飛機(jī)U型、V型零件模具設(shè)計(jì)

張羽

摘 要：模具是現(xiàn)代航空飛機(jī)制造業(yè)應(yīng)用非常廣泛的工具，它有著高效，適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于某些飛機(jī)零件——U型、V型零件，沖壓模具是最好的加工方法，我們國(guó)內(nèi)有著上萬的模具加工廠，怎么樣做到社會(huì)效益高，技術(shù)含量高，是現(xiàn)代模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者考慮的重要方向，在航空、航天、輕工業(yè)等領(lǐng)域，模具的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛了，而在現(xiàn)代加工領(lǐng)域，50%以上的零件都是靠模具加工完成，模具的技術(shù)水平也變成一個(gè)國(guó)家加工水平的衡量指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：V型；U型零件；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TH16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1.工藝分析

利用圖1作為設(shè)計(jì)模具的工藝基礎(chǔ)。

從圖1分析，選擇零件的材料為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，其原因就是這種鋼材的力學(xué)性能比較好，它的焊接性能和塑性都利于加工，并且優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼在飛機(jī)零件制造上有著非常重要的地位，一般的緊固件、輔助工件都是用它加工。由圖1零件可以看出結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，有兩個(gè)彎曲，同時(shí)在零件的上部有著不閉合的方孔，這對(duì)于其他加工方法比較困難，同時(shí)該零件的厚度為1.5mm，這種零件的加工方法利用沖壓最為方便。通過零件圖看出該零件未標(biāo)注公差，所以對(duì)零件的精度等級(jí)要求不是很高，沖壓完全可以滿足技術(shù)要求。

2. V型彎曲

通過圖1，可以看出該零件的沖壓可以分為兩部分，一部分是V型彎曲，另一部分為U型彎曲，如圖2所示。

根據(jù)零件要求，V型彎曲的角度為90°，在對(duì)該零件進(jìn)行彎曲時(shí)候，要考慮在彎曲時(shí)彎曲力對(duì)零件產(chǎn)生的回彈，自由彎曲的彎曲力計(jì)算公式如下：

V型彎曲利用的模具為彎曲模，它的原理就是將板材通過沖壓彎曲后形成與成品零件一樣形狀的模具，而它的實(shí)現(xiàn)是通過設(shè)計(jì)與成品零件相同的模具工裝，從而將平直的板材壓成零件要求的彎曲角度，如圖3所示。

3. U型彎曲

在零件的U型彎曲上，也要考慮在彎曲時(shí)候彎曲力對(duì)零件的影響，U型彎曲的影響力公式與V型相似，只是V型彎曲力計(jì)算公式中的0.6變?yōu)?.7，而在零件的U型彎曲時(shí)，要選擇適當(dāng)?shù)耐埂寄ｉg隙，這個(gè)是對(duì)零件質(zhì)量影響較大，如果間隙太小，在彎曲時(shí)候彎曲力就越大，彎曲越困難，同時(shí)在某個(gè)部位的壁厚就越薄，這樣零件的強(qiáng)度就達(dá)不到要求；反之間隙越大，零件的回彈越大，這樣零件的精度就低。

4.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

模具的結(jié)構(gòu)形式有很多種，可以分為單工序模、復(fù)合模、級(jí)進(jìn)模，但是這些模具的總體結(jié)構(gòu)是相似的，每種模具的組成部分都是工作零件、定位零件、導(dǎo)向零件、模架、連接和緊固件，該模具主要實(shí)現(xiàn)零件的彎曲成型，不能用于沖孔。

在模具在的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，凸、凹模具的設(shè)計(jì)要求就是要符合V、U型彎曲的要求即可，而對(duì)于其他零件的設(shè)計(jì)要求也是需要認(rèn)真分析的。

模架的設(shè)計(jì)，模架就是模架的骨架，它可以分為多種，按照導(dǎo)柱的不同，可以分為4種，分別是對(duì)角導(dǎo)柱模架、后側(cè)導(dǎo)柱模架、中間導(dǎo)柱模架、四導(dǎo)柱模架，這些模架中四導(dǎo)柱模架的剛性是最好的，因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)是在模具的4個(gè)角有4根導(dǎo)柱，而中間導(dǎo)柱模架的剛性稍弱于四導(dǎo)柱模架，但是具有更好的經(jīng)濟(jì)性，所以該模具選取四導(dǎo)柱模架。

模柄的選擇也是分好多種，分別是壓入式模柄、嵌入式模柄、凸緣式模柄、浮動(dòng)式模柄，這些模柄都有著不同的特點(diǎn)，可以根據(jù)自己模具的需求選擇適合的模柄，該模具選取凸緣式模柄。

模具的壓力中心，這個(gè)是非常重要的位置，它是沖壓力的作用點(diǎn)，它的精度和選取對(duì)模具的影響非常大，壓力中心要保證在零件加工時(shí)候的彎曲力，還要保持整個(gè)模具的平衡，而一般壓力中心的選取都是模具的中心。

對(duì)于以上主要部件的選取要保證每個(gè)配合的精度，精度選擇6級(jí)和7級(jí)最佳，比如導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合精度為H7/h6就可以。

根據(jù)上述的設(shè)計(jì)與計(jì)算，最終確定該模具的裝配圖如圖4所示。

結(jié)語

在飛機(jī)的制造中，有著大量的各類型材，這些型材在加工時(shí)候有著較高的抗剪抗彎強(qiáng)度，這樣使得加工成型非常困難，現(xiàn)在設(shè)計(jì)人員通過軟件模擬零件在彎曲時(shí)候產(chǎn)生的力，設(shè)計(jì)出符合要求的沖壓模具，這樣就保證了加工后的零件與設(shè)計(jì)的保持一致，提高了零件的精度水平，同時(shí)也保證了生產(chǎn)效率。航空鈑金模具的制造技術(shù)是提高我國(guó)現(xiàn)代航空制造技術(shù)水平的一項(xiàng)重要內(nèi)容，要不斷創(chuàng)新模具的設(shè)計(jì)，提高航空制造技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力。

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