等曲率異向彎邊零件自適應(yīng)定位液壓成形技術(shù)探究

喬鋒敏，白 穎，李 奎，劉姣姣

（中航西安飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)股份有限公司，陜西 西安 710089）

0 引言

在航空制造工程中，鈑金零件制造是重要組成部分，鈑金制造技術(shù)的發(fā)展對(duì)提高飛機(jī)性能、加快飛機(jī)產(chǎn)品發(fā)展、降低飛機(jī)研制費(fèi)用具有重要意義[1]?？虬孱惲慵秋w機(jī)制造中常見的鈑金件，在航空領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，主要是用作連接及機(jī)身結(jié)構(gòu)強(qiáng)化。因飛機(jī)對(duì)該類零件的需求數(shù)量較多，為確保生產(chǎn)研制進(jìn)度，提高此類零件的生產(chǎn)效率及成形質(zhì)量尤為迫切。

對(duì)于采用鋁合金薄板制造的框板，目前已知的工藝方案主要是采用橡皮液壓成形。橡皮液壓成形是利用橡皮墊或液壓橡皮囊作為凹模（或凸模），使用剛性凸模（或凹模）將金屬板材加壓成形的方法。橡皮液壓成形在飛機(jī)零部件生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，一般用于直線彎邊、凸/凹曲線彎邊以及各種復(fù)雜形狀彎邊零件的成形。飛機(jī)上的各種框板、肋骨、腹板、梁、帶板、角材等結(jié)構(gòu)件，大部分采用橡皮液壓成形。橡皮液壓成形具有設(shè)備通用、工藝裝備簡(jiǎn)單、調(diào)節(jié)方便、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)[2]。壓型模是橡皮液壓工藝中不可缺少的模具裝備，利用橡皮墊或液壓橡皮囊加壓，使金屬板材貼合壓型模而成形。因其制造工藝性好、成本低、周期短，也便于返修，壓型模是飛機(jī)鈑金零件成形工裝中應(yīng)用最廣、數(shù)量最多、效率最高的模具工裝[3]。異向彎邊鈑金框類零件的傳統(tǒng)工藝方案是使用2 副壓型模分2 次液壓成形：第2次在展開毛坯狀態(tài)先成形零件凹線彎邊；第2 次換用另一副模具用蓋板保護(hù)已成形的凹線彎邊后，再次成形零件凸線彎邊。這種“一件兩模”的工裝設(shè)計(jì)方案不僅增加了模具的使用數(shù)量，且來回?fù)Q裝模具耗時(shí)耗力、成本高、效率低，無法滿足飛機(jī)“短周期、低成本、高質(zhì)量”的生產(chǎn)要求。

成形模具設(shè)計(jì)在整個(gè)飛機(jī)鈑金制造體系中起著承上啟下的重要作用，快速化、專業(yè)化、精確化是其發(fā)展趨勢(shì)[4]。為了實(shí)現(xiàn)“短周期、低成本”的科研生產(chǎn)要求，擬探究1 種“一模多件自適應(yīng)定位”的橡皮液壓成形方案。借助CATIA 及PAM-STAMP 有限元分析，通過優(yōu)化展開毛坯及模具結(jié)構(gòu)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)在1 副模具上同時(shí)成形相互對(duì)稱的2 個(gè)鈑金框類零件的不同異向彎邊。此方案將“一件兩模”優(yōu)化為“一模兩件”，經(jīng)生產(chǎn)試驗(yàn)驗(yàn)證，該方案模具數(shù)量少、成本低，成形、定位、卸件效率高，零件成形質(zhì)量高，操作簡(jiǎn)便，易于推廣。

1 零件及模具分析

1.1 零件分析

現(xiàn)有等曲率異向彎邊框板類零件的材料為7075-O，料厚1.6 mm，截面形狀為“S”狀，傘鉤狀加強(qiáng)小彎邊僅有5～6 mm，零件長(zhǎng)度為1.2～2.0 m，腹板面寬約50 mm，屬窄長(zhǎng)條形結(jié)構(gòu)零件，如圖1 所示。該類零件弧形腹板曲率相等，腹板面上分布著自帶的2×φ5.2 mm 銷釘孔（XD）和2×φ2.7 mm 定位孔（DW），其中定位孔由裝配現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)制作。腹板面上凹線彎邊及凸線彎邊均對(duì)稱，凹線彎邊位于弧形腹板的內(nèi)側(cè)向下彎曲，凸線彎邊位于弧形腹板的外側(cè)向上彎曲。由于裝配環(huán)境制約及減輕質(zhì)量需求，框板采用了局部銑加工。

圖1 異向彎邊框板結(jié)構(gòu)

由圖1 可以看出，此類零件內(nèi)彎曲半徑為R3 mm，根據(jù)內(nèi)外半徑等料厚原則，外彎曲半徑為R4.6 mm，傘鉤狀曲線小彎邊高度尺寸為6.0 mm，減去轉(zhuǎn)角半徑R4.6 mm，小彎邊高度直線段僅有1.4 mm，再加上橡皮液壓成形過程中不可避免的產(chǎn)生回彈[5]，6.0 mm 小彎邊易出現(xiàn)與壓型模不貼合的現(xiàn)象，意味著與框緣水平腹板面保持平行的加強(qiáng)曲線連續(xù)小彎邊成形時(shí)可能會(huì)呈敞開狀。

零件采用的7075-O 鋁合金屬于Al-Zn-Mg-Cu系超高強(qiáng)鋁合金，主要合金元素為鋅，熱處理強(qiáng)化能力顯著，具有較高的比強(qiáng)度及良好的抗沖擊性能，已逐漸成為汽車輕量化和航空航天領(lǐng)域重要的研究對(duì)象。7075-O 鋁合金框板類零件成形后需進(jìn)行熱處理增加強(qiáng)度，零件在熱處理時(shí)因瞬時(shí)組織應(yīng)力的作用產(chǎn)生膨脹[6]，由于該類零件結(jié)構(gòu)為窄長(zhǎng)條形，零件變形的趨勢(shì)是沿最大尺寸方向伸長(zhǎng)、沿最小尺寸方向收縮，使框櫞類零件熱處理后出現(xiàn)拉長(zhǎng)的現(xiàn)象。該類零件成形時(shí)兩端頭采用2×φ5.2 mm補(bǔ)加銷釘孔定位，熱處理后零件拉長(zhǎng)變形導(dǎo)致兩端頭補(bǔ)加銷釘孔位置相對(duì)模具產(chǎn)生偏移，無法與模具定位進(jìn)行熱處理后校形。

1.2 常規(guī)模具結(jié)構(gòu)及加工方案分析

異向彎邊鈑金框板目前采用“一件兩?！毕鹌つ乙簤撼尚?，該工藝方案需使用2副模具，分兩步液壓成形：①在展開毛坯狀態(tài)先成形凹線彎邊；②換用另1 副模具用蓋板保護(hù)已成形的凹線彎邊后，再次成形凸線彎邊。具體操作流程如下。

第1 次液壓成形：將零件展開毛坯放置在壓型模I 上，以圓形銷釘孔和4×φ5.0 mm 直銷定位，加橡皮墊塊在液壓機(jī)上液壓成形零件的凹線彎邊，即圖1中腹板內(nèi)側(cè)向下彎邊，操作現(xiàn)場(chǎng)如圖2所示。

圖2 第1次液壓成形

第2 次液壓成形：將凹線彎邊已液壓成形的零件從壓型模I 上卸離，將壓型模I 搬離液壓設(shè)備，壓型模II 放置在液壓機(jī)工作平臺(tái)上，再將凹線彎邊已成形的零件放置在壓型模II 上，以圓形銷釘孔和4×φ5.0 mm 直銷定位，已成形凹線彎邊用帶凹槽的蓋板保護(hù)，加橡皮墊塊液壓成形零件的凸線彎邊，即圖1 中腹板的外側(cè)向上彎邊，操作現(xiàn)場(chǎng)如圖3所示。

圖3 第2次液壓成形

綜上所述，常規(guī)加工方案存在如下缺陷：①零件成形后傘鉤狀6 mm加強(qiáng)小彎邊呈敞開狀，彎曲角度大于90°，與壓型模貼合度差，需手工反復(fù)校形；②零件熱處理后，兩端頭圓形補(bǔ)加銷釘孔位置偏移，無法與模具進(jìn)行合模定位，熱處理后校形困難；③成形1 個(gè)零件需要2 副壓型模，現(xiàn)場(chǎng)需要放置該類零件壓型模數(shù)量多，模具生產(chǎn)成本高、占用生產(chǎn)空間大，換裝模具耗時(shí)耗力；④直銷定位需依次穿過蓋板、板料、胎體合模定位，其定位孔協(xié)調(diào)精度要求高且定位效率低；⑤壓型模寬度約150 mm，為窄長(zhǎng)形結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度及穩(wěn)定性欠佳，如考慮模具加寬或加厚，模具尺寸大且浪費(fèi)材料。

2 工藝設(shè)計(jì)

2.1 模具設(shè)計(jì)

通過以上分析可以看出，常規(guī)模具結(jié)構(gòu)及工藝方案主要缺點(diǎn)是模具數(shù)量多且結(jié)構(gòu)不合理，造成生產(chǎn)成本高，效率低，零件一次成形質(zhì)量差?；诖?，將“減少模具數(shù)量，優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)” 作為主要探究目標(biāo)，鑒于框板類零件窄長(zhǎng)條形的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，初步預(yù)想“在1 副壓型模上同時(shí)成形2 個(gè)零件”的加工方案，利用CATIA 制作預(yù)想方案的模具結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 一模兩件模具結(jié)構(gòu)

模具含有型胎以及與型胎匹配的蓋板，型胎的截面為T 形結(jié)構(gòu)，型胎的上表面寬度大于2 個(gè)鈑金框板零件弧形腹板的寬度與凹線彎邊和凸線彎邊展開之和，約為170 mm，小于常規(guī)方案型胎寬度的1.2 倍，型胎含有2 個(gè)成形工位，型胎內(nèi)側(cè)為成形零件凹線彎邊的第一工位，型胎外側(cè)為成形零件凸線彎邊的第二工位，與型胎匹配的蓋板加工出已成形凹線彎邊及凸線彎邊的躲避槽,躲避槽的高度大于凹線彎邊和凸線彎邊的高度。此種結(jié)構(gòu)可以在1副模具上分2 次完成2 個(gè)零件的外形加工，將其稱之為“一模兩件”模具結(jié)構(gòu)。

2.2 成形方案

首先，根據(jù)已知框板零件的數(shù)模制作2 個(gè)零件的展開板料及零件的補(bǔ)加銷釘孔，補(bǔ)加銷釘孔中心位于框板腹板面中心線上，距離腹板端頭15 mm，補(bǔ)加耳片為20 mm×30 mm。按上述“一模兩件”結(jié)構(gòu)模具，將零件1 的展開板料放置在型胎的第一工位上，以零件兩端頭2×φ5.2 mm 圓形補(bǔ)加銷釘孔及零件上自帶的2×φ5.2 mm 銷釘孔定位，將零件2 的展開板料放置在型胎的第二工位上，同樣以零件兩端頭2×φ5.2 mm 圓形補(bǔ)加銷釘孔及零件上自帶的2×φ5.2 mm銷釘孔定位，扣合蓋板進(jìn)行第1次橡皮液壓成形，使零件1 展開板料的內(nèi)側(cè)貼合在型胎上表面的內(nèi)側(cè)沿上，形成零件1 的凹線彎邊，使零件2 展開板料的外側(cè)貼合在型胎上表面的外側(cè)沿上，形成零件2 的凸線彎邊，如圖5（a）所示；第1 次橡皮液壓成形完畢后，將蓋板與型胎分離，將零件1與型胎的第一工位分離，將零件2與型胎的第二工位分離，再將零件1 翻轉(zhuǎn)放置在型胎的第二工位上，使零件1 的凹線彎邊向上，將零件2 翻轉(zhuǎn)放置在型胎的第一工位上，使零件2的凸線彎邊向上，零件均以兩端頭2×φ5.2 mm 圓形補(bǔ)加銷釘孔及零件上自帶的2×φ5.2 mm銷釘孔定位，再次將蓋板與型胎扣合進(jìn)行第2次橡皮液壓成形（蓋板扣合效果見圖4），使零件2展開板料的內(nèi)側(cè)貼合在型胎上表面的內(nèi)側(cè)沿上，形成零件2 的凹線彎邊，使零件1 展開板料的外側(cè)貼合在型胎上表面的外側(cè)沿上，形成零件1的凸線彎邊，如圖5（b）所示。

圖5 一模兩件成形

3 工藝優(yōu)化

3.1 模具參數(shù)優(yōu)化

鈑金成形技術(shù)是利用金屬塑性變形的特點(diǎn)，通過一定方式對(duì)板料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形，獲得所需形狀的零件[7]。鈑金件的尺寸精度受卸載后回彈量的影響，回彈影響最終零件的幾何形狀，因此，回彈是模具設(shè)計(jì)中要考慮的關(guān)鍵因素，也是板料成形數(shù)值模擬的重點(diǎn)和難點(diǎn)。壓型?？紤]回彈可改善零件成形質(zhì)量，最大限度地減小敲修工作量，特別對(duì)料薄、批量大、零件精度和表面要求高的情況最為適用[8]。模具制造過程較為復(fù)雜，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)及加工方案耗費(fèi)材料多且周期長(zhǎng)，增加了研制周期和成本。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展和有限元法在塑性成形中的應(yīng)用，塑性成形過程中的數(shù)值模擬技術(shù)已得到迅速發(fā)展，為工序方案的確定、成形過程中不合理現(xiàn)象的預(yù)測(cè)提供了可靠的理論依據(jù)，對(duì)于減少試模時(shí)間、縮短零件開發(fā)周期、降低零件開發(fā)費(fèi)用方面發(fā)揮著重要的作用。采用數(shù)值模擬技術(shù)，精確預(yù)測(cè)板料成形過程的起皺、回彈和開裂現(xiàn)象，修正模具參數(shù)，是板料成形技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

從以上分析可知，框板零件6 mm加強(qiáng)小彎邊液壓成形后與型胎貼合度差，彎曲角度大于90°，呈敞開狀，需手工反復(fù)修整校形。針對(duì)此現(xiàn)象，借助PAM-STAMP 有限元分析軟件，按原來常規(guī)結(jié)構(gòu)模具參數(shù)建立數(shù)值模擬模型，分析小彎邊液壓后與壓型模不貼合的原因。在PAM-STAMP 有限元軟件模擬橡皮囊液壓成形過程中，將型胎和設(shè)備平臺(tái)作為剛體，展開板料作為變形體，橡皮假設(shè)為超彈性變形材料建立模型。模擬動(dòng)畫顯示，橡皮在高壓的作用下逐漸包覆板料和型胎，但由于型胎底座高度僅有25 mm，橡皮墊最終無法將型胎凸曲線一側(cè)完全包裹，致使零件6 mm 加強(qiáng)小彎邊無法與型胎貼合，此現(xiàn)象與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)暴露的問題基本相符，如圖6所示。

圖6 常規(guī)結(jié)構(gòu)型胎橡皮成形有限元模型

根據(jù)以上模擬結(jié)果，嘗試將型胎底座加高進(jìn)行橡皮成形模擬驗(yàn)證，結(jié)合型胎減輕質(zhì)量考慮，最終將型胎底座高度確定為40 mm，模擬驗(yàn)證效果如圖7所示。

圖7 40 mm高型胎底座橡皮成形有限元模型

由圖7 可以看出，模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化后橡皮墊基本可以將型胎凸曲線一側(cè)完全包裹，零件6 mm加強(qiáng)小彎邊與型胎貼合度有明顯改善，模具參數(shù)優(yōu)化前后零件成形截面效果對(duì)比如圖8所示。

圖8 成形截面效果

從圖8 對(duì)比可以看出，型胎底座高度由25 mm優(yōu)化為40 mm后，零件6 mm加強(qiáng)小彎邊液壓成形一次到位，與型胎貼合度良好，尺寸滿足設(shè)計(jì)數(shù)模要求，無需大量手工成形及校形，因此，將以上模擬數(shù)值應(yīng)用到“一模兩件”設(shè)計(jì)中，型胎底座高度最終優(yōu)化為40 mm。

3.2 展開數(shù)據(jù)優(yōu)化

模線樣板是飛機(jī)從設(shè)計(jì)到制造之間的橋梁，是飛機(jī)幾何尺寸的原始依據(jù)，是飛機(jī)制造過程中保證各類零件、組件、部件尺寸協(xié)調(diào)的主要方式。模線樣板的質(zhì)量影響飛機(jī)制造的質(zhì)量和新機(jī)試制工作的順利進(jìn)行[10]。在常規(guī)方案中，零件按展開樣板下料，展開樣板兩端頭帶2×φ5.2 mm補(bǔ)加銷釘孔，用于板料與型胎定位。通過上述分析可知，7075-O 鋁合金窄長(zhǎng)條形零件熱處理后拉長(zhǎng)變形，兩端頭補(bǔ)加銷釘孔位置相對(duì)型胎向外偏移約1 mm左右，零件無法與模具進(jìn)行定位。針對(duì)此現(xiàn)象，考慮零件兩端頭補(bǔ)加耳片在零件成形后要切除，其特征對(duì)零件最終尺寸無影響，借助CATIA 軟件對(duì)零件展開數(shù)據(jù)補(bǔ)加銷釘孔進(jìn)行工藝補(bǔ)償，將2×φ5.2 mm 補(bǔ)加銷釘孔圓心向零件內(nèi)側(cè)偏移2 mm，優(yōu)化為2×φ8.0 mm 長(zhǎng)圓形孔位，使拉長(zhǎng)的零件向外側(cè)有一定躲避空間，便于零件熱處理變形后與型胎定位，工藝補(bǔ)償如圖9所示。

圖9 工藝補(bǔ)償

3.3 定位方式優(yōu)化

常規(guī)結(jié)構(gòu)模具定位方式采用直銷依次穿過蓋板、板料、型胎合模定位，對(duì)三者定位孔協(xié)調(diào)精度要求高且定位效率低，增加了零件經(jīng)過熱處理后補(bǔ)加銷釘孔與型胎進(jìn)行定位的難度。為了實(shí)現(xiàn)蓋板與型胎自動(dòng)快速合模，且零件成形后定位銷與型胎快速分離卸件，結(jié)合展開毛坯兩端優(yōu)化的2×φ8.0 mm長(zhǎng)圓形補(bǔ)加銷釘孔，將零件兩端2×φ5.0 mm 圓柱銷改為2×φ8.0 mm 半球形帶帽臺(tái)階銷，臺(tái)階銷高度降低，無需穿過蓋板，蓋板對(duì)應(yīng)位置加工圓形銷釘帽躲避凹槽，依靠蓋板躲避凹槽與半球形帶帽臺(tái)階銷配合定位；同理，將用于零件腹板面上自帶的2×φ5.2 mm 銷釘孔定位的圓柱銷改為2×φ5.0 mm 半球形圓柱銷，對(duì)應(yīng)蓋板位置加工φ5.2 mm 銷釘孔，優(yōu)化后的定位銷結(jié)構(gòu)如圖10所示。

圖10 半球形帶帽臺(tái)階銷及半球形圓柱銷

圓形定位孔與長(zhǎng)圓形定位孔配合定位，可依靠腹板面上自帶的2×φ5.2 mm圓形定位孔限制零件板料與模具型胎的相對(duì)位移，依靠零件兩端長(zhǎng)圓形定位孔限制零件板料兩端頭旋轉(zhuǎn)及長(zhǎng)度方向補(bǔ)償變化，實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)補(bǔ)償定位，解決了板料熱處理后長(zhǎng)度變化引起定位困難的問題。蓋板圓形銷釘帽躲避凹槽與半球形帶帽臺(tái)階銷配合使用，可達(dá)到兩方面效果：一是半球形帶帽銷釘與帶躲避凹槽蓋板配合使用，增大了銷釘與蓋板接觸面積，裝模時(shí)無需精準(zhǔn)對(duì)合，大致確定蓋板與型胎位置，即可依靠蓋板重力自適應(yīng)快速找位合模；二是卸件時(shí)因快卸定位銷中部臺(tái)階縫隙使其不至于緊貼零件，便于人工直接拾撿或使用夾鉗、螺絲刀等工具達(dá)到快卸目的。同理，蓋板2×φ5.2 mm 銷釘孔與頭部半球形圓柱銷也有利于蓋板與型胎自動(dòng)找位對(duì)合，定位方式優(yōu)化前后效果對(duì)比如圖11所示。

圖11 定位方式優(yōu)化前后效果對(duì)比

4 生產(chǎn)試用驗(yàn)證

為了驗(yàn)證“一模兩件”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，在77000T 液壓機(jī)上實(shí)施首件生產(chǎn)驗(yàn)證。具體操作流程如下：將下模放置在液壓機(jī)工作平臺(tái)上，將鈑金框零件1 板料放置在型胎的第一工位上（型胎凹線一側(cè)），用定位銷壓緊零件，將鈑金框零件2 板料放置在型胎的第二工位上（型胎凸線一側(cè)），用定位銷壓緊定位，將蓋板與型胎扣合，進(jìn)行第1次橡皮液壓成形，使鈑金框零件1 板料的內(nèi)側(cè)貼合在型胎上表面的內(nèi)側(cè)沿上，形成鈑金框零件1的凹線彎邊，使鈑金框零件2展開板料的外側(cè)貼合在型胎上表面的外側(cè)沿上，形成鈑金框零件2 的凸線彎邊，如圖12所示。

圖12 一模兩件第1次液壓成形效果

完成第1次液壓成形后，蓋板與型胎分離，將鈑金框零件1與型胎的第一工位分離，將鈑金框零件2與型胎的第二工位分離，再將鈑金框零件1 翻轉(zhuǎn)放置在型胎的第二工位上，使鈑金框零件1 的凹線彎邊向上定位，將鈑金框零件2 翻轉(zhuǎn)放置在型胎的第一工位上，使鈑金框零件2的凸線彎邊向上定位，再次將蓋板與型胎扣合進(jìn)行第2 次橡皮液壓成形，使鈑金框零件2展開板料的內(nèi)側(cè)貼合在型胎上表面的內(nèi)側(cè)沿上，形成鈑金框零件2的凹線彎邊，使鈑金框零件1展開板料的外側(cè)貼合在型胎上表面的外側(cè)沿上，形成鈑金框零件1 的凸線彎邊，其效果如圖13所示。

圖13 一模兩件第2次液壓成形效果

第2次橡皮液壓成形完畢后，蓋板與型胎分離，將鈑金框零件1 及鈑金框零件2 與模具分離，測(cè)量零件6 mm 加強(qiáng)小彎邊彎曲角度為（90±0.3）°，零件彎邊光滑順暢，不需任何手工修整量，按型胎外形線切割零件兩端補(bǔ)加耳片，即可獲得符合設(shè)計(jì)數(shù)模的零件，實(shí)現(xiàn)了凈尺寸一次成形合格交檢。

零件成形過程中，兩端采用長(zhǎng)圓形補(bǔ)加銷釘孔定位，長(zhǎng)圓形補(bǔ)加銷釘孔相對(duì)型胎圓形銷釘孔向內(nèi)側(cè)偏移約2 mm，使熱處理后拉長(zhǎng)的零件有一定躲避空間，避免零件與補(bǔ)加銷釘發(fā)生干涉，方便零件熱處理變形后定位，該工藝補(bǔ)償方案達(dá)到了預(yù)期效果，如圖14所示。

圖14 長(zhǎng)圓形銷釘孔實(shí)施效果

零件兩端采用半球形帶帽臺(tái)階銷定位，定位銷與蓋板下表面圓形躲避凹槽配合使用，不僅實(shí)現(xiàn)了蓋板與型胎的快速自動(dòng)合模，還方便了人工快速拆卸銷釘，縮短了模具裝卸時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，現(xiàn)場(chǎng)使用效果良好，如圖15所示。

圖15 半球形帶帽臺(tái)階定位銷

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)驗(yàn)證，框板類零件“一模兩件自適應(yīng)定位”橡皮液壓成形方案的加工效果良好，不僅工裝數(shù)量節(jié)約了50%，而且減少了工裝搬運(yùn)數(shù)量及次數(shù)，加工過程中零件定位、成形、卸件效率都有大幅度提升，且零件液壓后不需手工修整，6 mm 加強(qiáng)小彎邊貼合度良好，首件交檢一次合格率達(dá)到98%以上。

5 結(jié)束語(yǔ)

計(jì)算機(jī)技術(shù)為塑性成形技術(shù)提供了高效設(shè)計(jì)的發(fā)展基礎(chǔ)，加快了塑性加工技術(shù)從經(jīng)驗(yàn)向科學(xué)化轉(zhuǎn)化的過程，做到了更精、更省、更凈[11]，通過探究得出如下結(jié)論。

（1）借助PAM-STAMP 有限元分析軟件對(duì)零件進(jìn)行了數(shù)值模擬驗(yàn)證，探索框板類零件6 mm加強(qiáng)小彎邊與型胎貼合度差的解決方案，最終確定了最優(yōu)型胎高度為40 mm。

（2）對(duì)于7075-O 材料的窄長(zhǎng)條形零件，對(duì)常規(guī)圓形結(jié)構(gòu)銷釘孔進(jìn)行工藝補(bǔ)償，將圓形銷釘孔優(yōu)化為長(zhǎng)圓形銷釘孔，使熱處理后拉長(zhǎng)的零件有一定躲避空間，避免零件與銷釘發(fā)生干涉，方便零件熱處理后進(jìn)行定位校形。

（3）零件兩端采用半球形帶帽臺(tái)階銷定位，該臺(tái)階銷與蓋板下表面圓形銷釘帽躲避凹槽配合使用，不僅實(shí)現(xiàn)了蓋板與型胎的快速自動(dòng)合模，還方便了人工快速拆卸銷釘，縮短了模具裝卸時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，此方案適用于所有帶蓋板模具。

（4）該“一模兩件自適應(yīng)定位”結(jié)構(gòu)的模具可實(shí)現(xiàn)在1 副模具上同時(shí)成形相互對(duì)稱的2 個(gè)鈑金框零件的不同異向彎邊，模具數(shù)量減少一半，成形效率提高了2 倍，生產(chǎn)成本低，成形、定位、卸件效率高，零件一次成形質(zhì)量高，操作簡(jiǎn)便，易于推廣。