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摘要：本文已某直升机尾梁结构胶接封边框零件的典型工艺展开研究，表明了此类成形的工艺重点，明确重要的拉伸量、预折弯角度、预留拉深量、专用夹头等重要的工艺参数，为以后该类零件的生产有重要指导意义。
关键词：封边框；板材拉弯；专用夹头
1、引言
近年来，随着直升机设计水平的提高，复合材料制造水平的不断发展，一种蜂窝与薄铝板的胶接的结构被广泛应用，由于该类组件主要应用于直升机尾梁结构，为获得较好的气动外形，一般用于尾梁的封边框零件有者不规则的弧度，由于该类零件用于胶接，对零件成形精度要求较高，因此对于此类零件进行研究也是非常有必要的。
2、零件简介及成形难点
2.1零件简介
现以某直升机尾梁的封边框为例，说明本文所研究的成形工艺方案，零件尺寸简介：零件长度的展开长度为：1000mm，零件圆弧R角为R215-R360之间变化，该类零件主要用于某型直升机尾梁胶接结构中，主要用于与壁板蜂窝胶接，对外形尺寸与表面质量要求较高。其中封边框中高度15.2mm最为重要，直接影响了胶接的质量，一般公差在0mm至+0.3mm之间，该类零件采用：GJB2053 2A12 O TH0.8的板材成形，最终用经过热处理达到T42状态。淬火校形难度大，回弹大。
2.2成形难点
因为零件用于直升机尾梁框对接处，又与蜂窝胶接，零件成形难点主要有以下几点：
第一、零件弧度大，且一般为双曲变弧度理论外形，该类零件，采用传统手工成形，校形难度大，且无法克服零件回弹，很难使零件满足理论外形要求。第二、零件用于与蜂窝结构板胶接，对零件高度尺寸要求较高，公差小，且对零件表面质量要求严格，传统加工工艺很难保证。第三、零件为O状态形成，淬火后，淬火变形大，校形难度大。
3、工艺方案的制定
3.1理论基础
针对以上成形难点，为了较好的改善零件表面质量，减小校形手工量与零件回弹，制定冲压折弯成形与拉弯工艺相结合的成形工艺方案。冲压折弯工艺是指利用折弯模逐边、逐次将板材折弯成形所需要的形状。拉弯工艺是指毛料在弯曲的同时加以切向拉力，将毛料截面内的应力分布都变为拉应力，以减少回弹，提高成形准确度的工艺方法。
其中拉弯成形具有以下优点：有利于防止皱折的产生，能提高零件的抗拉刚性，回弹小，成形质量较高，生产率高等，从减小回弹的角度来说，先拉后弯不如先弯后拉有利，但先弯后拉，当毛料与模具完全贴紧后，由于模具对于毛料的摩擦作用，后加的拉力很难均匀地传递到毛料的所有剖面上，因此也会影响后加拉力的效果，因此实际生产中，本文采用方案三进行加工，即首先在平直状态拉伸毛料超过屈服点（拉伸量约为0.8%-1%），然后弯曲，毛料完全贴合后，再加大拉力进行补拉，以便更好地保持弯曲中所获得的曲度。[1-7]
3.2理论计算及工艺参数的选择
3.2.1毛料长度尺寸计算
该零件的截面面积F=47.69 mm2该种材料的屈服强度100MPa强度极限。根据（3-3）与（3-4）公式可以计算得到，该种零件的预拉力与补拉力分别为：4.769KN与7.98KN。
3.3工装结构的制定
工装结构形式与工装表面质量对整个拉弯过程影响很大，首先应注意工装拉弯面的选择，应方面工人操作，利于在拉弯过程中采用橡胶板进行校形，其次工装表面应该光滑，这样更利于材料的流动，对成形有利，最后采用与零件截面一致的夹头，这样更利于零件靠胎，减少零件回弹。
3.4设备的选择
根据工厂实际情况并结合以上理论计算，最终选取以下两种设备用于本工艺方案的实际生产，用于冲压成形的数控折弯机PPEB-320，压力为320T，工作行程300mm，装模高度为570mm，工作床面6000mm。用于拉弯成形的拉弯机，基本参数为最大拉力90KN,拉弯毛料的长度（mm）为1000-5500mm。
4、总结与展望
本文所提出的工艺方法，对于封边框框类零件工艺方案制定的有重要指导意义，可以根据本文安排工序方案进行参考，制定其他零件的工艺方案，也可参考本文总结的参数计算方法，确定拉弯成形的过程中，拉弯次数、拉伸量、预拉力与补拉力等工艺参数。对于实际的零件生产，本文仅从实际生产经验与基础理论的角度，以典型实例论述了板材封边框类零件拉弯成形工艺，虽对实际生产有指导作用，但与实际仍会有偏差。
随着数值仿真技术与数控拉弯设备的引进，工厂实际生产条件的改善，针对拉弯工艺过程中拉弯力与拉弯路径研究的深入，零件的拉弯成形质量及相应工艺技术水平将显著提升。
参考文献
[1]李硕本主编，《冲压工艺学》，机械工业出版社，1982年.
[2]李寿萱主编，《钣金成形原理与工艺》，西北工业大学出版社，1985年.
[3]吴诗惇主编，《冲压工艺学》，西北工业大学出版社，1987年.
[4]《航空制造工程手册》总编委会主编，《航空制造工程手册-飞机钣金工艺》，航空工业出版社，1992年.
论文作者:黑东盛,赵伟强
论文发表刊物:《防护工程》2019年12期
论文发表时间:2019/9/4
标签：零件论文; 工艺论文; 毛料论文; 拉力论文; 边框论文; 机尾论文; 工装论文; 《防护工程》2019年12期论文;