一种变厚度薄壁构件的垫料辅助压弯成形方法
【专利摘要】本发明提供了一种变厚度薄壁构件的垫料辅助压弯成形方法。本发明方法通过在变厚度特征的薄壁构件上安装辅助垫料，将加工构件变为等厚度，再进行压弯成形。所述垫料主要起传递力和保持变形体精确几何构形的作用，实现构件的精确弯曲成形。本发明方法改变了传统的重污染化学削的制造方法，促进了航空绿色节能制造的先进技术应用，有较大的应用价值。
【专利说明】一种变厚度薄壁构件的垫料辅助压弯成形方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及航空制造技术，具体涉及用于飞机上变厚度薄壁构件的成形方法，尤其涉及一种变厚度薄壁构件的垫料辅助压弯成形方法。
【背景技术】
[0002]在航空制造技术中，用于变厚度薄壁构件(薄板铝合金)的成形，是由两部分构成。一部分安装在飞机的折弯机上，保证构件下表面为圆弧且光滑；另一部分安装在变厚度薄壁构件上表面上，保证构件上表面受力均匀。变厚度薄壁构件是飞机一种重要的结构件，是由整块板坯经过切削加工、成形等工序制成，对内表面存在变厚度区域，又称变厚度薄壁构件，具有重量轻、表面光滑、结构强度高、刚性好、气动外形等优点，已被广泛应用于航空结构件。但由于变厚度薄壁构件存在形状不规则、结构复杂等特点，其制造工艺比较复杂。目前采用的成形工艺主要有压弯成形、滚弯成形、拉弯成形、喷丸成形、爆炸成形、时效蠕变成形等。随着航空制造技术的发展，绿色制造正在挑战传统制造方法，以避免有害健康以及对环境的污染。为此，用数控高速铣削制造方式来代替传统化学铣削是航空行业的主要趋势，从而导致了变厚度薄壁构件在成形制造时加工模式发生了根本变化。即由传统的“滚弯成形一化铣”改进为“数控加工一压弯成形”，改变了传统的重污染化学削的制造方法。
[0003]目前采用的成形工艺主要有压弯成形、滚弯成形、拉弯成形、喷丸成形、爆炸成形、时效蠕变成形等。压弯成形具有工艺简洁、设备简单、操作方便等优点，主要用来成形等曲率、变曲率的二维曲面，广泛应用于薄壁构件。对表面存在变厚度区域的薄壁构件进行压弯成形，在制造柔性、生产成本上都是具有优势的绿色工艺方法，但也对成形制造中精确成形技术提出了挑战。而对于具有变曲率变厚度特征的薄壁构件板坯，压弯成形时需要借助垫料辅助方法，将被加工坯料变为等厚度，实现构件的精确弯曲成形，在成形过程中，垫料主要起传递力和保持变形体精确几何构形的作用。垫料尺寸规格等参数对压弯成形件的尺寸精度有着重要的影响。因此，垫料辅助压弯加工过程是多结构体耦合的复杂成形过程，其成形的质量与众多因素相关。在现有技术中，对等厚度的蒙皮压弯成形具有成熟的理论和工程经验。然而对具有变厚度特征蒙皮的垫料辅助压弯成形，由于变厚度的问题带来了成形过程中力和变形的不均匀性和突变性，因此，给成形制造的质量控制带来了技术上的障碍，这是亟待需要解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于研究设计均匀性好、质量稳定的变厚度薄壁构件的成形方法。
[0005]本发明提供了一种变厚度薄壁构件的垫料辅助压弯成形方法。
[0006]本发明方法通过在变厚度特征的薄壁构件上安装辅助垫料，将加工构件变为等厚度，再进行压弯成形。所述垫料主要起传递力和保持变形体精确几何构形的作用，实现构件的精确弯曲成形。
[0007]本发明方法包括下列步骤:
(一)、编制具有变厚度特征薄壁构件的数控折弯程序；
(二 )、采用数控铣切的方式将薄壁构件坯料及辅助垫料加工至具有变厚度特征的平板状态；
(三)、将辅助垫料安放在具有变厚度特征的薄壁构件坯料上并固定；
(四)、将压弯成形的模具安装在数控折弯机上；
(五)、将安装了辅助垫料的具有变厚度特征的薄壁构件坯料放入折弯机，按照数控折弯程序进行折弯成形；
(六)、完成成形后从数控折弯机内取出安装了辅助垫料的薄壁构件坯料；
(七)、将薄壁构件上的辅助垫料拆下，就制得变厚度薄壁构件。
[0008]本发明所述变厚度薄壁构件坯料由薄板铝合金制成。
[0009]本发明方法所述的辅助垫料选自尼龙板、橡胶板或PVC板，优选尼龙板。
[0010]根据薄壁构件以及其具有变厚度的特点，需要在实施折弯成形时将不同厚度填平。作为填充的辅助垫料要求能与薄壁构件相互咬合，达到填平的作用。
[0011]本发明方法的优点是:本发明通过对变厚度薄壁构件的平板坯料进行成形，对于具有变曲率变厚度特征的蒙皮板坯，通过压弯成形时借助垫料辅助方法，将被加工坯料变为等厚度，实现构件的精确弯曲成形。改变了传统的重污染化学削的制造方法，促进了航空绿色节能制造的先进技术应用，有较大的应用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明变厚度薄壁构件的垫料辅助压弯成形方法的实施示意图。
[0013]图中:
001数控折弯机机体；
002数控折弯机定位装置；
003成型模具；
004辅助垫料；
005薄壁构件坯料。
【具体实施方式】
[0014]以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0015]实施例1
(一)、编制具有变厚度特征薄壁构件的数控折弯程序；
此处所说的“程序”是指:使用数控折弯机进行工件成形时所输入到设备中的命令。此“程序”是在数控折弯机的控制系统中自动编制的。
[0016](二)、采用数控铣切的方式将薄壁构件坯料(由薄板铝合金制成)及辅助垫料尼龙板(市售，Ensinger公司，尼龙板Tecast TM, DIN-Addreviat1n:PA6G)加工至具有变厚度特征的平板状态；辅助垫料的变厚度特征是要求能与薄壁构件相互咬合，达到填平的作用。
[0017](三)、将辅助垫料安放在具有变厚度特征的薄壁构件坯料上并固定；
(四)、将压弯成形的模具安装在数控折弯机上(数控折弯机:PSH-170/4050)； (五)、将安装了辅助垫料的具有变厚度特征的薄壁构件坯料放入折弯机，按照数控折弯程序进行折弯成形(数控折弯机:PSH-170/4050)；
(六)、完成成形后从数控折弯机内取出安装了辅助垫料的薄壁构件坯料；
(七)、将薄壁构件上的辅助垫料拆下，就制成变厚度薄壁构件。
【权利要求】
1.一种变厚度薄壁构件的垫料辅助压弯成形方法，其特征在于， 该方法包括下列步骤: (一)、编制具有变厚度特征薄壁构件的数控折弯程序； (二 )、采用数控铣切的方式将薄壁构件坯料及辅助垫料加工至具有变厚度特征的平板状态； (三)、将辅助垫料安放在具有变厚度特征的薄壁构件坯料上并固定； (四)、将压弯成形的模具安装在数控折弯机上； (五)、将安装了辅助垫料的具有变厚度特征的薄壁构件坯料放入折弯机，按照数控折弯程序进行折弯成形； (六)、完成成形后从数控折弯机内取出安装了辅助垫料的薄壁构件坯料； (七)、将薄壁构件上的辅助垫料拆下，就制得变厚度薄壁构件。
2.根据权利要求1所述的一种变厚度薄壁构件的垫料辅助压弯成形方法，其特征在于，能与薄壁构件相互咬合，达到填平的作用。
3.根据权利要求1所述的一种变厚度薄壁构件的垫料辅助压弯成形方法，其特征在于，所述的辅助垫料选自尼龙板、橡胶板或PVC板。
4.根据权利要求3所述的一种变厚度薄壁构件的垫料辅助压弯成形方法，其特征在于，所述的辅助垫料为尼龙板。
5.根据权利要求1所述的一种变厚度薄壁构件的垫料辅助压弯成形方法，其特征在于，所述变厚度薄壁构件坯料由薄板铝合金制成。
【文档编号】B21D11/22GK104138946SQ201410295807
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】宋波, 李振翔, 黄慧, 李超, 陈智超, 李妙卿 申请人:中国商用飞机有限责任公司, 上海飞机制造有限公司