淺談飛機(jī)制動(dòng)回力彈簧沖壓的模具設(shè)計(jì)

李智

摘 要：飛機(jī)制動(dòng)回力彈簧沖壓的模具設(shè)計(jì)工藝中，關(guān)鍵部分是要求模具體現(xiàn)出飛機(jī)模具設(shè)計(jì)的精密性、模具結(jié)構(gòu)的合理科學(xué)性，只有嚴(yán)格遵守經(jīng)濟(jì)合理、性能優(yōu)良、耐久性高等設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并多次檢測(cè)合格后，方可確定飛機(jī)制動(dòng)回力彈簧沖壓模具設(shè)計(jì)的最終方案。模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)確保設(shè)計(jì)出的飛機(jī)模具適于大規(guī)模生產(chǎn)制造，性能穩(wěn)定，零部件結(jié)構(gòu)牢固，精密性強(qiáng)，從而為航空飛行過(guò)程中的人身安全、財(cái)產(chǎn)安全提供保證。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)制動(dòng)回力彈簧沖壓；模具設(shè)計(jì)；制造工藝

中圖分類號(hào)：TG386 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）01-0062-01

制動(dòng)回力彈簧沖壓設(shè)計(jì)工藝是飛機(jī)模具設(shè)計(jì)的核心環(huán)節(jié)，其設(shè)計(jì)方案是否嚴(yán)密、科學(xué)，將決定飛機(jī)制造工藝的整體水準(zhǔn)，并間接影響到航空飛行的穩(wěn)定與安全。以某項(xiàng)飛機(jī)制動(dòng)回力彈簧沖壓模具設(shè)計(jì)為例，其模具組件包括三件鋼片厚度約0.3毫米的彈簧，彈簧鋼片的材料采用60Si2MnA；裝配加工過(guò)程中，對(duì)鋼片材料60Si2MnA進(jìn)行加熱，確保其彈力強(qiáng)、剛度高，避免彈簧鋼片設(shè)計(jì)不精確，導(dǎo)致模具部件彼此不吻合，或者發(fā)生開(kāi)裂、掉下等質(zhì)量問(wèn)題，造成飛機(jī)零部件性能降低、飛機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)或者運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中發(fā)生故障等安全隱患，對(duì)航行產(chǎn)生危害，增加了安全事故發(fā)生的幾率[1]。

1 彈簧鋼片的模具工藝概述

本組飛機(jī)制動(dòng)回力彈簧組件一共包括三個(gè)獨(dú)立的彈簧鋼片，它們的厚度設(shè)計(jì)都為0.3毫米，彈簧鋼片的材料采用60Si2MnA，尺寸公差精度按IT11級(jí)確定。本組飛機(jī)制動(dòng)回力彈簧模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔、規(guī)格適度，其加工制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)為：沖壓工藝的最后階段“彎曲成形”。由于本組飛機(jī)制動(dòng)回力彈簧沖壓零部件容易在飛行過(guò)程中發(fā)生正常損耗，并需要定期替換，因此模具設(shè)計(jì)需要考慮零部件大批量加工制造的經(jīng)濟(jì)合理性，既要提高制造加工的生產(chǎn)效率，也要確保節(jié)約生產(chǎn)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益[2]。

2 模具設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容

本飛機(jī)制動(dòng)回力彈簧沖壓模具設(shè)計(jì)方案中，使用160kN開(kāi)式可傾壓力機(jī)，共加工出五組模具，模具之間的縫隙距離設(shè)置合理，確保模具結(jié)構(gòu)整齊、外表光滑，模具質(zhì)量符合生產(chǎn)要求。

（1）第一件彈簧鋼片和第二件彈簧鋼片的落料模具，采用了通常適用的單工序沖壓、剪裁，同時(shí)模具凹凸之間的縫隙間距設(shè)定為0.05毫米，第一件彈簧鋼片的規(guī)格設(shè)計(jì)為，第二件彈簧鋼片的規(guī)格設(shè)計(jì)為。

（2）彈簧鋼片的彎曲成形效果，將直接影響到模具的質(zhì)量，并決定了飛機(jī)零部件的加工生產(chǎn)效率。第一件彈簧鋼片和第二件彈簧鋼片的模具設(shè)計(jì)參考圖1所示。

飛機(jī)制動(dòng)回力彈簧沖壓模具設(shè)計(jì)方案中，第一件彈簧鋼片和第二件彈簧鋼片額經(jīng)過(guò)彎曲成形，分別具有、的弧度，在此過(guò)程中，彎曲沖壓作用于模胚材料，使其彎曲變形并固定形狀。彎曲沖壓模具加工的關(guān)鍵在于，要避免模胚材料在彎曲之后，因具有彈力而再次改變形狀，與彈簧模具的設(shè)定規(guī)格不吻合，最終降低了模具質(zhì)量。因此，要有效避免以上問(wèn)題的產(chǎn)生，確保模具規(guī)格符合設(shè)計(jì)要求，應(yīng)當(dāng)計(jì)算模胚材料的彈力數(shù)值，將可能干擾彎曲沖壓效果的各項(xiàng)因素都考慮進(jìn)去，并在試驗(yàn)過(guò)程中實(shí)際檢測(cè)彈力數(shù)值的大小，調(diào)整凹凸模具的設(shè)計(jì)規(guī)格。通過(guò)反復(fù)實(shí)踐計(jì)算最后得出1號(hào)彈簧片R弧彎曲模的芯模直徑。確定凸凹模與芯模單邊間隙為0.35mm，即凸凹模閉合后，d直徑為27.08mm。同樣的方法原理得出2號(hào)彈簧片R弧彎曲模的芯模直徑為26.18mm，凸凹模閉合后，直徑為26.88mm[3]。

（3）模具鉤角的彎曲沖壓。當(dāng)彎曲沖壓出圓形弧度之后，第一件彈簧鋼片應(yīng)當(dāng)繼續(xù)進(jìn)行120度鉤角的彎曲沖壓，并相應(yīng)計(jì)算彎曲沖壓的彈力數(shù)值。飛機(jī)制動(dòng)回力彈簧沖壓模具設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)保證鉤角長(zhǎng)度數(shù)值在1.8mm至2.0mm之間，彎曲弧度為120度。將鉤角模具彎曲沖壓后，制動(dòng)回力彈簧沖壓模具由上部和下部構(gòu)成。模具加工過(guò)程中，將模胚材料放于模具內(nèi)，確保彈簧鋼片的放置準(zhǔn)確，將凹模壓下后，形成120度鉤角。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，飛機(jī)制動(dòng)回力彈簧沖壓模具的設(shè)計(jì)方案中，應(yīng)當(dāng)確保模具、零部件的位置準(zhǔn)確、尺寸精確、加工精細(xì)，按照裝配順序?qū)⒘悴考M裝起來(lái)，確保模具安裝位置準(zhǔn)確，沒(méi)有發(fā)生偏移，有效控制模具部件之間的縫隙距離。本項(xiàng)飛機(jī)制動(dòng)回力彈簧沖壓模具設(shè)計(jì)，具有模具結(jié)構(gòu)穩(wěn)固、組件靈活、維護(hù)簡(jiǎn)便、質(zhì)量良好等優(yōu)點(diǎn)，并被廣泛使用于加工制造過(guò)程中，符合經(jīng)濟(jì)適用，節(jié)約成本等生產(chǎn)要求，確保了飛機(jī)航行的安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]史鵬濤，李言，楊明順，姚梓萌.液體介質(zhì)加熱的鎂合金板料熱漸進(jìn)成形回彈的研究[J].熱加工工藝，2016（19）：135-139.

[2]劉春梅，劉郁麗，任家海，楊合.模具約束條件對(duì)H96雙脊矩形管E彎截面變形的影響[J].航空學(xué)報(bào)，2015（4）：1320-1329.

[3]孫紅磊，宋曉抗，馬瑞，趙軍.大大型直縫焊管四點(diǎn)彎曲JCO成形及其彈復(fù)解析[J].中國(guó)機(jī)械工程，2014（2）：257-262.