飛機(jī)蒙皮零件的成形與模具的研究

高娜

摘 要： 飛機(jī)的發(fā)展在不斷提升，從以前的手工到現(xiàn)代的自動(dòng)化，在飛機(jī)的整個(gè)結(jié)構(gòu)中，鈑金零件的比重非常大，它的制造質(zhì)量直接影響飛機(jī)性能和使用壽命，本文研究飛機(jī)蒙皮成形方法，橡皮囊成形，柔性多點(diǎn)模具，蒙皮切邊，提高飛機(jī)鈑金零件的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞： 橡皮囊成形；柔性多點(diǎn)模具；蒙皮切邊

1.橡皮囊成形

橡皮囊成形的基本原理是通過(guò)以橡皮囊為彈性凹模（凸模），再通過(guò)囊中液體產(chǎn)生壓力使材料貼附于模胎表面而使零件壓制成形。在這個(gè)過(guò)程中橡皮囊是作為軟模，在成形的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員只需要設(shè)計(jì)半模，無(wú)需繁瑣的合模過(guò)程，通過(guò)使用這種技術(shù)，在零件的成形中縮短制造周期，同時(shí)降低制造成本。

這種成形技術(shù)不僅可以單獨(dú)生產(chǎn)，它還能實(shí)現(xiàn)一次充壓對(duì)多個(gè)零件同時(shí)成形，即使零件的數(shù)量多，但表面質(zhì)量還是能夠保證，可適用于不同料厚成形等顯著特點(diǎn)，所以在飛機(jī)鈑金零件的制造上，得到廣泛的使用。

橡皮囊一步逆成形法是橡皮囊成形技術(shù)中的一種，它的成形法是基于對(duì)數(shù)應(yīng)變及全塑性變形理論的一種方法，原理示意圖如圖1.1，它的基礎(chǔ)是通過(guò)設(shè)計(jì)完成的零件開(kāi)始，對(duì)最終構(gòu)型上的每一節(jié)點(diǎn)進(jìn)行不斷迭代，通過(guò)這種方法得到零件上各個(gè)節(jié)點(diǎn)，從而獲得板料初始形狀。

2.柔性多點(diǎn)模具

蒙皮零件在飛機(jī)結(jié)構(gòu)中屬于覆蓋件，它的種類(lèi)特別多，尺寸也不同，剛性差的特點(diǎn)，在對(duì)制造的時(shí)候傳統(tǒng)的模具是實(shí)現(xiàn)不了的，在傳統(tǒng)的制造中需要人力特別大，還需要每一個(gè)蒙皮零件對(duì)應(yīng)一個(gè)模具，制造成本非常大，隨著科學(xué)的發(fā)展，的柔性多點(diǎn)模具具有快速調(diào)形所需模面、一模多用等優(yōu)勢(shì)，極大的解決了剛性模具存在的問(wèn)題，對(duì)于加快新機(jī)型的研制速度有極大的促進(jìn)作用。如圖2.1。

柔性多點(diǎn)模具機(jī)械系統(tǒng)由沖頭、調(diào)形單元、驅(qū)動(dòng)單元、鉆孔單元幾個(gè)部分組成，電氣控制系統(tǒng)是模具最復(fù)雜的部分，它的組成分為六個(gè)部分，分別為多軸控制管理器、PC 機(jī)、多臺(tái)交流伺服電機(jī)、多臺(tái)智能數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)器、若干個(gè) CANOPEN 輸入輸出模塊，同時(shí)在整個(gè)控制系統(tǒng)中還需要很多輔助元件，例如繼電器、電磁閥等。

3.蒙皮切邊

在飛機(jī)蒙皮零件的制造中，傳統(tǒng)制造模式不適應(yīng)現(xiàn)代飛機(jī)快速研制和批生產(chǎn)的要求，在加工的時(shí)候急需研究基于柔性多點(diǎn)夾持工裝的蒙皮切邊技術(shù)，而該項(xiàng)技術(shù)的核心就是柔性多點(diǎn)夾持工裝的設(shè)計(jì)與制造。

在飛機(jī)蒙皮的制造中，切邊是指一個(gè)工序，具體包括輪廓外緣切割、切槽口、切方形孔、長(zhǎng)方形孔、橢圓孔、制孔等加工內(nèi)容。在對(duì)切邊的具體加工中，根據(jù)設(shè)備的不同，可以為凈邊銑切或銑邊，它的使用設(shè)備為風(fēng)動(dòng)銑切機(jī)或數(shù)控銑床等銑切設(shè)備，也可以采用振動(dòng)剪、滾剪、直線鋸等。

在蒙皮的切割中，為了保證加工中邊緣的質(zhì)量，在切割方法的選用上不要采用激光切割、等離子切割、氣割等熱切割方法，而采用機(jī)械切割或高壓水切割方法，其中機(jī)械切割應(yīng)用最為廣泛。所以工裝的設(shè)計(jì)和選用上就變得非常重要，可重構(gòu)柔性?shī)A持工裝，這種工裝可以大幅度減少用于切邊、化銑、焊接、裝配和測(cè)量檢驗(yàn)的工作量，同時(shí)還能提高蒙皮的切邊質(zhì)量和精度，工作的結(jié)構(gòu)和工作原理如圖3.1。

結(jié)論

在飛機(jī)零件的研究中，鈑金零件的精度嚴(yán)重制約飛機(jī)數(shù)字化制造和裝配，在實(shí)現(xiàn)飛機(jī)鈑金零件精確化、柔性化、數(shù)字化的制造中，通過(guò)對(duì)飛機(jī)橡皮囊成形方法的分析，研究出對(duì)毛坯快速設(shè)計(jì)和成型的方法，以及研究出切邊技術(shù)，配套的柔性?shī)A持等關(guān)鍵性技術(shù)，將飛機(jī)的制造質(zhì)量和使用壽命得到有效的提升，保證旅客的人身安全。

參考文獻(xiàn)

[1]李小強(qiáng).鋁合金薄壁件數(shù)控拉伸成形工藝仿真關(guān)鍵技術(shù)研究.[D].北京：北京航空航天大學(xué)，2008

[2]楊偉俊.李東升.李小強(qiáng). 鋁合金板橡皮成形簡(jiǎn)化數(shù)值分析模型研究.[J]. 中國(guó)機(jī)械工程， 2009（19）： 2382-2386.

[3]傅曉錦.張新華.零件加工偏差原因診斷專(zhuān)家系統(tǒng).[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造工程.1999，5（28）：36-38.

[4]萬(wàn)世明.詹慶熙.江開(kāi)林.橡皮囊液壓成形模具快速設(shè)計(jì)方法及實(shí)現(xiàn).[J].航空制造技術(shù).2013（10）：38-42.