第八章蒙皮拉形

第八章蒙皮拉形拉形——板料兩端在拉形機夾鉗夾緊下，被工作臺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.拉形零件的特點表面質(zhì)量要求高外形準確度高（協(xié)調(diào)準確度高）形狀復(fù)雜、尺寸大、雙曲度蒙皮機身、發(fā)動機短艙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形蒙皮零件成形。在機床中，用作安放拉形模的工作臺是由液壓作動筒操作上、下運動或傾斜運動。位于工作臺兩側(cè)的夾鉗鉗臺用絲杠調(diào)節(jié)可作水平方向移動。傾斜作動筒用于調(diào)節(jié)鉗口角度，拉伸作動筒則用于對毛料施加拉力?？v向拉形橫向拉形——板料沿橫向兩端頭夾緊，在被工作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。一般用于橫向曲度大的狹長形蒙皮零件成形。在拉形機中，安放拉形模的臺面由液壓作動筒推動，作上、下平行運動。也可作傾斜運動。兩側(cè)的夾鉗可以調(diào)整位置，但工作過程中固定不動。拉形時，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。VTL-1000蒙皮拉形機二、拉形過程及基本原理1.拉形過程原始的制造方法——拉光機

現(xiàn)在的制造方法拉形是在專用機床上進行的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階段

a）開始階段b）中間階段c）終了階段——開始階段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，直到最邊緣的條帶也與凸模貼合為止，于是這時毛料的內(nèi)表面都與凸模貼合，取得了凸模表面的形狀。

——終了階段毛料與模具表面完全貼合后，再作少量補充拉伸，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，以達到減少回彈，提高成形準確度的目的。

——拉形過程中的問題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度與原始長度之比（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(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

Kmax1.04~1.051.045~1.061.05~1.071.06~1.08

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：

δL

——為單向拉伸出現(xiàn)不允許缺陷時的延伸率(詳見有關(guān)手冊);

μ——摩擦系數(shù)，一般取0.1~0.15;

n——材料的應(yīng)變強化指數(shù);e——自然對數(shù)底，e≈2.718;

α

——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、抗拉強度σb愈大而包角α和摩擦系數(shù)μ愈小，則極限拉形系數(shù)Kmax愈大。*拉形力與毛料尺寸計算

*拉形力

——拉形力是選擇機床的依據(jù)。橫向拉形時：

縱向拉形時：

P=0.8σbF

*毛料尺寸計算——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。

長度方向：

L=l0+2[h1+h2+h3

]寬度方向：

B=b+2h4

公式中各參數(shù)的含義

l0

——零件展開長度h1——毛料的切割余量，通常取10~20mm

h2——過渡區(qū)長度，通常取150~200mm

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

飛機工廠的拉形設(shè)備——拉形機都是專門設(shè)計的，機構(gòu)比較復(fù)雜。

根據(jù)工作原理拉形機可分類如下：*臺動式拉形機——橫拉*臺鉗雙動式拉形機——縱拉*立式拉形機——拉包機*臺動式拉形機

——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，從而擴大拉形范圍。

臺動式拉形機——橫拉二側(cè)留有8個伸出的耳片。*臺鉗雙動式拉形機——縱拉1．一次拉形的工藝規(guī)程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蒙皮是否局部浮離模胎。零件的四邊只留有合理的最小余量即可。無保護層非包鋁板材的任何缺陷h3——夾緊部分的余量，通常取50mm影響極限拉形系數(shù)的因素工藝規(guī)程如下：下料滾彎預(yù)拉形退火拉形淬火預(yù)切割時效應(yīng)力松弛校形精密化洗切割外形校正檢驗<3mm加大毛料淬火，無色陽極化，噴罩光漆；TEC775A藍色××－××－××零件縱向很大，應(yīng)選用縱拉機床在新淬火狀態(tài)下拉形。在機床中，用作安放拉形模的工作臺是由液壓作動筒操作上、下運動或傾斜運動?！鷻z驗→陽極化并涂漆15~20o下料預(yù)拉形淬火補拉形切割外形修整檢驗——是縱向加拉的機床，臺面由液壓作動筒操縱，可作上、下平行移動。五、拉形模的設(shè)計與制造——粗糙度<Ra1.（用于大型零件）下料滾彎淬火拉形切割外形校正檢驗零件的四邊只留有合理的最小余量即可。下料→初次拉形→淬火→最后拉形→并劃線切邊→檢驗→陽極化、涂漆無保護層非包鋁板材的任何缺陷技術(shù)要求項目下料→淬火→拉形→并劃線修邊臺動式拉形機——工作原理拉形機的夾鉗裝置*臺鉗雙動式拉形機——是縱向加拉的機床，臺面由液壓作動筒操縱，可作上、下平行移動。夾鉗鉗臺相對工作臺的距離用絲桿調(diào)整，其角度位置可用傾斜作動筒調(diào)整，由拉伸作動筒進行拉伸工作。臺鉗雙動式拉形機——縱拉臺鉗雙動式拉形機——工作原理縱向拉形機的鉗口裝置縱向拉形機的鉗口裝置*立式拉形機這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(zhuǎn)動，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——拉包機四、拉形工藝1．確定拉形方式2．計算拉形系數(shù)3．計算拉形力并確定機床噸位4．計算毛料尺寸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）成組拉形若干個形狀近似的零件組合為一個曲面，用一個模胎拉形、省工、節(jié)料重疊拉形料厚<1mm，多次拉形的零件，首次拉形時，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)拉形淬火補拉形切割外形修整檢驗LY12M下料滾彎淬火拉形切割外形校正檢驗LY12M下料滾彎預(yù)拉形退火拉形淬火預(yù)切割時效應(yīng)力松弛校形精密化洗切割外形校正檢驗1．確定拉形方式——根據(jù)零件特點來確定采用*縱向拉形*橫向拉形加大毛料

防止側(cè)滑2．計算拉形系數(shù)

K拉≤Kmax

——可一次拉形成功,否則需多次拉形3．計算拉形力并確定

機床的噸位——按公式計算拉形力橫拉時：縱拉時：——選擇機床4．計算毛料尺寸——按公式計算

L=l0+2[h1+h2+h3

]

B=b+2h4

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)需多次拉形有回彈，采用初拉，淬火后再補拉凹曲面、馬鞍形會側(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稱拉形6．質(zhì)量控制零件外形的準確度

一般用零件與拉形模貼合間隙表示。殲擊機蒙皮允許間隙≤0.5mm,局部≤1mm大型客機和轟炸機間隙≤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)計與制造

1．設(shè)計要點圓角r——r=30~50mm

表面光滑

——粗糙度<Ra1.6

輕且剛性好對稱布置

——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)路線理論模線反切內(nèi)樣板構(gòu)造模線切面樣板部件表面標準樣件反胎模拉形模4．拉形模工藝要求序號技術(shù)要求項目數(shù)據(jù)1底面平面度<3mm2零件邊緣至模胎邊緣距離50~70mm3模胎型面圓角半徑30~50mm4拉伸方向模胎側(cè)面斜角15~20o5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±0.2~0.3mm7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3．兩個實例4．蒙皮外形的檢驗5．鏡面蒙皮的拉形1．一次拉形的工藝規(guī)程

下料→淬火→拉形→并劃線修邊

→檢驗→陽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→陽極化、涂漆3．兩個實例例一：進氣道側(cè)壁內(nèi)蒙皮進氣道側(cè)壁內(nèi)蒙皮是一長度較大的馬鞍形零件。蒙皮兩端留出20mm的裝配余量。二側(cè)留有8個伸出的耳片。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(shù)為1.068。根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，已超過極限拉形系數(shù)，必須采用二次拉形。在橫向拉形機上生產(chǎn)。工藝規(guī)程如下：工藝規(guī)程如下

工序號工序內(nèi)容設(shè)備樣板模具1下料（有時也可用相當(dāng)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(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，無色陽極化，噴罩光漆；2.兩端各留20mm余量。進氣道蒙皮××－××－××材料數(shù)量LY12MO-δ3.0件/架例二：機身前側(cè)壁蒙皮例二：機身前側(cè)壁蒙皮是一凸雙曲零件，其前部近似于筒形，后部微呈凸峰，并帶有三個內(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：

工序號工序內(nèi)容設(shè)備樣板工藝裝備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(nèi)外輪廓線，用振動剪修剪外形，并開制內(nèi)孔切鉆樣板拉形模6整修外形拉光機拉形模7檢驗切鉆樣板拉形模8無色陽極化9噴罩光漆4．蒙皮外形的檢驗

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蒙皮是