鈑金零件展開下料數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性研究

魏天嬌

摘 要：鈑金零件下料數(shù)據(jù)是利用軟件計算等方式得到的初始下料數(shù)據(jù)，用于零件的外緣切割等。鈑金零件展開數(shù)據(jù)下料的設(shè)計過程中，受到材料、彎邊高度、成型工藝等各個方面影響，下料成型后的零件與零件理論模型有所不同。為解決這些問題，設(shè)計展開數(shù)據(jù)時不得不人為的添加補(bǔ)償，但這樣又會造成材料浪費(fèi)。文章通過對某機(jī)型飛機(jī)科研生產(chǎn)過程中展開數(shù)據(jù)的分析與測試，提出了新的設(shè)計方案，改進(jìn)并落實(shí)到實(shí)際生產(chǎn)中用以指導(dǎo)設(shè)計展開下料數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：鈑金；展開下料數(shù)據(jù)；毛料件

中圖分類號：TG38 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）22-0192-02

1 概述

在現(xiàn)代飛機(jī)制造業(yè)中，鈑金零部件類型多，數(shù)量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以飛機(jī)的鈑金零部件加工精度要求非常高。鈑金加工技術(shù)的發(fā)展，對提高飛機(jī)機(jī)能，加快飛機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展具有十分重要的意義?，F(xiàn)階段，展開樣板作為一種經(jīng)濟(jì)、便捷的實(shí)用技術(shù)，廣泛的應(yīng)用于鈑金零件的制造中，雖然存在個別樣板偏差的問題，但是在較長的一段時間內(nèi)，仍將繼續(xù)發(fā)揮重要的作用。作為展開樣板的技能難點(diǎn)，展開下料數(shù)據(jù)的設(shè)計已成為了飛機(jī)制造技術(shù)中急需攻克的難題。因此，展開下料數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性研究勢在必行。

傳統(tǒng)的鈑金展開下料數(shù)據(jù)主要來源于CATIA軟件鈑金模塊展開、鈑金下料數(shù)據(jù)計算、展開件校正展開數(shù)據(jù)等方法，考慮延展性及材料流動特點(diǎn)等因素，最終得到的展開數(shù)據(jù)存在一小部分下料后導(dǎo)致展開料尺寸不足，造成零件報廢。為解決這些問題，設(shè)計展開數(shù)據(jù)時不得不人為地添加補(bǔ)償，但這樣又會造成材料浪費(fèi)。本文將對傳統(tǒng)的設(shè)計方法進(jìn)行分析測試，深入的研究展開下料數(shù)據(jù)的設(shè)計方法，為之后的展開數(shù)據(jù)設(shè)計打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。

2 導(dǎo)致下料數(shù)據(jù)尺寸不足的因素分析

2.1 幾何形狀特殊的位置易缺料

展開數(shù)據(jù)設(shè)計中使用CATIA鈑金模塊展開后，在一些幾何形狀特殊的位置易出現(xiàn)缺料的現(xiàn)象，如圖1，外形線曲率過大，零件在成形過程中彎邊兩側(cè)受圓弧外形線張力的影響，需要人為的添加補(bǔ)償，這種補(bǔ)償無具體的設(shè)計規(guī)范，基本上都是由設(shè)計員依靠經(jīng)驗設(shè)計，添加的補(bǔ)償通常是本著“給大不給小”的原則，造成材料的大幅度浪費(fèi)。

2.2 腹板帶下陷（加強(qiáng)窩、加強(qiáng)槽）的零件展開下料數(shù)據(jù)分析

部分鈑金零件腹板為帶有下陷（加強(qiáng)窩、加強(qiáng)槽），且彎邊也不規(guī)范，設(shè)計展開數(shù)據(jù)時通常會在下陷（加強(qiáng)窩、加強(qiáng)槽）附近出現(xiàn)缺料現(xiàn)象，得到的展開數(shù)據(jù)普遍偏小，導(dǎo)致成型后的零件小于理論數(shù)模，造成不必要的報廢。

2.3 機(jī)加模塊設(shè)計的鈑金零件展開下料數(shù)據(jù)分析

因理論曲面曲率大或結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，為保證效率以及模型準(zhǔn)確性，零件模型雖然是鈑金零件，但在設(shè)計之初往往是采用的是CATIA機(jī)加模塊設(shè)計。在設(shè)計展開下料數(shù)據(jù)時采用中性層曲面展開的方式得到的數(shù)據(jù)普遍偏大，偶爾會出現(xiàn)曲面扭曲的情況，零件成型后還得做補(bǔ)加工處理，嚴(yán)重影響了零件的生產(chǎn)周期。

2.4 毛料件校正展開數(shù)據(jù)偏差分析

個別零件由于展開下料數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性差，需要校正，但校正后得到的毛料件尺寸還不如原展開下料數(shù)據(jù)尺寸準(zhǔn)確，雖不會出現(xiàn)缺料現(xiàn)象，但是準(zhǔn)確度低，導(dǎo)致校正后的展開下料數(shù)據(jù)同樣存在偏差，且大量提供毛料件，嚴(yán)重影響零件生產(chǎn)的周期。

2.5 銷釘位置不合理導(dǎo)致零件成型時變形

部分零件模型幾何形狀并不復(fù)雜，但是由于設(shè)計添加的銷定位置不合理，不能有效的控制零件成型過程由于外力引起的零件變形，如此設(shè)計的展開下料數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性再高也不能保證零件的精度。

3 高精度下料數(shù)據(jù)的設(shè)計方案

為了說明新的設(shè)計方案，列舉了幾個典型的零件從不同的角度來闡述一下設(shè)計的思路和方法。

3.1 以固定補(bǔ)償方式保證展開下料數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性

應(yīng)用鈑金模塊展開設(shè)計的展開下料數(shù)據(jù)中，對有缺料的地方采用固定補(bǔ)償設(shè)計，除去我們已做標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計規(guī)范的下陷補(bǔ)償外，還有腹板補(bǔ)償、彎邊補(bǔ)償。

3.1.1 彎邊補(bǔ)償

此類補(bǔ)償主要針對凹彎邊零件的展開下料數(shù)據(jù)的設(shè)計，如圖1零件模型，上下兩側(cè)為凹彎邊，彎邊端頭處易缺料，經(jīng)過大量的實(shí)踐和反饋，我們得到新的彎邊補(bǔ)償設(shè)計方法。應(yīng)用模塊進(jìn)行展開后，在凹彎邊兩側(cè)向外延伸彎邊補(bǔ)償L（L=1/4彎邊高度），可以保證生產(chǎn)要求，且無需后期補(bǔ)加工。

3.1.2 腹板補(bǔ)償

此類補(bǔ)償主要針對腹板帶下陷（加強(qiáng)窩、加強(qiáng)槽）的零件模型。首先，此類零件銷釘孔設(shè)計時要盡量設(shè)計在腹板下陷區(qū)域（加強(qiáng)窩、加強(qiáng)槽處）附近，不要設(shè)計在零件端頭，便于用銷釘定位減少零件成型過程中的變形。另外在腹板展開數(shù)據(jù)設(shè)計完成后，需額外在零件缺料兩側(cè)增加腹板補(bǔ)償L（L=1/3下陷深度、加強(qiáng)窩深度、加強(qiáng)槽深度）。

3.2 以線性連接的方式設(shè)計高精度展開下料數(shù)據(jù)

對于機(jī)加模塊設(shè)計的鈑金零件模型，我們可以按彎邊角度的不同將彎邊分為幾段，再分別設(shè)計展開數(shù)據(jù)，最后將設(shè)計好的展開數(shù)據(jù)進(jìn)行線性連接，重新接成形，得到展開下料數(shù)，后經(jīng)過試驗對比，按此方法設(shè)計的展開下料數(shù)據(jù)下料的零件成型后與胎線完全符合，如圖2。

3.3 減少毛料件的申請，按展開數(shù)據(jù)合理增加補(bǔ)償提高展開精度

通過與生產(chǎn)廠工作人員溝通協(xié)調(diào)并進(jìn)行大量的試驗，可以通過按理論展開數(shù)據(jù)增加補(bǔ)償?shù)姆绞絹硖岣哒归_效率數(shù)據(jù)的精度，補(bǔ)償方式彎邊端頭增加L（L=彎邊高度），彎邊方向再增加H（H=彎邊R），既防止缺料，方便零件加工，又能減少零件生產(chǎn)周期，保證生產(chǎn)任務(wù)節(jié)點(diǎn)。

3.4 合理添加銷定位置以確保零件精度

零件銷釘?shù)奶砑颖仨毢侠恚仙a(chǎn)應(yīng)用，有效的控制零件端頭處等特殊結(jié)構(gòu)，避免零件成型中受到外力擠壓而導(dǎo)致的變形。

4 結(jié)束語

本文對于常規(guī)類型的鈑金零件展開下料偏小的問題進(jìn)行了分析，經(jīng)多方測試和實(shí)驗，通過采用固定補(bǔ)方式、線性設(shè)計的方式，提高毛料件方式，合理化添加銷釘?shù)燃夹g(shù)方法對解決上述問題進(jìn)行了基礎(chǔ)試驗和初步應(yīng)用，目前已在生產(chǎn)實(shí)踐中改善鈑金零件展開下料數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度的問題上取得了顯著的成效。

參考文獻(xiàn)：

[1]董慶華.鈑金下料及應(yīng)用實(shí)例[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.