第八章 蒙皮拉形要点课件.ppt

第八章 蒙皮拉形（双曲度蒙皮零件的制造）,一、典型零件二、拉形过程及基本原理三、拉形设备四、拉形工艺五、拉形模的设计与制造六、工艺规程举例,拉形, 板料两端在拉形机夹钳夹紧下，被工作台顶升的拉形模和板料接触，产生不均匀的平面拉应变而使板料与拉形模贴合的成形方法。,一、典型零件,1. 零件分类, 凸双曲度蒙皮 凹双曲度蒙皮 马鞍形双曲度蒙皮,2. 拉形零件的特点,表面质量要求高 外形准确度高（协调准确度高） 形状复杂、尺寸大、双曲度蒙皮 机身、发动机短舱,3. 拉形方式,纵向拉形 板料沿纵向两端头夹紧，在被工作台顶升的拉形模顶力和拉伸夹钳纵向拉力双重作用下，使板料与拉形模贴合的成形方法。 一般用于纵向曲度大的狭长形蒙皮零件成形。,在机床中，用作安放拉形模的工作台是由液压作动筒操作上、下运动或倾斜运动。位于工作台两侧的夹钳钳台用丝杠调节可作水平方向移动。倾斜作动筒用于调节钳口角度，拉伸作动筒则用于对毛料施加拉力。,纵向拉形,横向拉形, 板料沿横向两端头夹紧，在被工作台顶升的拉形模顶力作用下，使板料与拉形模贴合的成形方法。 一般用于横向曲度大的狭长形蒙皮零件成形。,在拉形机中，安放拉形模的台面由液压作动筒推动，作上、下平行运动。也可作倾斜运动。两侧的夹钳可以调整位置，但工作过程中固定不动。 拉形时，根据蒙皮的顶部形状，将钳口调至适当位置并加以固定，务必使夹钳的拉力作用线与拉形模边缘相切。,横向拉形, 有些拉形机有上压装置，可成形蒙皮上有凹陷和鼓包的部分。 一般用于纵向拉形机。,VTL-1000蒙皮拉形机,二、拉形过程及基本原理,1. 拉形过程原始的制造方法 拉光机 现在的制造方法拉形是在专用机床上进行的,2. 基本原理, 蒙皮零件拉形与型材零件拉弯相似，都是以增加拉力减少回弹，而提高成形准确度。但在拉形情况下，材料的变形状态却要复杂得多。,拉形过程大致可分为三个阶段,a）开始阶段 b）中间阶段 c）终了阶段, 开始阶段,将长方形毛料按凸模弯曲，并将毛料两端夹入机床钳口中，然后凸模向上移动，凸模脊背最高处与毛料接触，毛料被弯曲并张紧。, 中间阶段,设想将毛料沿凸模横切面划分为许多条带，随着凸模上升，中间条带的附近条带相继与凸模脊背贴合，循此渐进，直到最边缘的条带也与凸模贴合为止，于是这时毛料的内表面都与凸模贴合，取得了凸模表面的形状。, 终了阶段,毛料与模具表面完全贴合后，再作少量补充拉伸，例如约1%的延伸率，使边缘材料（即最后与凸模接触条带）所受的拉应力超过屈服点，以达到减少回弹，提高成形准确度的目的。, 拉形过程中的问题,拉形过程中整个毛料基本上可划分为两个区域，即与模具贴合的成形区，以及与凸模相切处至夹头部分的传力区。 传力区是悬空部分，这部分材料不与凸模接触，无摩擦力作用并且在夹头部分有应力集中问题，所以毛料被拉断现象主要出现在这个传力区。, 拉形过程的应力应变分析,3极限拉形系数和拉形力,材料在拉形过程中，沿着拉力的作用方向拉伸变形是不均匀的，脊背最高点处拉伸变形量最大。拉形系数 指板料拉形后，变形最大的剖面处长度与原始长度之比 （表示变形程度的工艺参数）,* 极限拉形系数,拉形系数：,* 极限拉形系数及其影响因素, 极限拉形系数 当板料濒于出现不允许的缺陷时(破裂、滑移线、粗晶、“桔皮”等)的拉形系数称为极限拉形系数，通常用Kmax表示。 LY12、LC4的极限拉形系数如下表所示,蒙皮零件的拉形系数Ke超过上表数据，则需要两次拉形，工序中间给以退火处理。,其中：L 为单向拉伸出现不允许缺陷 时的延伸率(详见有关手册); 摩擦系数，一般取0.1 0.15; n 材料的应变强化指数 ; e 自然对数底，e2.718; 毛料在模具上的包角。,影响极限拉形系数的因素 材料的机械性能 （材料种类、厚度） 包角大小和摩擦系数 （蒙皮形状及摩擦）,当材料的应变刚指数n、抗拉强度b愈大而包角和摩擦系数愈小，则极限拉形系数Kmax愈大。,* 拉形力与毛料尺寸计算,* 拉形力, 拉形力是选择机床的依据。 横向拉形时： 纵向拉形时： P = 0.8 b F,* 毛料尺寸计算, 决定拉形毛料的尺寸，应本着节约用料的原则。零件的四边只留有合理的最小余量即可。 长度方向： L = l0 + 2 h1 + h2 + h3 宽度方向： B = b + 2 h4,公式中各参数的含义,l0 零件展开长度h1 毛料的切割余量，通常取1020mm h2 过渡区长度，通常取150200mm h3 夹紧部分的余量，通常取50mmb 零件展开宽度h4 切割余量，通常取20mm,三、拉形设备,飞机工厂的拉形设备 拉形机都是专门设计的，机构比较复杂。 根据工作原理拉形机可分类如下： * 台动式拉形机 横拉 * 台钳双动式拉形机 纵拉 * 立式拉形机 拉包机,* 台动式拉形机,是用来横向加拉的机床。它依靠液压作动筒推动台面升起使毛料受到拉伸。台面可以上、下平行移动，和作倾斜上升，从而扩大拉形范围。,台动式拉形机 横拉,台动式拉形机 工作原理,拉形机的夹钳装置,* 台钳双动式拉形机, 是纵向加拉的机床，台面由液压作动筒操纵，可作上、下平行移动。夹钳钳台相对工作台的距离用丝杆调整，其角度位置可用倾斜作动筒调整，由拉伸作动筒进行拉伸工作。,台钳双动式拉形机 纵拉,台钳双动式拉形机 工作原理,纵向拉形机的钳口装置,纵向拉形机的钳口装置,* 立式拉形机,这种拉形机在欧美各国使用较多，它和我国的型材拉弯机很相似，这种机床成形模固定不动，夹紧板料的夹钳不但可以伸缩，而且可以绕着成形模转动，使板料逐渐向成形模包覆，最后贴模成形，这种拉形机称为拉包机，它的加工范围广，夹头钳口可更换，以适应于大剖面型材的拉弯。,立式拉形机 拉包机,四、拉形工艺,1确定拉形方式2计算拉形系数3计算拉形力并确定机床吨位4计算毛料尺寸5主要工艺问题及其解决方法6. 质量控制,拉形工艺方法,拉形工艺方法（续1）,拉形工艺方法（续2）,拉形工艺流程,1确定拉形方式, 根据零件特点来确定采用 * 纵向拉形 * 横向拉形,加大毛料 防止侧滑,2计算拉形系数,K拉 Kmax 可一次拉形成功, 否则需多次拉形,3计算拉形力并确定 机床的吨位, 按公式计算拉形力 横拉时：纵拉时： 选择机床,4计算毛料尺寸, 按公式计算 L = l0 + 2 h1 + h2 + h3 B = b + 2 h4,5主要工艺问题及其解决方法,钳口处易产生应力集中 出现明显的滑移线 超过极限拉形系数需多次拉形 有回弹，采用初拉，淬火后再补拉 凹曲面、马鞍形会侧滑而起皱 材料利用率低，可采用组合拉形 尽可能的采用对称拉形,6质量控制,零件外形的准确度一般用零件与拉形模贴合间隙表示。歼击机蒙皮允许间隙0.5mm,局部1mm大型客机和轰炸机间隙0.8mm 表面质量避免“滑移线”和“粗晶”防止擦伤和划伤,五、拉形模的设计与制造,1设计要点,圆角 r r = 30 50 mm 表面光滑 粗糙度 Ra1.6 轻且刚性好 对称布置 受力平衡、稳定,2典型结构,拉形模的典型结构有： 木框或竹胶板框环氧胶砂模 （用于大型零件） 金属骨架环氧塑料模 （用于中小型零件）,木框或竹胶板框环氧胶砂模,3协调路线,4拉形模工艺要求,六、工艺规程举例,1一次拉形的工艺规程2二次拉形的工艺规程3两个实例4蒙皮外形的检验5镜面蒙皮的拉形,1一次拉形的工艺规程,下料 淬火 拉形 并划线修边 检验 阳极化并涂漆,2二次拉形的工艺规程,下料 初次拉形 淬火 最后拉形 并划线切边 检验 阳极化、涂漆,3两个实例,例一：进气道侧壁内蒙皮,进气道侧壁内蒙皮,是一长度较大的马鞍形零件。蒙皮两端留出20 mm的装配余量。二侧留有8个伸出的耳片。由于零件凹陷很深，变形程度较大，按模胎实测所求得的拉形系数为1.068。根据经验数据，已超过极限拉形系数，必须采用二次拉形。 在横向拉形机上生产。 工艺规程如下：,工艺规程如下,例二：机身前侧壁蒙皮,例二：机身前侧壁蒙皮,是一凸双曲零件，其前部近似于筒形，后部微呈凸峰，并带有三个内孔。由于外形曲度平缓，因而可以一次拉形制成。零件纵向很大，应选用纵拉机床在新淬火状态下拉形。零件的内孔尺寸很小，须用手工裁剪。,工艺规程如下：,4蒙皮外形的检验,一般都在拉形模上进行，零件覆盖在拉形模上用手按压试探蒙皮是否局部浮离模胎。对于厚度为1 mm的蒙皮加压5 kg，2mm的蒙皮加压7 kg，能够使蒙皮贴合的，则符合要求。,5镜面蒙皮的拉形,镜面蒙皮又称抛光蒙皮。具有耐疲劳、抗腐蚀、气动表面光滑、美观等特点。镜面蒙皮拉形的注意事项：* 速度尽可能缓慢，太快易拉断；* 拉形变形量不超过4%，否则会出现严重的“滑移线”，最合适的变形量为1.5% 2%；* 拉形过程要连续，不能间断；* 润滑剂粘度适中，涂刷均匀。,蒙皮的保护,镜面蒙皮保护材料,损伤修复,铝合金钣金零件表面缺陷分三类五种型式,表面缺陷分类,表面缺陷形式,表面损伤是否穿透包铝层可以用化学点滴试验进行确定,表面缺陷的修复方法,