第六章 橡皮成形

1、主講教師：漢錦麗、賀磊飛機鈑金工崗位基礎(chǔ)理論與實踐 目錄n第一章 金屬變形基本理論n第二章 模線樣板n第三章 鈑金分離工藝n第四章 彎曲n第五章 拉深成形n第六章 橡皮成形n第七章 拉形成形n第八章 旋壓成形n第九章 落壓成形n第十章 其他鈑金成形工藝方法第六章 橡皮成形n第一節(jié) 橡皮成形的基本原理及成形過程分析n第二節(jié) 橡皮成形設(shè)備與模具n第三節(jié) 橡皮成形工藝【教學(xué)目標】 了解橡皮成形的應(yīng)用；掌握橡皮成形的原理；理解橡皮成形的過程；知道橡皮成形特點；掌握橡皮成形模具。橡皮成形零件的種類；掌握橡皮成形極限；掌握提高橡皮成形極限的措施；理解“一步法”成形；知道橡皮成形注意事項。【教學(xué)重點】 橡皮

2、成形的原理；橡皮成形極限?！窘虒W(xué)難點】 橡皮成形的過程；提高成形極限的措施。第六章 橡皮成形第一節(jié) 橡皮成形的基本原理及成形過程分析一、應(yīng)用分析在制造航空飛行器的框肋結(jié)構(gòu)鈑金件時，會碰到以下兩種特殊問題：一是框肋零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通常是平面帶彎邊，變斜角，外緣為變曲率的復(fù)雜形狀零件，并且零件上一般分布有減輕孔和加強埂，此外還有為保證零件裝配時飛機外形的平滑而在彎邊上壓制的下陷等；二是框肋類零件鈑金件的品種多，數(shù)量少，許多框肋鈑金件在一架飛機上只用幾件。對于上述特殊問題在航空工廠通常用橡皮成形法解決。第一節(jié) 橡皮成形的基本原理及成形過程分析一、應(yīng)用分析圖圖1-1 典型橡皮成形零件典型橡皮成形零件第一

3、節(jié) 橡皮成形的基本原理及成形過程分析二、橡皮成形原理利用橡皮或充滿液體的橡皮囊做通用上模，在壓力（液體壓力）作用下將毛料包貼在剛性下模上成形，叫橡皮成形，又稱液壓成形。1壓形模；2工作臺；3機床框架；4橡皮囊；5橡皮外胎；6毛料（a）第一節(jié) 橡皮成形的基本原理及成形過程分析二、橡皮成形原理1容框；2橡皮；3毛料；4墊板；5壓形模；6銷釘（b）圖圖1-2 橡皮成形原理及成形過程橡皮成形原理及成形過程如圖（b）所示，毛料3用銷釘6固定在壓形模5上，壓形模置于墊板4上，在容框1內(nèi)裝有橡皮2。當(dāng)容框下行時，橡皮同毛料、壓形模剛一接觸，橡皮就緊緊壓住毛料，毛料因有銷釘定位而不會移動。隨著容框繼續(xù)下行，橡

4、皮將毛料的懸空部分沿壓形模壓彎，形成彎邊。但這時彎邊還沒有完全貼合壓形模，隨著橡皮壓力不斷提高，毛料彎邊也就逐漸被壓貼合，橡皮壓力越大，彎邊貼胎情況越好。當(dāng)橡皮承受高壓時，它的行為特征如同液體。因此，當(dāng)壓力增高時，橡皮保持為模具的形狀。具體地講，橡皮成形過程一般包括成形與校形兩道工序。成形是使板料壓靠到壓形模的側(cè)壁上，所需的壓力并不高，校形是將成形中產(chǎn)生的皺折和回彈消除，所需的壓力很高。第一節(jié) 橡皮成形的基本原理及成形過程分析三、橡皮成形過程第一節(jié) 橡皮成形的基本原理及成形過程分析四、橡皮成形方法1.橡皮囊式成形法（固定容框式）在橡皮囊成形法中，通常使用一種有彈性的橡皮膜，橡皮膜被封閉管道系統(tǒng)

5、中的油膨脹。膨脹的橡皮膜迫使板料成形為模具的形狀（見圖（a）。2.橡皮墊成形法（移動容框式）在橡皮墊成形中，采用充滿厚橡皮板的容框，其目的是為了獲得比較均勻和比較高的單位壓力。一系列形狀完全不同的鈑金件能在壓力機的一次行程中全部成形，生產(chǎn)效率高，表面質(zhì)量好（見圖（b）。五、橡皮成形特點第一節(jié) 橡皮成形的基本原理及成形過程分析1.生產(chǎn)效率高2.表面質(zhì)量好 3.橡皮代替了凹模作用4.試錯法在該工藝中占有較大的比重，隨著金屬板料成形的有限元模擬和分析技術(shù)的逐漸成熟，已能利用模擬軟件解決模具回彈補償問題。5.材料的利用率較低。1.移動容框式 1橡皮；2成形模；3墊板；4毛料；5容框 普通液壓機裝有橡皮

6、容框第二節(jié) 橡皮成形設(shè)備與模具一、橡皮成形設(shè)備2.固定容框式 （a）液壓機橫剖面典型結(jié)構(gòu)圖 （b）液壓機縱剖面典型結(jié)構(gòu)圖一、橡皮成形設(shè)備第二節(jié) 橡皮成形設(shè)備與模具圖圖1-3 固定容框式液壓機固定容框式液壓機二、橡皮成形模第二節(jié) 橡皮成形設(shè)備與模具1.橡皮成形模的材料壓形模的材料根據(jù)零件形狀、尺寸以及產(chǎn)量選用，可以是鋼、鋁、夾布膠木、精制層板、塑料板和鋅基鋁銅合金等。精制層板比硬木（例如樺木）的強度大，抗壓性較好，一般用于小批量生產(chǎn)。用鑄鋁或軋制鋁板作模具時，模具的加工性良好，但強度低、易變形，不適用于制作形狀細長及尺寸大的環(huán)形模具。鋼板強度大、耐磨損、不易變形，但重量大、加工困難，適于制造幾何

7、形狀復(fù)雜、細長而尺寸很大的零件用模。塑料板重量輕、制造簡單，但其強度和表面硬度較低，一般用于小批量生產(chǎn)。在飛機的研制階段，一般多選用硬木作為模具材料。鋅基鋁銅合金的熔化溫度不高，鑄造性能和復(fù)制性能較好，并且有較高的硬度、強度及韌性。在美國、蘇聯(lián)以及日本等國家多用來制造壓形模。2.橡皮成形模毛料的定位（1）定位銷（2）蓋板（3）側(cè)定位板3.橡皮成形模結(jié)構(gòu)（1）橡皮成形模的典型結(jié)構(gòu)如圖所示。模具高度應(yīng)比零件彎邊高1015 ，工作表面粗糙度應(yīng)達到Ra1.6 ，與橡皮接觸的非工作面應(yīng)倒角或制圓角，模具上的減輕孔、加強窩可采用鑲嵌結(jié)構(gòu)。第二節(jié) 橡皮成形設(shè)備與模具二、橡皮成形模圖圖1-4 橡皮成形模橡皮成

8、形模（2）成形閉斜角彎邊零件，為便于取件，可采用可卸式結(jié)構(gòu)，設(shè)計有可卸模塊。（3）尺寸大，斷面小的成形模，必須采取加強措施。（4）具有反向彎邊的零件，需要兩套成形模分次壓制，對有凸凹曲線彎邊的零件，由于凹彎邊比凸彎邊貼模情況好，一般先壓凹彎邊（在飛機結(jié)構(gòu)件中，一般凸彎邊與蒙皮貼合，有理論外形要求，精度高，后壓），在第二道工序壓制時，對已成形的彎邊需要保護。第二節(jié) 橡皮成形設(shè)備與模具二、橡皮成形模第二節(jié) 橡皮成形設(shè)備與模具二、橡皮成形模 1保護蓋板；2帶斜塊的成形模圖圖1-6 帶保護蓋板可抽出零件的成形模帶保護蓋板可抽出零件的成形模圖圖1-5 可卸式模具可卸式模具第二節(jié) 橡皮成形設(shè)備與模具二、橡

9、皮成形模（a）局部加強 （b）加強肋條1蓋板；2成形塊；3，4加強條；5防皺塊圖圖1-7 模具的加強方法模具的加強方法第二節(jié) 橡皮成形設(shè)備與模具二、橡皮成形模 （a）彎邊；（b）（c）對已成形的彎邊保護圖圖1-8 反向彎邊分次成形反向彎邊分次成形 1.按零件結(jié)構(gòu)及工藝特點分六類 按零件結(jié)構(gòu)及工藝特點分類第三節(jié) 橡皮成形工藝一、橡皮成形零件的分類表表1-1第三節(jié) 橡皮成形工藝一、橡皮成形零件的分類2.按變形特點分為兩類 按零件變形特點分類表表1-2（a）直線彎邊零件；(b)凹曲線彎邊零件；（c）凸曲線彎邊零件第三節(jié) 橡皮成形工藝一、橡皮成形零件的分類圖圖1-9 零件按變形特點分類零件按變形特點分

10、類 第三節(jié) 橡皮成形工藝二、橡皮成形極限1.直線彎邊成形極限直線彎邊成形極限是指直線彎邊零件在一次彎曲成形過程中，圓角部分不產(chǎn)生破裂的最大變形程度。通常用最小彎曲半徑表示。直線彎邊零件在成形過程中零件的彎曲半徑應(yīng)大于或等于最小彎曲半徑。2.凸曲線彎邊成形極限凸曲線彎邊成形極限是指凸曲線彎邊零件，在一次彎邊成形過程中，彎邊部分不產(chǎn)生皺折的最大變形程度。通常用極限彎邊系數(shù) 表示。3.凹曲線彎邊成形極限凹曲線彎邊成形極限是指凹曲線彎邊零件，在彎邊一次成形過程中，彎邊部分不產(chǎn)生破裂的最大變形程度。通常用極限彎邊系數(shù) 來表示。第三節(jié) 橡皮成形工藝三、提高成形極限的措施1.提高凸曲線彎邊成形極限的措施（1

11、）橡皮成形后手工修整消皺。（2）提高橡皮硬度和相應(yīng)提高單位成形壓力。（3）采用硬度和剛度都較大的輔助成形塊提高局部壓力，其中以塑料蓋最為簡便，壓蓋用612 厚的聚氯乙烯塑料板加熱到120，放在套有零件的成形模上，用橡皮加壓使塑料成形，冷卻后修邊便可使用。（4）采用帶防皺塊的模具。（5）采用剛性凹模成形。（6）有的零件允許將皺紋保留于零件彎邊上。第三節(jié) 橡皮成形工藝三、提高成形極限的措施2.提高凹曲線彎邊成形極限的措施提高凹曲線彎邊成形極限的主要方法是多次成形，其模具采用如圖1-10所示有襯圈或如圖1-11所示可儲料的模具。圖圖1-10 有襯圈的模具有襯圈的模具 圖圖1-11 儲料形式儲料形式

12、第三節(jié) 橡皮成形工藝四、操作方法1.直線彎邊零件的成形 特征：結(jié)構(gòu)簡單，無孔。操作步驟：（1）領(lǐng)取展開料。（2）按展開樣板劃線鉆銷釘孔，去毛刺，擦凈油污。（3）將毛料按彎邊方向套在模具銷釘上。（4）開動液壓機壓制成形。（5）淬火。（6）校正。圖圖1-12 直線彎邊零件直線彎邊零件 第三節(jié) 橡皮成形工藝四、操作方法2.帶結(jié)構(gòu)孔同向彎邊零件的成形特征：彎邊帶下陷，腹板上制有翻邊孔、加強孔、減輕孔及加強筋。操作步驟：（1）對無法成形的結(jié)構(gòu)孔應(yīng)預(yù)先成形。（2）對深度大于4mm的下陷，應(yīng)預(yù)先手工敲打貼模。（3）裝配孔在淬火校正后鉆出。（4）其余同前。圖圖1-13 帶結(jié)構(gòu)孔同向彎邊零件帶結(jié)構(gòu)孔同向彎邊零件

13、 第三節(jié) 橡皮成形工藝四、操作方法3.帶結(jié)構(gòu)孔異向彎邊零件的成形特征：異向彎邊，帶下陷，帶孔。操作步驟：異向彎邊需用兩套模具分次成形，其余同前。圖圖1-14 帶結(jié)構(gòu)孔同向彎邊零件帶結(jié)構(gòu)孔同向彎邊零件 第三節(jié) 橡皮成形工藝四、操作方法4.復(fù)雜彎邊零件的成形特征：環(huán)形，月牙形，帶孔，尺寸大。操作步驟：除上述方法外，對難成形部位，在壓制前預(yù)先手工局部成形，再用液壓機壓制成形。對彎邊高度大于腹板面寬度時，在腹板上要加蓋板，防止材料向彎邊外轉(zhuǎn)移而使零件報廢。圖圖1-15 帶結(jié)構(gòu)孔同向彎邊零件帶結(jié)構(gòu)孔同向彎邊零件 第三節(jié) 橡皮成形工藝五、“一步法”成形1. “一步法”成形是利用鋁合金板料經(jīng)淬火后，采用低溫

14、儲存的方法，保持鋁合金板料在新淬火狀態(tài)下的良好塑性，并以機械化手段一次完成新淬火板料的成形與校形工作。2.典型工藝流程第三節(jié) 橡皮成形工藝六、橡皮成形注意事項（1）在毛料上覆蓋1020mm橡皮板以保護橡皮墊不受損壞。（2）不允許使用有故障（壓傷、壓癟、切削刃口已鈍、銷釘彎曲）的成形模，模具非工作部分要圓滑。（3）合理擺放零件，如大零件中擺放小零件，以提高生產(chǎn)效率，同時應(yīng)對稱安放，模具高度一致，不使機床承受偏心載荷。（4）當(dāng)成形厚零件時，為了增加成形零件的局部壓力，在毛料上放厚度為4060mm的橡皮板。（5）超過成形極限的彎邊要先手工預(yù)制。（6）為了吸收水分和便于橡皮的流動，每天使用前用滑石粉將橡皮表面擦拭一遍。（7）在毛料延伸處（如翻邊孔，加強槽的近處）應(yīng)放上1015mm厚的鉛板（以防皺，如果仍有皺紋，則應(yīng)在第一次成形后用橡皮條消除皺紋，才能繼續(xù)進行成形和校正。第三節(jié) 橡皮成形工藝七、橡皮成形常見質(zhì)量故障