
【權利要求】
1.一種用於飛機型材的柔性拉彎成形裝置，包括拉彎機夾頭，其特徵在於:還包括離散調節單元、柔性鋼條、基座，離散調節單元固定在基座上面，柔性鋼條位於離散調節單元的前面，柔性鋼條內側面與離散調節單元形成的弧面配合，型材的兩端固定在拉彎機夾頭上，位於基座上離散調節單元的前面； 所述基座為矩形體，沿縱向平行設有多條T型安裝槽； 所述柔性鋼條為兩條，柔性鋼條兩端部內側有帶孔的耳片，用於柔性鋼條與離散調節單元上的成形塊固連； 所述離散調節單元包括底座、導向滑軌、導向滑塊、高度調節螺杆、蓋板、成形塊、成形塊後板，底座為T型結構，導向滑軌位於底座前面兩側通過螺栓固連，導向滑軌與底座前側形成T型槽，導向滑塊兩側有凸塊與導向滑軌配合，蓋板位於底座上方，且與底座通過螺栓固連，高度調節螺杆一端穿過蓋板上凸臺螺孔與導向滑塊的上凸塊固連，高度調節螺杆另一端端部為方形結構，用於調節導向滑塊的高度位置；所述成形塊前側面為圓弧形面，中間橫向開有弧形凹槽，成形塊的上下端面有螺孔，成形塊後板位於導向滑塊與成形塊之間，成形塊後板側面的雙耳與導向滑塊前凸塊通過螺栓連接，且成形塊後板以螺栓為轉軸相對導向滑塊轉動，成形塊後板另一側面的凸臺與成形塊後側面中心方槽配合。
2.根據權利要求1所述的用於飛機型材的柔性拉彎成形裝置，其特徵在於:所述離散調節單元為多個。
3.根據權利要求1所述的用於飛機型材的柔性拉彎成形裝置，其特徵在於:所述柔性鋼條形成弧長與離散調節單元所構成離散圓弧面長l_2mm。
【文檔編號】B21D7/04GK104226751SQ201410369508
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月30日 優先權日:2014年7月30日
【發明者】王永軍, 孫寶龍, 劉天驕 申請人:西北工業大學