專利名稱：翼尖罩鏡面零件拉深的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及飛行器零件的制造領(lǐng)域，特別是涉及飛機(jī)翼尖罩鏡面零件采用拉深模 制造及拉深的加工方法。
背景技術(shù)：
翼尖罩是飛機(jī)水平尾翼上的一個(gè)鏡面零件，它與復(fù)合材料翼尖帽之間用連接板相 連，組成翼尖組件，安裝在飛機(jī)的水平尾翼上。如圖1所示是翼尖組件結(jié)構(gòu)的示意圖，其中， 101是翼尖罩，102是復(fù)合材料翼尖帽，103是連接帶板。翼尖罩鏡面零件是將經(jīng)過機(jī)械拋光的蒙皮材料再經(jīng)過深拉伸加工得到的。所謂機(jī) 械拋光的蒙皮材料表現(xiàn)出一種高質(zhì)量反射的外觀，有統(tǒng)一的顏色等級(jí)，光潔度和反射率，供 未上漆的飛機(jī)使用。翼尖罩鏡面零件的制造難度在于機(jī)械拋光的蒙皮材料的鏡面深拉伸中，鏡面在 模具型腔內(nèi)易劃傷；翼尖零件外形變化大，一次拉伸成形材料易斷裂或粗晶現(xiàn)象(也稱“桔 皮現(xiàn)象”)，若采用二次拉伸成形，則鏡面難以保證；零件圓角處與直壁段的銜接處易產(chǎn)生凹 模圓口凹槽；零件精度要求高，外形尺寸公差為0. 25mm。目前的翼尖罩鏡面零件表面打磨淺的在零件圓角處與直壁段的銜接處均有凹模 圓口凹槽，嚴(yán)重影響零件表面質(zhì)量；而且目前國(guó)外制造該零件的報(bào)廢率較高。因此，急需開發(fā)一種解決上述問題并滿足產(chǎn)品要求的翼尖罩鏡面零件制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種翼尖罩鏡面零件的制造方法。本發(fā)明的方法用于將機(jī)械拋光的蒙皮材料經(jīng)過深拉伸加工成為翼尖罩鏡面零件。 所謂機(jī)械拋光的蒙皮材料表現(xiàn)出一種高質(zhì)量反射的外觀，有統(tǒng)一的顏色等級(jí)，光潔度和反 射率，供未上漆的飛機(jī)使用。本發(fā)明采用特制的拉深模對(duì)機(jī)械拋光的蒙皮材料進(jìn)行深拉伸得到左右對(duì)稱可切 割成為兩件翼尖罩鏡面零件，而且可以保證鏡面零件一次成型后不出現(xiàn)滑移線和粗晶現(xiàn)象。本發(fā)明中的術(shù)語“滑移線”是指由拉伸成形或相似操作產(chǎn)生的不均勻受力而引起 的對(duì)角線條，這些線條表明材料的局部變細(xì)?！按志КF(xiàn)象”(也稱“桔皮現(xiàn)象”)是指在板拉 伸成形或其它成形時(shí)發(fā)生的類似于桔皮的粒狀表面。以上兩種表面缺陷在鏡面零件制造過程中是不允許的。本發(fā)明所采用的拉深模的基本結(jié)構(gòu)是由凹模和凸模兩部分組成；根據(jù)零件開放式 左右對(duì)稱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)的拉深模的結(jié)構(gòu)形式為一壓兩件，即拉深加工得到的零件經(jīng)過切 割可以得到兩件翼尖罩鏡面零件。為此，本發(fā)明中的凹模和凸模分別是左右對(duì)稱的。具體地，拉深模包括上模板和下模板，上模板和下模板之間活動(dòng)地連接，使其在 垂直方向上對(duì)準(zhǔn)，并在垂直方向上可相對(duì)移動(dòng)，優(yōu)選地上模板和下模板之間通過導(dǎo)套和導(dǎo)柱使其在垂直方向?qū)?zhǔn)，并能夠在垂直方向相對(duì)移動(dòng)；凹模和凸模，凹模與上模板固定，凸模與下模板固定，優(yōu)選地凹模與上模板之間以 及凸模與下模板之間分別用螺釘連接固定；凸模固定板設(shè)置在凸模體下端外周并與凸模成一體，壓邊圈設(shè)置在凸模體上端外 周，壓邊圈下設(shè)置升舉機(jī)構(gòu)，該升舉機(jī)構(gòu)一端與壓邊圈連接，另一端穿過凸模固定板及下模 板與施壓部件連接，通過升舉機(jī)構(gòu)可以使壓邊圈能夠相對(duì)于凸模上下移動(dòng)；優(yōu)選地，升舉機(jī) 構(gòu)包括頂板和頂桿，頂桿一端與壓邊圈連接，頂桿的另一端穿過凸模固定板和下模板與頂 板連接，通過在頂板上施壓，使升舉機(jī)構(gòu)升舉來使壓邊圈相對(duì)于凸模上下移動(dòng)。拉深模通過上模板與凹模體上設(shè)置的導(dǎo)柱與成型設(shè)備連接。本發(fā)明采用的拉深?？梢园惭b在成形設(shè)備的T形槽中，如安裝在雙動(dòng)薄板拉伸機(jī) 上完成拉深成型工作。根據(jù)本發(fā)明方法，鏡面零件的拉深成型包括如下步驟(1)毛坯料的制定由機(jī)械拋光蒙皮材料，根據(jù)初步試?yán)Y(jié)果、壓邊力大小以及材 料向凹模內(nèi)流動(dòng)的變形補(bǔ)償量，將凹模口輪廓線向外均勻偏置預(yù)定距離，優(yōu)選為45mm左 右，從而得到毛坯外形。其中，在下料過程中，材料的纖維方向一定要沿著材料的長(zhǎng)度方向。 它直接影響到材料在拉深過程中的成形質(zhì)量。(2)用潤(rùn)滑油均勻涂抹在本發(fā)明的拉深模的凹模圓角部位和壓料面上型腔內(nèi)外以 及與此接觸的坯料表面上，目的是為了減小材料與模具之間的摩擦力，更好保證材料在拉 深時(shí)的流暢性，從而避免在零件圓角處與直壁段的銜接處產(chǎn)生凹模圓口凹槽。對(duì)于潤(rùn)滑油 沒有特別限定，一般用于拉深加工的潤(rùn)滑油都可用。(3)將毛坯料放置在模具的壓邊圈上，在凹模和毛坯料之間覆蓋一層厚度為 0. 4 0. 7mm的橡膠皮。因橡膠皮具有很強(qiáng)的彈性和良好的可塑性、隔水隔氣、抗拉和耐磨 等特點(diǎn)，所以選擇橡膠皮來保護(hù)零件的外表面質(zhì)量。優(yōu)選的是天然橡膠皮。優(yōu)選橡膠皮的 厚度為0. 6mm。(4)進(jìn)行拉深。拉深壓力為3 5Mpa，壓邊壓力為3 5Mpa，完成拉深操作后保持 5 10秒。優(yōu)選地，進(jìn)行拉深時(shí)是在上述壓力下進(jìn)行緩慢拉深。(5)卸除壓力后，將零件取出。(6)進(jìn)行后續(xù)工序，如熱處理，噴保護(hù)漆，切割，表面處理等。鏡面零件通過上述步驟加工后，可以達(dá)到一次成形，一壓兩件的工作效率，節(jié)約時(shí) 間，縮短了生產(chǎn)周期。采用本發(fā)明的方法生產(chǎn)的鏡面零件的表面質(zhì)量無滑移線和粗晶現(xiàn)象，表面光滑無 劃傷，達(dá)到鏡面零件的質(zhì)量要求，幾乎沒有報(bào)廢品。而現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)鏡面零件報(bào)廢率較高。通過本發(fā)明的方法，采用合理的壓延方案，確定壓邊力及鏡面保護(hù)，根據(jù)試模情況 修改模具并確定零件毛坯料外形等各項(xiàng)工藝參數(shù)，解決了零件局部變薄、起皺、凹槽、鏡面 劃傷現(xiàn)象，在確保外形準(zhǔn)確的同時(shí)保證零件的內(nèi)在和外在質(zhì)量。采用該方法可以使翼尖罩 鏡面零件投入批量生產(chǎn)，保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。


圖1是本發(fā)明的一種翼尖組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2本發(fā)明采用的拉深模的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3A 3B是本發(fā)明采用的拉深模的凹模口輪廓以及凸模輪廓示意圖。圖4是本發(fā)明的毛坯料的輪廓示意圖。圖5A是按照本發(fā)明的方法加工的鏡面零件的主視圖。圖5B是按照本發(fā)明的方法加工的鏡面零件的俯視圖。圖5C是按照本發(fā)明的方法加工的鏡面零件的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式以下通過具體實(shí)施方式
詳細(xì)介紹本發(fā)明。本發(fā)明的方法用于鏡面材料零件的深拉伸制造，即機(jī)械拋光的蒙皮材料的深拉伸 加工。所謂機(jī)械拋光的蒙皮材料表現(xiàn)出一個(gè)高質(zhì)量反射的外觀，有統(tǒng)一的顏色等級(jí)，光潔度 和反射率，供未上漆的飛機(jī)使用。本發(fā)明采用的拉深模的基本結(jié)構(gòu)是由凹模和凸模兩部分組成；根據(jù)零件開放式左 右對(duì)稱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)的拉深模的結(jié)構(gòu)形式為一壓兩件。如圖2所示是本發(fā)明采用的一個(gè)拉深模的具體實(shí)例的結(jié)構(gòu)示意圖。該拉深模包 括上模板(2)和下模板(12)，上模板(2)和下模板(12)之間通過導(dǎo)套(3)和導(dǎo)柱(5)使 其活動(dòng)地連接，凹模(7)和凸模(11)，凹模(11)與上模板(2)之間用螺釘⑷連接固定，以 及凸模(11)與下模板(12)用螺釘(4')連接固定，這樣使凹模(7)和凸模(11)在垂直方 向?qū)?zhǔn)，并可以通過上下模板的移動(dòng)使凹模(7)和凸模(11)在垂直方向上移動(dòng)；在凸模的下端部外周設(shè)置凸模固定板(10)并與凸模(11)成一體，在凸模體的上 端部外周設(shè)置壓邊圈(9)，在凸模兩側(cè)以及壓邊圈(9)的下面連接頂桿(13)，頂桿一端與壓 邊圈(9)連接，頂桿另一端穿過凸模固定板(10)及下模板(12)與設(shè)置在下模板下方的頂 板(14)連接，通過在頂板上施壓可以使頂桿升舉，壓邊圈(9)借助于頂板及頂桿的升舉可 相對(duì)于凸模上下移動(dòng)。在壓邊圈上可以承載待拉深的毛坯料，以及在拉深結(jié)束后將加工的工件卸下。該拉深模通過在上模板(2)與凹模中設(shè)置的導(dǎo)柱與成型設(shè)備連接。其中拉深模的凹?？谳喞鐖D3A所示，凸模輪廓如圖3B所示。凹模和凸模分別 是左右對(duì)稱的。拉深模被安裝在成形設(shè)備，如雙動(dòng)薄板拉伸機(jī)YT28-1030 (天津第二鍛壓機(jī)床廠) 的T形槽中。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
，以波音737機(jī)翼的翼尖罩鏡面零件的拉深加工 為例進(jìn)行說明。毛坯料的制定選擇機(jī)械拋光的蒙皮材料，根據(jù)初步試?yán)Y(jié)果、壓邊力大小以及 材料向凹模內(nèi)流動(dòng)的變形補(bǔ)償量，將凹?？谳喞€向外均勻偏置一定尺寸，一般優(yōu)選偏置 45mm，從而得到毛坯外形，如圖4所示，其中，a是凹?？谶吘壘€，b是毛坯輪廓線。在該具體 實(shí)施方式中，毛坯料定為尺寸216mm*419mm的不規(guī)則橢圓形。另外，在下料過程中，材料的 纖維方向是沿著材料的長(zhǎng)度方向。纖維方向直接影響到材料在拉深過程中的成形質(zhì)量。用潤(rùn)滑油均勻涂抹在拉深模的凹模圓角部位和壓料面上型腔內(nèi)外以及與此接觸 的坯料表面上，目的是為了減小材料與模具之間的摩擦力，更好保證材料在拉深時(shí)的流暢性。一般用于鋁合金拉深加工的潤(rùn)滑油都可用。在本實(shí)施方式中優(yōu)選上海海申石油化工有 限公司生產(chǎn)的型號(hào)為HS-53B的海申牌潤(rùn)滑油。設(shè)備啟動(dòng)后，先通過頂板及頂桿將壓邊圈頂起，使壓邊圈(9)上表面與凸模(11) 的頂部持平，然后將毛坯料放置在模具的壓邊圈上，在凹模和毛坯料之間覆蓋一層厚度為 0. 6mm的天然橡膠皮。因?yàn)樘烊幌鹉z皮具有很強(qiáng)的彈性和良好的可塑性、隔水隔氣、抗拉和 耐磨等特點(diǎn)，所以較好是選擇天然橡膠皮來保護(hù)零件的外表面質(zhì)量。然后使上模板(2)連同凹模(7) —同壓下，使壓邊圈(9)上放置的毛坯料(8)與 凹模型腔的外表面接觸，然后使成型設(shè)備對(duì)上模板施加向下的壓力使凹模向下對(duì)毛坯施壓 從而使毛坯得到拉深。拉深壓力為3 5Mpa，壓邊壓力為3 5Mpa，完成拉深操作后繼續(xù) 保持該壓力5 10秒。卸除壓力后，通過頂桿使壓邊圈上升從而將加工的零件取出。圖5A 5C是用本發(fā)明采用的拉深模及根據(jù)本發(fā)明的拉深加工方法加工的鏡面零 件的主視圖、俯視圖及側(cè)視圖。從圖中可以看出加工的鏡面零件是左右對(duì)稱的，通過切割可 以得到兩件鏡面零件。拉深后的零件進(jìn)行后續(xù)工序，如熱處理，噴保護(hù)漆，切割，表面處理等得到翼尖罩。鏡面零件通過上述步驟加工后，可以達(dá)到一次成形，一壓兩件的工作效率，節(jié)約時(shí) 間，縮短了生產(chǎn)周期。采用特制的拉深模，并根據(jù)本發(fā)明的方法加工的鏡面零件表面質(zhì)量無滑移線和粗 晶現(xiàn)象，表面光滑無劃傷；零件精度高，外形尺寸公差為0. 25mm以下，達(dá)到鏡面零件的質(zhì) 量，幾乎沒有報(bào)廢品。雖然以上通過具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但不僅僅限于此，在不脫離本 發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以有更多變化或改進(jìn)的方式，而這些變化和改進(jìn)都應(yīng)屬于本發(fā)明 的范圍。
權(quán)利要求
一種翼尖罩鏡面零件拉深的加工方法，包括如下步驟按照拉深模的凹?？谳喞€向外均勻偏置預(yù)定值后的大小，由機(jī)械拋光蒙皮材料，定制不規(guī)則橢圓形狀的毛坯料；在拉深模的凹模圓角部位、壓料面上的型腔內(nèi)外以及與此接觸的坯料表面上均勻涂抹潤(rùn)滑油；使毛坯料的纖維方向沿著其長(zhǎng)度方向，將毛坯料置于拉深模中；在凹模和毛坯料之間覆蓋一層橡膠皮；進(jìn)行拉深，拉深壓力為3～5Mpa，壓邊壓力為3～5Mpa；完成拉深后保持上述壓力5～10秒；卸除壓力，取出零件。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的預(yù)定值為45mm。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的潤(rùn)滑油為鋁合金拉深用油。
4.如權(quán)利要求1 3中任一所述的方法，其特征在于，所述的橡膠皮為天然橡膠皮，其 厚度為0. 4 0. 7mm。
5.如權(quán)利要求1 4中任一所述的方法，其特征在于，所述的拉深模為一壓兩件形式。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述的拉深模包括上模板(2)和下模板(12)，上模板(2)和下模板(12)之間在垂直方向?qū)?zhǔn)，并以在垂 直方向上能相對(duì)移動(dòng)地連接；凹模⑵和凸模(11)，凹模(7)固定在上模板(2)以及凸模(11)固定在下模板(12)， 凹模(7)和凸模(11)在垂直方向?qū)?zhǔn)，通過上模板(2)與下模板(12)之間的相對(duì)移動(dòng)使 凹模(7)與凸模(11)能夠在垂直方向上相對(duì)移動(dòng)；在凸模下端部外周設(shè)置凸模固定板(10)并與凸模成一體，在凸模上端部外周設(shè)置壓 邊圈(9)，在凸模兩側(cè)壓邊圈下設(shè)置升舉機(jī)構(gòu)，該升舉機(jī)構(gòu)一端與壓邊圈(9)連接，而另一 端穿過凸模固定板(10)及下模板(12)與施壓部件連接，從而通過升舉機(jī)構(gòu)的升舉，使壓邊 圈(9)能夠相對(duì)于凸模(11)以及固定板和下模板上下移動(dòng)； 拉深模的上模板(2)與成型設(shè)備連接； 所述的凹模和凸模分別左右對(duì)稱。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，上模板⑵和下模板(12)之間通過導(dǎo)套(3) 和導(dǎo)柱(5)連接，通過導(dǎo)套和導(dǎo)柱之間的相對(duì)移動(dòng)來調(diào)整上模板(2)和下模板(12)之間的 相對(duì)距離。
8.如權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，凹模(7)與上模板(2)之間以及凸模 (11)與下模板(12)之間分別用螺釘(4,4')連接固定。
9.如權(quán)利要求6 8中任一所述的方法，其特征在于，升舉機(jī)構(gòu)包括至少兩個(gè)頂桿 (13)和至少一個(gè)頂板(14)，頂桿(13)的一端與壓邊圈(9)連接，而另一端穿過凸模固定板 (10)及下模板(12)與頂板(14)連接，通過在頂板(14)上的施壓，使頂板及頂桿升舉。
10.如權(quán)利要求6 9中任一所述的方法，其特征在于，拉深模通過上模板(2)與凹模 體中設(shè)置的導(dǎo)柱(6)與成型設(shè)備連接。
全文摘要
一種翼尖罩鏡面零件的拉深加工方法，包括如下步驟按照拉深模的凹模口輪廓線向外均勻偏置預(yù)定值后的大小，由機(jī)械拋光的蒙皮材料定制不規(guī)則橢圓形狀的毛坯料；在由凹模和凸模構(gòu)成的拉深模的凹模圓角部位、壓料面上型腔內(nèi)外以及與此接觸的坯料表面上均勻涂抹潤(rùn)滑油；使毛坯材料的纖維方向沿著其長(zhǎng)度方向，將毛坯料置于拉深模中；在凹模和毛坯料之間覆蓋一層橡膠皮；進(jìn)行拉深，拉深壓力為3～5MPa，壓邊壓力為3～5MPa；完成拉深后保持5～10秒；卸除壓力，取出零件。這樣得到的鏡面零件表面無滑移線和粗晶現(xiàn)象，表面光滑無劃傷，達(dá)到鏡面零件的質(zhì)量要求，幾乎沒有報(bào)廢品。
文檔編號(hào)B21D22/20GK101987335SQ200910055650
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2009年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月30日
發(fā)明者張敏, 朱明華 申請(qǐng)人:中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司;上海飛機(jī)制造有限公司