航空異形沖壓件工藝方法

孫鑫

摘 要： 鈑金沖壓技術(shù)是航空產(chǎn)品使用加工方式中的一種常見形式，在沖壓過程中模具的設(shè)計和制造非常重要。產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)成本和產(chǎn)品加工周期直接由板料成型加工技術(shù)的高低水平?jīng)Q定，不僅關(guān)系到航空產(chǎn)品的交付進(jìn)度，也關(guān)系到我國國防工藝的發(fā)展水平。本文以典型零件為研究對象，提出了可行的工藝路線，并對模具進(jìn)行了計算。

關(guān)鍵詞： 沖壓零件;模具計算;生產(chǎn)工藝

1.異型沖壓零件的生產(chǎn)工藝及尺寸要求

本文所研究的零件是一端需要沖成圓弧狀，與基準(zhǔn)面有18°的要求，另外一端為U形，但是最終需要的尺寸高度是64mm，沖壓的過程中有一定的回彈，在零件沖壓完成后要對零件進(jìn)行裁切，由于原本零件在沖壓成形的過程中，前端的內(nèi)圓弧部分，有些材料因為受到擠壓所以存在較大的壓應(yīng)力，因此外部材料的拉應(yīng)力較大，在對零件進(jìn)行裁切的過程中就會導(dǎo)致應(yīng)力的釋放，從而導(dǎo)致零件的二次回彈，如果需要滿足零件圖紙要求的最終狀態(tài)，就必須對沖壓回彈進(jìn)行嚴(yán)格且準(zhǔn)確的控制，因此在沖壓前要對該零件回彈有準(zhǔn)確的預(yù)測。

2.異型沖壓零件的材料簡述及工藝過程分析

2.1異型沖壓零件材料簡述

該沖壓零件的材料是：0Cr15Ni5Cu2Ti（美國的國家標(biāo)準(zhǔn)牌號是15-5PH型不銹鋼），具有優(yōu)良的焊接工藝性，因為在沖壓成形時比較硬，所以容易產(chǎn)生回彈。

2.2沖壓零件加工工藝路線分析

該零件的加工工藝路線如下：

5下料→10銑直角邊→15去毛刺、校平→20彎曲（沖壓）成型→25退火→30校正（壓力機(jī)）→35校正（人工）→40銑基準(zhǔn)邊→15劃零件外形線→50劃零件型面線（正弦規(guī)）→55銑斜面→60劃高度線→65銑外形→70去毛刺→75檢驗。從該工藝路線可知，20工序進(jìn)行沖壓成形，該零件是兩端開放的半封閉零件，成形前沒有對其進(jìn)行加熱，屬于冷成形。零件在拉伸彎曲時，由于有壓邊圈的作用，沿周材料會被拉伸而起皺，但該零件前后是開放區(qū)域，只有兩側(cè)邊被壓住，基本不存在起皺現(xiàn)象。成形后25工序進(jìn)行校正的目的就是消除零件由于沖壓后而產(chǎn)生的回彈。零件經(jīng)過校正后，其相關(guān)尺寸和形位公差基本滿足零件要求，但是經(jīng)過55工序銑斜面，本工序是為了保證零件圖紙中的18°的要求，65工序銑零件外形即是銑零件高度，是滿足圖中64的尺寸要求，由于零件本身內(nèi)部的應(yīng)力又一次被釋放，導(dǎo)致零件又發(fā)生了一次回彈，因此要求沖壓校正后要預(yù)留零件的回彈系數(shù)即生成中所說的反變形余量。

3.沖壓零件模具設(shè)計計算

3.1該沖壓零件的研究思路

首先要明確該零件的研究方法，然后進(jìn)行相關(guān)工藝計算，通過對零件以上工序內(nèi)容的分析，研究內(nèi)容如下：

（1）零件展開料計算;

（2）加工零件所用設(shè)備的選擇;

（3）首次成型時模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制模具圖;

（4）沖壓零件和沖壓模具之間的間隙控制;

（5）對沖壓零件的回彈量進(jìn)行測量、統(tǒng)計;

（6）按照回彈變形量重新設(shè)計沖壓模具。

通過以上分析進(jìn)行沖壓成形，根據(jù)零件的回彈情況，需要對零件進(jìn)行預(yù)成形，依據(jù)零件圖的尺寸要求，20工序彎曲（沖壓）成型的工序圖如圖3.1所示：

從圖中可知，零件底部有兩個圓角，分別是R10和R55，對比零件圖可知，本工序在長度和高度方向均留有一定的余量，沖壓后的零件實體如圖3.2所示：

經(jīng)過對該成形零件及其圖紙尺寸和形狀的分析，進(jìn)行零件的沖壓彎曲模具圖的設(shè)計。沖壓回彈的表示方法，所有鈑金沖壓零件在發(fā)生塑性變形時總是伴隨著彈性變形，當(dāng)工件經(jīng)沖壓后就會產(chǎn)生回彈，回彈量的多少直接影響零件的質(zhì)量。為了減少回彈多工件精度的影響，應(yīng)當(dāng)確定回彈值，回彈值以回彈角Δα來表示。

3.2沖壓零件的模具設(shè)計計算

結(jié)論

本文以航空鈑金沖壓件為研究對象，提出了其制作的工藝路線和方法，并且通過對回彈的研究對沖壓模具關(guān)鍵角度進(jìn)行了計算。

參考文獻(xiàn)

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