第8章蒙皮拉形

1、第8章蒙皮拉形拉形 板料兩端在拉形機(jī)夾鉗夾緊下，被工作臺(tái)頂升的拉形模和板料接觸，產(chǎn)生不均勻的平面拉應(yīng)變而使板料與拉形模貼合的成形方法。一、典型零件1. 零件分類 凸雙曲度蒙皮 凹雙曲度蒙皮 馬鞍形雙曲度蒙皮 2. 拉形零件的特點(diǎn) 表面質(zhì)量要求高 外形準(zhǔn)確度高（協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度高） 形狀復(fù)雜、尺寸大、雙曲度蒙皮 機(jī)身、發(fā)動(dòng)機(jī)短艙3. 拉形方式 縱向拉形 板料沿縱向兩端頭夾緊，在被工作臺(tái)頂升的拉形模頂力和拉伸夾鉗縱向拉力雙重作用下，使板料與拉形模貼合的成形方法。 一般用于縱向曲度大的狹長(zhǎng)形蒙皮零件成形。 在機(jī)床中，用作安放拉形模的工作臺(tái)是由液壓作動(dòng)筒操作上、下運(yùn)動(dòng)或傾斜運(yùn)動(dòng)。位于工作臺(tái)兩側(cè)的夾鉗鉗臺(tái)用絲

2、杠調(diào)節(jié)可作水平方向移動(dòng)。傾斜作動(dòng)筒用于調(diào)節(jié)鉗口角度，拉伸作動(dòng)筒則用于對(duì)毛料施加拉力。縱向拉形 橫向拉形 板料沿橫向兩端頭夾緊，在被工作臺(tái)頂升的拉形模頂力作用下，使板料與拉形模貼合的成形方法。 一般用于橫向曲度大的狹長(zhǎng)形蒙皮零件成形。 在拉形機(jī)中，安放拉形模的臺(tái)面由液壓作動(dòng)筒推動(dòng)，作上、下平行運(yùn)動(dòng)。也可作傾斜運(yùn)動(dòng)。兩側(cè)的夾鉗可以調(diào)整位置，但工作過程中固定不動(dòng)。 拉形時(shí)，根據(jù)蒙皮的頂部形狀，將鉗口調(diào)至適當(dāng)位置并加以固定，務(wù)必使夾鉗的拉力作用線與拉形模邊緣相切。 橫向拉形 有些拉形機(jī)有上壓裝置，可成形蒙皮上有凹陷和鼓包的部分。 一般用于縱向拉形機(jī)。VTL-1000蒙皮拉形機(jī)二、拉形過程及基本原理1.

3、 拉形過程原始的制造方法 拉光機(jī) 現(xiàn)在的制造方法拉形是在專用機(jī)床上進(jìn)行的2. 基本原理 蒙皮零件拉形與型材零件拉彎相似，都是以增加拉力減少回彈，而提高成形準(zhǔn)確度。但在拉形情況下，材料的變形狀態(tài)卻要復(fù)雜得多。 拉形過程大致可分為三個(gè)階段 a）開始階段 b）中間階段 c）終了階段 開始階段 將長(zhǎng)方形毛料按凸模彎曲，并將毛料兩端夾入機(jī)床鉗口中，然后凸模向上移動(dòng)，凸模脊背最高處與毛料接觸，毛料被彎曲并張緊。 中間階段 設(shè)想將毛料沿凸模橫切面劃分為許多條帶，隨著凸模上升，中間條帶的附近條帶相繼與凸模脊背貼合，循此漸進(jìn)，直到最邊緣的條帶也與凸模貼合為止，于是這時(shí)毛料的內(nèi)表面都與凸模貼合，取得了凸模表面的形

4、狀。 終了階段 毛料與模具表面完全貼合后，再作少量補(bǔ)充拉伸，例如約1%的延伸率，使邊緣材料（即最后與凸模接觸條帶）所受的拉應(yīng)力超過屈服點(diǎn)，以達(dá)到減少回彈，提高成形準(zhǔn)確度的目的。 拉形過程中的問題 拉形過程中整個(gè)毛料基本上可劃分為兩個(gè)區(qū)域，即與模具貼合的成形區(qū)，以及與凸模相切處至夾頭部分的傳力區(qū)。 傳力區(qū)是懸空部分，這部分材料不與凸模接觸，無摩擦力作用并且在夾頭部分有應(yīng)力集中問題，所以毛料被拉斷現(xiàn)象主要出現(xiàn)在這個(gè)傳力區(qū)。 拉形過程的應(yīng)力應(yīng)變分析3極限拉形系數(shù)和拉形力 材料在拉形過程中，沿著拉力的作用方向拉伸變形是不均勻的，脊背最高點(diǎn)處拉伸變形量最大。拉形系數(shù) 指板料拉形后，變形最大的剖面處長(zhǎng)度與

5、原始長(zhǎng)度之比 （表示變形程度的工藝參數(shù)） * 極限拉形系數(shù)拉形系數(shù)：* 極限拉形系數(shù)及其影響因素 極限拉形系數(shù) 當(dāng)板料瀕于出現(xiàn)不允許的缺陷時(shí)(破裂、滑移線、粗晶、“桔皮”等)的拉形系數(shù)稱為極限拉形系數(shù)，通常用Kmax表示。 LY12、LC4的極限拉形系數(shù)如下表所示材料厚度(mm)1234 Kmax1.041.051.0451.061.051.071.061.08 蒙皮零件的拉形系數(shù)Ke超過上表數(shù)據(jù)，則需要兩次拉形，工序中間給以退火處理。其中：L 為單向拉伸出現(xiàn)不允許缺陷 時(shí)的延伸率(詳見有關(guān)手冊(cè)); 摩擦系數(shù)，一般取0.1 0.15; n 材料的應(yīng)變強(qiáng)化指數(shù) ; e 自然對(duì)數(shù)底，e2.718;

6、 毛料在模具上的包角。影響極限拉形系數(shù)的因素 材料的機(jī)械性能 （材料種類、厚度） 包角大小和摩擦系數(shù) （蒙皮形狀及摩擦） 當(dāng)材料的應(yīng)變剛指數(shù)n、抗拉強(qiáng)度b愈大而包角和摩擦系數(shù)愈小，則極限拉形系數(shù)Kmax愈大。* 拉形力與毛料尺寸計(jì)算 * 拉形力 拉形力是選擇機(jī)床的依據(jù)。 橫向拉形時(shí)： 縱向拉形時(shí)： P = 0.8 b F * 毛料尺寸計(jì)算 決定拉形毛料的尺寸，應(yīng)本著節(jié)約用料的原則。零件的四邊只留有合理的最小余量即可。 長(zhǎng)度方向： L = l0 + 2 h1 + h2 + h3 寬度方向： B = b + 2 h4 公式中各參數(shù)的含義 l0 零件展開長(zhǎng)度h1 毛料的切割余量，通常取1020mm

7、h2 過渡區(qū)長(zhǎng)度，通常取150200mm h3 夾緊部分的余量，通常取50mmb 零件展開寬度h4 切割余量，通常取20mm三、拉形設(shè)備 飛機(jī)工廠的拉形設(shè)備 拉形機(jī)都是專門設(shè)計(jì)的，機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜。 根據(jù)工作原理拉形機(jī)可分類如下： * 臺(tái)動(dòng)式拉形機(jī) 橫拉 * 臺(tái)鉗雙動(dòng)式拉形機(jī) 縱拉 * 立式拉形機(jī) 拉包機(jī)* 臺(tái)動(dòng)式拉形機(jī) 是用來橫向加拉的機(jī)床。它依靠液壓作動(dòng)筒推動(dòng)臺(tái)面升起使毛料受到拉伸。臺(tái)面可以上、下平行移動(dòng)，和作傾斜上升，從而擴(kuò)大拉形范圍。 臺(tái)動(dòng)式拉形機(jī) 橫拉臺(tái)動(dòng)式拉形機(jī) 工作原理拉形機(jī)的夾鉗裝置* 臺(tái)鉗雙動(dòng)式拉形機(jī) 是縱向加拉的機(jī)床，臺(tái)面由液壓作動(dòng)筒操縱，可作上、下平行移動(dòng)。夾鉗鉗臺(tái)相對(duì)工作臺(tái)

8、的距離用絲桿調(diào)整，其角度位置可用傾斜作動(dòng)筒調(diào)整，由拉伸作動(dòng)筒進(jìn)行拉伸工作。 臺(tái)鉗雙動(dòng)式拉形機(jī) 縱拉臺(tái)鉗雙動(dòng)式拉形機(jī) 工作原理縱向拉形機(jī)的鉗口裝置縱向拉形機(jī)的鉗口裝置* 立式拉形機(jī) 這種拉形機(jī)在歐美各國(guó)使用較多，它和我國(guó)的型材拉彎?rùn)C(jī)很相似，這種機(jī)床成形模固定不動(dòng)，夾緊板料的夾鉗不但可以伸縮，而且可以繞著成形模轉(zhuǎn)動(dòng)，使板料逐漸向成形模包覆，最后貼模成形，這種拉形機(jī)稱為拉包機(jī)，它的加工范圍廣，夾頭鉗口可更換，以適應(yīng)于大剖面型材的拉彎。 立式拉形機(jī) 拉包機(jī)四、拉形工藝1確定拉形方式2計(jì)算拉形系數(shù)3計(jì)算拉形力并確定機(jī)床噸位4計(jì)算毛料尺寸5主要工藝問題及其解決方法6. 質(zhì)量控制拉形工藝方法方法示 意 圖說

9、 明一次拉形 新淬火狀態(tài)（多模）多次拉形可增加過渡模多次拉形，中間退火拉形工藝方法（續(xù)1）成組拉形若干個(gè)形狀近似的零件組合為一個(gè)曲面，用一個(gè)模胎拉形、省工、節(jié)料重疊拉形料厚1mm，多次拉形的零件，首次拉形時(shí)，將若干張毛料重疊在一起拉形，可防止材料失穩(wěn)、起皺預(yù)成形拉 形復(fù)雜曲面零件，先用其他方法預(yù)成初形，再拉形拉形工藝方法（續(xù)2）方 法示 意 圖 說 明緊箍成形馬鞍形零件，先將毛料和模胎緊箍在一起，然后拉形，可增加摩擦力，提高貼模程度加上壓拉 形在拉形過程中，與模具頂力方向相反，用局部上模加壓，可成形零件曲面上的凹陷部位拉形工藝流程零 件 形 狀材 料工 藝 流 程LY12M下料 預(yù)拉形 淬火

10、補(bǔ)拉形 切割外形 修整 檢驗(yàn)LY12M下料 滾彎 淬火 拉形 切割外形 校正 檢驗(yàn)LY12M下料 滾彎 預(yù)拉形 退火 拉形 淬火 預(yù)切割 時(shí)效應(yīng)力松弛校形 精密化洗 切割外形 校正 檢驗(yàn)1確定拉形方式 根據(jù)零件特點(diǎn)來確定采用 * 縱向拉形 * 橫向拉形 加大毛料 防止側(cè)滑2計(jì)算拉形系數(shù) K拉 Kmax 可一次拉形成功, 否則需多次拉形3計(jì)算拉形力并確定 機(jī)床的噸位 按公式計(jì)算拉形力 橫拉時(shí)：縱拉時(shí)： 選擇機(jī)床4計(jì)算毛料尺寸 按公式計(jì)算 L = l0 + 2 h1 + h2 + h3 B = b + 2 h4 5主要工藝問題及其解決方法 鉗口處易產(chǎn)生應(yīng)力集中 出現(xiàn)明顯的滑移線 超過極限拉形系數(shù)需

11、多次拉形 有回彈，采用初拉，淬火后再補(bǔ)拉 凹曲面、馬鞍形會(huì)側(cè)滑而起皺 材料利用率低，可采用組合拉形 盡可能的采用對(duì)稱拉形6質(zhì)量控制 零件外形的準(zhǔn)確度一般用零件與拉形模貼合間隙表示。殲擊機(jī)蒙皮允許間隙0.5mm,局部1mm大型客機(jī)和轟炸機(jī)間隙0.8mm 表面質(zhì)量避免“滑移線”和“粗晶”防止擦傷和劃傷五、拉形模的設(shè)計(jì)與制造 1設(shè)計(jì)要點(diǎn) 圓角 r r = 30 50 mm 表面光滑 粗糙度 Ra1.6 輕且剛性好 對(duì)稱布置 受力平衡、穩(wěn)定 2典型結(jié)構(gòu) 拉形模的典型結(jié)構(gòu)有： 木框或竹膠板框環(huán)氧膠砂模 （用于大型零件） 金屬骨架環(huán)氧塑料模 （用于中小型零件）木框或竹膠板框環(huán)氧膠砂模3協(xié)調(diào)路線理論模線反

12、切 內(nèi) 樣 板構(gòu)造模線切面樣板部件表面標(biāo)準(zhǔn)樣件反胎模拉形模4拉形模工藝要求序號(hào)技 術(shù) 要 求 項(xiàng) 目數(shù) 據(jù)1底面平面度 3 mm2零件邊緣至模胎邊緣距離 50 70 mm3模胎型面圓角半徑 30 50 mm4拉伸方向模胎側(cè)面斜角 15 20 5模胎總高度（對(duì)有上壓裝置的拉形機(jī)）大于機(jī)床最小閉合高度小于最大開啟高度6按工藝要求，在工作表面繪制各種線跡劃線公差0.20.3 mm7模胎兩側(cè)的零件外緣線所組成的平面應(yīng)盡量和模胎底面平行8活動(dòng)鉆模的安裝，不防礙拉形過程9工作表面光滑流線粗糙度 Ra1.6六、工藝規(guī)程舉例1一次拉形的工藝規(guī)程2二次拉形的工藝規(guī)程3兩個(gè)實(shí)例4蒙皮外形的檢驗(yàn)5鏡面蒙皮的拉形1一

13、次拉形的工藝規(guī)程 下料 淬火 拉形 并劃線修邊 檢驗(yàn) 陽(yáng)極化并涂漆 2二次拉形的工藝規(guī)程 下料 初次拉形 淬火 最后拉形 并劃線切邊 檢驗(yàn) 陽(yáng)極化、涂漆 3兩個(gè)實(shí)例例一：進(jìn)氣道側(cè)壁內(nèi)蒙皮 進(jìn)氣道側(cè)壁內(nèi)蒙皮 是一長(zhǎng)度較大的馬鞍形零件。蒙皮兩端留出20 mm的裝配余量。二側(cè)留有8個(gè)伸出的耳片。由于零件凹陷很深，變形程度較大，按模胎實(shí)測(cè)所求得的拉形系數(shù)為1.068。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，已超過極限拉形系數(shù)，必須采用二次拉形。 在橫向拉形機(jī)上生產(chǎn)。 工藝規(guī)程如下： 工藝規(guī)程如下 工序號(hào)工 序 內(nèi) 容設(shè) 備樣 板模 具1下料（有時(shí)也可用相當(dāng)長(zhǎng)的整塊鈑料）龍門剪2檢驗(yàn)3用橫拉法初步成形并按模具手工消皺W91-36

14、0 拉形機(jī)拉形模4淬火硝鹽槽5在新淬火狀態(tài)下拉形至與模胎完全貼合并手工修剪下陷W91-360 拉形機(jī)拉形模6在拉形模上按切鉆樣板劃輪廓線后修剪外形振動(dòng)剪切貼樣板拉形模7去毛刺，打光無余量邊，并按模胎修校拉形模8檢驗(yàn)拉形模9無色陽(yáng)極化10噴罩光漆零 件 名 稱圖 號(hào)主要技術(shù)條件1. 與模胎貼合間隙不超過1mm；2. 外形偏離切鉆樣板容差0.5mm， 留余量處容差2mm；3. 表面劃傷不得超過0.06mm。零件供應(yīng)狀態(tài)1. 淬火，無色陽(yáng)極化，噴罩光漆；2. 兩端各留20mm余量。進(jìn) 氣 道 蒙 皮 材 料數(shù) 量LY12MO-3.0件/架例二：機(jī)身前側(cè)壁蒙皮例二：機(jī)身前側(cè)壁蒙皮 是一凸雙曲零件，其前

15、部近似于筒形，后部微呈凸峰，并帶有三個(gè)內(nèi)孔。由于外形曲度平緩，因而可以一次拉形制成。零件縱向很大，應(yīng)選用縱拉機(jī)床在新淬火狀態(tài)下拉形。零件的內(nèi)孔尺寸很小，須用手工裁剪。 工藝規(guī)程如下： 工序號(hào)工 序 內(nèi) 容設(shè)備樣板工藝裝備1下料龍門剪2檢驗(yàn)3淬火4拉形縱拉-1M拉形機(jī)拉形模5在拉形模上按切鉆樣板劃出內(nèi)外輪廓線，用振動(dòng)剪修剪外形，并開制內(nèi)孔切鉆樣板拉形模6整修外形拉光機(jī)拉形模7檢驗(yàn)切鉆樣板拉形模8無色陽(yáng)極化9噴罩光漆4蒙皮外形的檢驗(yàn) 一般都在拉形模上進(jìn)行，零件覆蓋在拉形模上用手按壓試探蒙皮是否局部浮離模胎。對(duì)于厚度為1 mm的蒙皮加壓5 kg，2mm的蒙皮加壓7 kg，能夠使蒙皮貼合的，則符合要求

16、。 5鏡面蒙皮的拉形鏡面蒙皮又稱拋光蒙皮。具有耐疲勞、抗腐蝕、氣動(dòng)表面光滑、美觀等特點(diǎn)。鏡面蒙皮拉形的注意事項(xiàng)：* 速度盡可能緩慢，太快易拉斷；* 拉形變形量不超過4%，否則會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的“滑移線”，最合適的變形量為1.5% 2%；* 拉形過程要連續(xù)，不能間斷；* 潤(rùn)滑劑粘度適中，涂刷均勻。 蒙皮的保護(hù)鏡面蒙皮保護(hù)材料保護(hù)方法名 稱牌 號(hào)噴 涂 可剝落、拉撕防腐劑 TEC775A藍(lán)色噴 涂 可剝落耐腐蝕涂層 Turco5580-G壓 貼 壓敏膠防護(hù)膜 YR-349白色壓 貼 壓敏膠防護(hù)膜 SPV224Type1-1-48藍(lán)色壓 貼 壓敏膠防護(hù)膜 Protex8216-2綠色噴 涂 防護(hù)膜 376-33藍(lán)色噴 涂 防護(hù)膜 376-39米色 損傷修復(fù)鋁合金鈑金零件表面缺陷分三類五種型式類型特 點(diǎn)A類 人為損傷。如劃傷、鑿痕、工具痕跡、凹坑及其他的表面缺陷B類 原材料具有的。如包鋁層氣泡和夾雜C類 由于材料保護(hù)不善或熱處理引起。如腐蝕點(diǎn)、鋁合金基體內(nèi)部氣泡、熱處理起“皮”等型 式特 點(diǎn)1型非外觀項(xiàng)目而又未穿透包鋁層的缺陷2型非外觀項(xiàng)目但已經(jīng)穿透包鋁層