一种球头对接桁内型面成形方法与流程

本发明涉及钣金技术领域，特别涉及一种球头对接桁内型面成形方法。

背景技术：

运载火箭卫星整流罩球头对接桁通过原始型材借助拉弯模采用拉弯工艺方法成形，此类零件外型面为球面，内型面为不规则空间曲面，如图1所示。由于拉弯模模具型面是依据零件的内型面设计，而球头对接桁零件内型面为不规则空间曲面，采用传统的按照理论尺寸设计球头对接桁拉弯模型面的方法，模具设计与加工制造均非常困难，并且零件拉弯卸载后会产生回弹，往往造成成形后零件型面尺寸与设计理论尺寸偏差很大，需通过后续反复修模及大量校形才能保证零件尺寸精度要求，大大增加了零件制造成本，严重影响了零件的成形效率与成形质量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种球头对接桁内型面成形方法，以解决现有球头对接桁拉弯模型面设计与加工制造困难、拉弯成形后零件尺寸精度差、制造成本高和成形效率低的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种球头对接桁内型面成形方法，包括以下步骤：s1、取所述球头对接桁原始型材截面，将所述截面分为n段，测量并记录各分段的截面厚度；s2、假设成形前后截面厚度不变，在成形后各分段处外型面曲线上取一点，减去步骤s1中得到的该截面厚度，得到n个拟合点；s3、取所述n个拟合点的两个端点以及一个拟合最优点，将内型面曲线拟合为半径为r的圆；s4、保持半径r不变，将所述步骤s3中得到的内型面曲线端点偏移模具补偿量δ，得到模具补偿后的内型面曲线；s5、根据步骤s4中得到的内型面曲线进行拉弯模设计，即可加工得到所述球头对接桁内型面。

进一步地，所述步骤s1中，n的值大于10。

进一步地，所述步骤s3中，所述最优点为，采用该拟合点与两个端点拟合成的内型面曲线，与剩余拟合点的法向距离之和最小。

进一步地，所述步骤s4中，δ的值为1mm～2mm。

本发明提供的球头对接桁内型面成形方法的有益效果为：

(1)将球头对接桁拉弯模型面由不规则空间曲面简化为近似球面，模具设计与加工制造难度大大降低；

(2)模具型面尺寸依据工程实践经验增加回弹补偿，优化了模具设计，可提高产品一次拉弯成形精度，显著降低了后续修模成本和校形工作量，提高了产品成形质量和成形效率。

附图说明

下面结合附图对发明作进一步说明：

图1为本发明实施例提供的球头对接桁内型面成形方法的零件截面图；

图2为本发明实施例提供的分段法确定成形后零件内型面曲线示意图；

图3为本发明实施例提供的内型面近似拟合示意图；

图4为本发明实施例提供的考虑模具补偿的内型面曲线示意图；

图5为本发明实施例提供的采用本发明设计方法获得的球头对接桁拉弯模型面图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的球头对接桁内型面成形方法作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明以某运载火箭球头对接桁为实施例，零件原始型材标准号为xc119-5，半径为r848，拉弯模型面设计步骤如下：

步骤一、按照图2(a)，将成形前原始型材截面均分为11段，测量并记录各分段处截面厚度尺寸δ1、δ2、…δ11；

步骤二、按照图2(b)，以型材根部为基准点作半径r1(r1＝848)的圆，绘出l2曲线，并将l1曲线的a1、a2、…a11点引至l2曲线上，得到b1、b2、…b11点；

步骤三、假设拉弯成形前后型材截面厚度尺寸不变，按照图2(c)，以l2曲线为基准线，从l2曲线上b1、b2、…b11点分别平移δ1、δ2、…δ11，得到c1、c2、…c11点；

步骤四、按照图3，将c1、c2、…c11点近似拟合为半径为r2的圆，得到曲线l3；

步骤五、按照图4，模具补偿量δ为1mm，将曲线l3端点由o点移至o＇点，半径r2不变，得到曲线l4，该曲线即为球头对接桁拉弯模型面曲线；

步骤六、按照图5，在步骤五获得的曲线l4的基础上，设计完成整个拉弯模型面。

表1为采用上述方法设计制造的球头对接桁拉弯模拉弯成形零件的a面平面度、b面贴模度、校形时间与原零件对比情况。

表1

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种球头对接桁内型面成形方法，包括以下步骤：S1、取原始型材截面，将截面分为n段，测量并记录各分段的截面厚度；S2、假设成形前后截面厚度不变，在成形后各分段处外型面曲线上取一点，减去步骤S1中得到的该截面厚度，得到n个拟合点；S3、取n个拟合点的两个端点以及一个拟合最优点，拟合为半径为R的圆；S4、保持半径R不变，将内型面曲线端点偏移模具补偿量δ；S5、根据步骤S4中得到的内型面曲线进行拉弯模设计，加工得到球头对接桁内型面。本发明提供的成形方法将球头对接桁拉弯模型面由不规则空间曲面简化为近似球面，模具设计与加工制造难度大大降低，降低了后续修模成本和校形工作量，提高了产品成形质量和成形效率。

技术研发人员：王建光;王煜;李慧春;胡蓝;肖冰娥
受保护的技术使用者：上海航天设备制造总厂
技术研发日：2017.05.25
技术公布日：2017.10.17