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第八章-蒙皮拉形
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。 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。 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。 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 * 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 * 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 σb 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10~20mm h2 —— 过渡区长度,通常取150~200mm h3 —— 夹紧部分的余量,通常取50mm b —— 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
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