第八章 蒙皮拉形

1、一、典型零件一、典型零件二、拉形過程及基本原理二、拉形過程及基本原理三、拉形設備三、拉形設備四、拉形工藝四、拉形工藝五、拉形模的設計與制造五、拉形模的設計與制造六、六、工藝規(guī)程舉例工藝規(guī)程舉例拉形拉形 板料兩端在拉形機夾鉗板料兩端在拉形機夾鉗夾緊下，被工作臺頂升的拉形模夾緊下，被工作臺頂升的拉形模和板料接觸，產生不均勻的平面和板料接觸，產生不均勻的平面拉應變而使板料與拉形模貼合的拉應變而使板料與拉形模貼合的成形方法。成形方法。一、典型零件一、典型零件1. 零件分類零件分類 凸雙曲度蒙皮凸雙曲度蒙皮 凹雙曲度蒙皮凹雙曲度蒙皮 馬鞍形雙曲度蒙皮馬鞍形雙曲度蒙皮 2. 拉形零件的特點拉形零件的特點

2、表面質量要求高表面質量要求高 外形準確度高（協調準確度高）外形準確度高（協調準確度高） 形狀復雜、尺寸大、雙曲度蒙皮形狀復雜、尺寸大、雙曲度蒙皮 機身、發(fā)動機短艙機身、發(fā)動機短艙3. 拉形方式拉形方式 縱向拉形縱向拉形 板料沿縱向兩端頭夾緊，在被工作板料沿縱向兩端頭夾緊，在被工作臺頂升的拉形模頂力和拉伸夾鉗縱向拉臺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力雙重作用下，使板料與拉形模貼合的成形方法。成形方法。 一般用于縱向曲度大的狹長形蒙皮一般用于縱向曲度大的狹長形蒙皮零件成形。零件成形。縱向拉形縱向拉形 橫向拉形橫向拉形 板料沿橫向兩板料沿橫向兩端頭夾緊，在被工作端頭

3、夾緊，在被工作臺頂升的拉形模頂力臺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。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形蒙皮零一般用于橫向曲度大的狹長形蒙皮零件成形。件成形。 橫向拉形橫向拉形 有些拉形機有上壓裝置，可成形蒙有些拉形機有上壓裝置，可成形蒙皮上有凹陷和鼓包的部分。皮上有凹陷和鼓包的部分。 一般用于縱向拉形機。一般用于縱向拉形機。VTL-1000蒙皮拉形機拉形過程及基本原理拉形過程及基本原理1. 1. 拉形過程拉形過程原始的制造方法原始的制造方法 拉光機拉光機 現在的制造方法拉形是在專用機床上現在的制造方法拉形是在專用機床上進行的進行的2. 2.

4、基本原理基本原理 蒙皮零件拉形與型材零件拉彎相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，而提高似，都是以增加拉力減少回彈，而提高成形準確度。但在拉形情況下，材料的成形準確度。但在拉形情況下，材料的變形狀態(tài)卻要復雜得多。變形狀態(tài)卻要復雜得多。 拉形過程大致可分為三個階段拉形過程大致可分為三個階段 a a）開始階段）開始階段 b）中間階段）中間階段 c）終了階段）終了階段 開始階段開始階段 將長方形毛料按凸模彎曲，并將長方形毛料按凸模彎曲，并將毛料兩端夾入機床鉗口中，然后將毛料兩端夾入機床鉗口中，然后凸模向上移動，凸模脊背最高處與凸模向上移動，凸模脊背最高處與毛料接觸，毛料被彎曲并張

5、緊。毛料接觸，毛料被彎曲并張緊。 中間階段中間階段 設想將毛料沿凸模橫切面劃分為設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，循的附近條帶相繼與凸模脊背貼合，循此漸進，直到最邊緣的條帶也與凸模此漸進，直到最邊緣的條帶也與凸模貼合為止，于是這時毛料的內表面都貼合為止，于是這時毛料的內表面都與凸模貼合，取得了凸模表面的形狀。與凸模貼合，取得了凸模表面的形狀。 終了階段終了階段 毛料與模具表面完全貼合后，毛料與模具表面完全貼合后，再作少量補充拉伸，例如約再作少量補充拉伸，例如約1%1%的延的延伸率，使邊緣材料（即最后與凸模伸

6、率，使邊緣材料（即最后與凸模接觸條帶）所受的拉應力超過屈服接觸條帶）所受的拉應力超過屈服點，以達到減少回彈，提高成形準點，以達到減少回彈，提高成形準確度的目的。確度的目的。 拉形過程中的問題拉形過程中的問題 拉形過程中整個毛料基本上可劃拉形過程中整個毛料基本上可劃分為兩個區(qū)域，即與模具貼合的成形分為兩個區(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區(qū)，以及與凸模相切處至夾頭部分的傳力區(qū)。傳力區(qū)。 傳力區(qū)是懸空部分，這部分材料傳力區(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不與凸模接觸，無摩擦力作用并且在夾頭部分有應力集中問題，所以毛料夾頭部分有應力集中問題，所以毛料被拉斷

7、現象主要出現在這個傳力區(qū)。被拉斷現象主要出現在這個傳力區(qū)。 拉形過程的應力應變分析拉形過程的應力應變分析3極限拉形系數和拉形力極限拉形系數和拉形力 材料在拉形過程中，沿著拉力的材料在拉形過程中，沿著拉力的作用方向拉伸變形是不均勻的，脊背作用方向拉伸變形是不均勻的，脊背最高點處拉伸變形量最大。最高點處拉伸變形量最大。拉形系數拉形系數 指板料拉形后，變形指板料拉形后，變形最大的剖面處長度與原始長度之比最大的剖面處長度與原始長度之比 （表示變形程度的工藝參數）（表示變形程度的工藝參數） * 極限拉形系數極限拉形系數maxminLKL* 極限拉形系數及其影響因素極限拉形系數及其影響因素 極限拉形系數極

8、限拉形系數 當板料當板料瀕瀕于出現不允許的缺陷時于出現不允許的缺陷時(破裂、破裂、滑移線、粗晶、滑移線、粗晶、“桔皮桔皮”等等)的拉形系數稱為的拉形系數稱為極限拉形系數，通常用極限拉形系數，通常用Kmax表示。表示。 LY12、LC4的極限拉形系數如下表所示的極限拉形系數如下表所示材料厚度(mm)1234 Kmax1.041.05 1.0451.06 1.051.07 1.061.08其中：L 為單向拉伸出現不允許缺陷為單向拉伸出現不允許缺陷 時的延伸率時的延伸率(詳見有關手冊詳見有關手冊); 摩擦系數，一般取摩擦系數，一般取0.1 0.15; n 材料的應變強化指數材料的應變強化指數 ; e

9、 自然對數底，自然對數底，e2.718;2.718; 毛料在模具上的包角。毛料在模具上的包角。影響極限拉形系數的因素影響極限拉形系數的因素 材料的機械性能材料的機械性能 （材料種類、厚度） 包角大小和摩擦系數包角大小和摩擦系數 （蒙皮形狀及摩擦）* 拉形力與毛料尺寸計算拉形力與毛料尺寸計算 2 cos2PT0.9bTBt* 拉形力拉形力 拉形力是選擇機床的依據。拉形力是選擇機床的依據。 橫向拉形時：橫向拉形時： 縱向拉形時：縱向拉形時： P = 0.8 b F 1.8cos2bPF* 毛料尺寸計算毛料尺寸計算 決定拉形毛料的尺寸，應本決定拉形毛料的尺寸，應本著節(jié)約用料的原則。零件的四邊只著節(jié)約

10、用料的原則。零件的四邊只留有合理的最小余量即可。留有合理的最小余量即可。 長度方向：長度方向： L = l0 + 2 h1 + h2 + h3 寬度方向：寬度方向： B = b + 2 h4 公式中各參數的含義公式中各參數的含義 l0 零件展開長度零件展開長度h1 毛料的切割余量，通常取毛料的切割余量，通常取1020mm h2 過渡區(qū)長度，通常取過渡區(qū)長度，通常取150200mm h3 夾緊部分的余量，通常取夾緊部分的余量，通常取50mmb 零件展開寬度零件展開寬度h4 切割余量，通常取切割余量，通常取20mm拉形設備拉形設備 飛機工廠的拉形設備飛機工廠的拉形設備 拉形機拉形機都是專門設計的，

11、機構比較復雜。都是專門設計的，機構比較復雜。 根據工作原理拉形機可根據工作原理拉形機可分類如下：分類如下： * 臺動式拉形機臺動式拉形機 橫拉橫拉 * 臺鉗雙動式拉形機臺鉗雙動式拉形機 縱拉縱拉 * 立式拉形機立式拉形機 拉包機拉包機* 臺動式拉形機臺動式拉形機 是用來橫向加拉的機床。它是用來橫向加拉的機床。它依靠液壓作動筒推動臺面升起使毛依靠液壓作動筒推動臺面升起使毛料受到拉伸。臺面可以上、下平行料受到拉伸。臺面可以上、下平行移動，和作傾斜上升，從而擴大拉移動，和作傾斜上升，從而擴大拉形范圍。形范圍。 臺動式拉形機臺動式拉形機 橫拉橫拉臺動式拉形機臺動式拉形機 工作原理工作原理拉形機的夾鉗裝

12、置拉形機的夾鉗裝置* * 臺鉗雙動式拉形機臺鉗雙動式拉形機 是縱向加拉的機床，臺面由是縱向加拉的機床，臺面由液壓作動筒操縱，可作上、下平液壓作動筒操縱，可作上、下平行移動。夾鉗鉗臺相對工作臺的行移動。夾鉗鉗臺相對工作臺的距離用絲桿調整，其角度位置可距離用絲桿調整，其角度位置可用傾斜作動筒調整，由拉伸作動用傾斜作動筒調整，由拉伸作動筒進行拉伸工作。筒進行拉伸工作。 臺鉗雙動式拉形機臺鉗雙動式拉形機 縱拉縱拉臺鉗雙動式拉形機臺鉗雙動式拉形機 工作原理工作原理縱向拉形機的鉗口裝置縱向拉形機的鉗口裝置縱向拉形機的鉗口裝置縱向拉形機的鉗口裝置* * 立式拉形機立式拉形機 這種拉形機在歐美各國使用較多，這

13、種拉形機在歐美各國使用較多，它和我國的型材拉彎機很相似，這種機它和我國的型材拉彎機很相似，這種機床成形模固定不動，夾緊板料的夾鉗不床成形模固定不動，夾緊板料的夾鉗不但可以伸縮，而且可以繞著成形模轉動，但可以伸縮，而且可以繞著成形模轉動，使板料逐漸向成形模包覆，最后貼模成使板料逐漸向成形模包覆，最后貼模成形，這種拉形機稱為拉包機，它的加工形，這種拉形機稱為拉包機，它的加工范圍廣，夾頭鉗口可更換，以適應于大范圍廣，夾頭鉗口可更換，以適應于大剖面型材的拉彎。剖面型材的拉彎。 立式拉形機立式拉形機 拉包機拉包機四、拉形工藝四、拉形工藝1 1確定拉形方式確定拉形方式2計算拉形系數計算拉形系數3計算拉形力

14、并確定機床噸位計算拉形力并確定機床噸位4計算毛料尺寸計算毛料尺寸5主要工藝問題及其解決方法主要工藝問題及其解決方法6. . 質量控制質量控制拉形工藝方法拉形工藝方法方法方法示示 意意 圖圖說說 明明一次拉形一次拉形 新淬火狀態(tài)新淬火狀態(tài)（多模）（多模）多次拉形多次拉形可增加過渡模多可增加過渡模多次拉形，中間退次拉形，中間退火火maxKKLmax8 . 0 KKL拉形工藝方法（續(xù)拉形工藝方法（續(xù)1）成組拉形成組拉形若干個形狀近似的零件若干個形狀近似的零件組合為一個曲面，用一組合為一個曲面，用一個模胎拉形、省工、節(jié)個模胎拉形、省工、節(jié)料料重疊拉形重疊拉形料厚料厚1mm，多次拉形，多次拉形的零件，首

15、次拉形時，的零件，首次拉形時，將若干張毛料重疊在一將若干張毛料重疊在一起拉形，可防止材料失起拉形，可防止材料失穩(wěn)、起皺穩(wěn)、起皺預成形預成形拉拉 形形復雜曲面零件，先用其復雜曲面零件，先用其他方法預成初形，再拉他方法預成初形，再拉形形拉形工藝方法（續(xù)拉形工藝方法（續(xù)2）方方 法法示示 意意 圖圖 說說 明明緊箍成形緊箍成形馬鞍形零件，先將馬鞍形零件，先將毛料和模胎緊箍在毛料和模胎緊箍在一起，然后拉形，一起，然后拉形，可增加摩擦力，提可增加摩擦力，提高貼模程度高貼模程度加上壓加上壓拉拉 形形在拉形過程中，與在拉形過程中，與模具頂力方向相反，模具頂力方向相反，用局部上模加壓，用局部上模加壓，可成形零

16、件曲面上可成形零件曲面上的凹陷部位的凹陷部位拉形工藝流程拉形工藝流程零零 件件 形形 狀狀材材 料料工工 藝藝 流流 程程LY12M下料下料 預拉形預拉形 淬火淬火 補拉形補拉形 切割外形切割外形 修整修整 檢驗檢驗LY12M下料下料 滾彎滾彎 淬火淬火 拉形拉形 切割外切割外形形 校正校正 檢驗檢驗LY12M下料下料 滾彎滾彎 預拉形預拉形 退火退火 拉形拉形 淬火淬火 預切割預切割 時效應力松弛校形時效應力松弛校形 精密化洗精密化洗 切割外形切割外形 校正校正 檢檢驗驗1 1確定拉形方式確定拉形方式 根據零件特點來確定采用根據零件特點來確定采用 * 縱向拉形縱向拉形 * 橫向拉形橫向拉形

17、加大毛料加大毛料 防止側滑防止側滑2計算拉形系數計算拉形系數 K拉拉 Kmax 可一次拉形成功可一次拉形成功, 否則需多次拉形否則需多次拉形3計算拉形力并確定計算拉形力并確定 機床的噸位機床的噸位 按公式計算拉形力按公式計算拉形力 橫拉時：橫拉時：縱拉時：縱拉時： 選擇機床選擇機床1.8sin2bPF0.8bPF4計算毛料尺寸計算毛料尺寸 按公式計算按公式計算 L = l0 + 2 h1 + h2 + h3 B = b + 2 h4 5主要工藝問題及其解決方法主要工藝問題及其解決方法 鉗口處易產生應力集中鉗口處易產生應力集中 出現明顯的滑移線出現明顯的滑移線 超過極限拉形系數需多次拉形超過極限

18、拉形系數需多次拉形 有回彈，采用初拉，淬火后再補拉有回彈，采用初拉，淬火后再補拉 凹曲面、馬鞍形會側滑而起皺凹曲面、馬鞍形會側滑而起皺 材料利用率低，可采用組合拉形材料利用率低，可采用組合拉形 盡可能的采用對稱拉形盡可能的采用對稱拉形6質量控制質量控制 零件外形的準確度零件外形的準確度一般用零件與拉形模貼合間隙表示。一般用零件與拉形模貼合間隙表示。殲擊機蒙皮允許間隙殲擊機蒙皮允許間隙0.5mm,0.5mm,局部局部1mm1mm大型客機和轟炸機間隙大型客機和轟炸機間隙0.8mm0.8mm 表面質量表面質量避免避免“滑移線滑移線”和和“粗晶粗晶”防止擦傷和劃傷防止擦傷和劃傷五、拉形模的設計與制造五

19、、拉形模的設計與制造 1 1設計要點設計要點 圓角圓角 r r r r = 30 = 30 50 mm50 mm 表面光滑表面光滑 粗糙度粗糙度 RaRa1.61.6 輕且剛性好輕且剛性好 對稱布置對稱布置 受力平衡、穩(wěn)定受力平衡、穩(wěn)定 2典型結構典型結構 拉形模的典型結構有：拉形模的典型結構有： 木框或竹膠板框環(huán)氧膠砂模木框或竹膠板框環(huán)氧膠砂模 （用于大型零件）用于大型零件） 金屬骨架環(huán)氧塑料模金屬骨架環(huán)氧塑料模 （用于中小型零件）用于中小型零件）木框或竹膠板框環(huán)氧膠砂模木框或竹膠板框環(huán)氧膠砂模3協調路線協調路線理論模線理論模線反反 切切 內內 樣樣 板板構造模線構造模線切面樣板切面樣板部件

20、表面標準樣件部件表面標準樣件反胎模反胎模拉形模拉形模4拉形模工藝要求拉形模工藝要求序號技 術 要 求 項 目數 據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拉伸方向模胎側面斜角 15 20 5模胎總高度（對有上壓裝置的拉形機）大于機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模胎兩側的零件外緣線所組成的平面應盡量和模胎底面平行8活動鉆模的安裝，不防礙拉形過程9工作表面光滑流線粗糙度 Ra1.6六、六、工藝規(guī)程舉例工藝規(guī)程舉例1 1一次拉形的工藝規(guī)程一次拉形的工藝規(guī)程2 2二次拉形的工藝

21、規(guī)程二次拉形的工藝規(guī)程3 3兩個實例兩個實例4 4蒙皮外形的檢驗蒙皮外形的檢驗5 5鏡面蒙皮的拉形鏡面蒙皮的拉形1 1一次拉形的工藝規(guī)程一次拉形的工藝規(guī)程 下料下料 淬火淬火 拉形拉形 并劃線修邊并劃線修邊 檢驗檢驗 陽極化并涂漆陽極化并涂漆 2 2二次拉形的工藝規(guī)程二次拉形的工藝規(guī)程 下料下料 初次拉形初次拉形 淬火淬火 最后拉最后拉形形 并劃線切邊并劃線切邊 檢驗檢驗 陽極化陽極化、涂漆、涂漆 3 3兩個實例兩個實例例一：進氣道側壁內蒙皮例一：進氣道側壁內蒙皮 進氣道側壁內蒙皮進氣道側壁內蒙皮 是一長度較大的馬鞍形零件。蒙皮兩是一長度較大的馬鞍形零件。蒙皮兩端留出端留出20 mm的裝配余量

22、。二側留有的裝配余量。二側留有8個個伸出的耳片。由于零件凹陷很深，變形程伸出的耳片。由于零件凹陷很深，變形程度較大，按模胎實測所求得的拉形系數為度較大，按模胎實測所求得的拉形系數為1.068。根據經驗數據，已超過極限拉形。根據經驗數據，已超過極限拉形系數，必須采用二次拉形。系數，必須采用二次拉形。 在橫向拉形機上生產。在橫向拉形機上生產。 工藝規(guī)程如下：工藝規(guī)程如下： 工藝規(guī)程如下工藝規(guī)程如下 工序號工 序 內 容設 備樣 板模 具1下料（有時也可用相當長的整塊鈑料）龍門剪2檢驗3用橫拉法初步成形并按模具手工消皺W91-360 拉形機拉形模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

23、修剪下陷W91-360 拉形機拉形模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檢驗拉形模9無色陽極化10噴罩光漆零 件 名 稱圖 號主要技術條件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。零件供應狀態(tài)1. 淬火，無色陽極化，噴罩光漆；2. 兩端各留20mm余量。進 氣 道 蒙 皮 材 料數 量LY12MO-3.0件/架112例二：機身前側壁蒙皮例二：機身前側壁蒙皮例二：機身前側壁蒙皮例二：機身前側壁蒙皮 是一凸雙曲零件，其前部近似于筒是一凸雙曲零件

24、，其前部近似于筒形，后部微呈凸峰，并帶有三個內孔。形，后部微呈凸峰，并帶有三個內孔。由于外形曲度平緩，因而可以一次拉形由于外形曲度平緩，因而可以一次拉形制成。零件縱向很大，應選用縱拉機床制成。零件縱向很大，應選用縱拉機床在新淬火狀態(tài)下拉形。零件的內孔尺寸在新淬火狀態(tài)下拉形。零件的內孔尺寸很小，須用手工裁剪。很小，須用手工裁剪。 工藝規(guī)程如下：工藝規(guī)程如下： 工序號工序號工工 序序 內內 容容設備設備樣板樣板工藝裝備工藝裝備1下料龍門剪2檢驗3淬火4拉形縱拉-1M拉形機拉形模5在拉形模上按切鉆樣板劃出內外輪廓線，用振動剪修剪外形，并開制內孔切鉆樣板拉形模6整修外形拉光機拉形模7檢驗切鉆樣板拉形模

25、8無色陽極化9噴罩光漆4 4蒙皮外形的檢驗蒙皮外形的檢驗 一般都在拉形模上進行，零一般都在拉形模上進行，零件覆蓋在拉形模上用手按壓試探件覆蓋在拉形模上用手按壓試探蒙皮是否局部浮離模胎。對于厚蒙皮是否局部浮離模胎。對于厚度為度為1 mm的蒙皮加壓的蒙皮加壓5 kg，2mm的蒙皮加壓的蒙皮加壓7 kg，能夠使蒙皮貼，能夠使蒙皮貼合的，則符合要求。合的，則符合要求。 5 5鏡面蒙皮的拉形鏡面蒙皮的拉形鏡面蒙皮鏡面蒙皮又稱又稱拋光蒙皮拋光蒙皮。具有耐疲勞、。具有耐疲勞、抗腐蝕、氣動表面光滑、美觀等特點?？垢g、氣動表面光滑、美觀等特點。鏡面蒙皮拉形的鏡面蒙皮拉形的注意事項注意事項：* * 速度盡可能緩慢，太快易拉斷；速度盡可能緩慢，太快易拉斷；* * 拉形變形量不超過