飛機蒙皮零件的成形與模具的研究

高娜

摘 要： 飛機的發展在不斷提升，從以前的手工到現代的自動化，在飛機的整個結構中，鈑金零件的比重非常大，它的制造質量直接影響飛機性能和使用壽命，本文研究飛機蒙皮成形方法，橡皮囊成形，柔性多點模具，蒙皮切邊，提高飛機鈑金零件的質量。

關鍵詞： 橡皮囊成形；柔性多點模具；蒙皮切邊

1.橡皮囊成形

橡皮囊成形的基本原理是通過以橡皮囊為彈性凹模（凸模），再通過囊中液體產生壓力使材料貼附于模胎表面而使零件壓制成形。在這個過程中橡皮囊是作為軟模，在成形的過程中，設計人員只需要設計半模，無需繁瑣的合模過程，通過使用這種技術，在零件的成形中縮短制造周期，同時降低制造成本。

這種成形技術不僅可以單獨生產，它還能實現一次充壓對多個零件同時成形，即使零件的數量多，但表面質量還是能夠保證，可適用于不同料厚成形等顯著特點，所以在飛機鈑金零件的制造上，得到廣泛的使用。

橡皮囊一步逆成形法是橡皮囊成形技術中的一種，它的成形法是基于對數應變及全塑性變形理論的一種方法，原理示意圖如圖1.1，它的基礎是通過設計完成的零件開始，對最終構型上的每一節點進行不斷迭代，通過這種方法得到零件上各個節點，從而獲得板料初始形狀。

2.柔性多點模具

蒙皮零件在飛機結構中屬于覆蓋件，它的種類特別多，尺寸也不同，剛性差的特點，在對制造的時候傳統的模具是實現不了的，在傳統的制造中需要人力特別大，還需要每一個蒙皮零件對應一個模具，制造成本非常大，隨著科學的發展，的柔性多點模具具有快速調形所需模面、一模多用等優勢，極大的解決了剛性模具存在的問題，對于加快新機型的研制速度有極大的促進作用。如圖2.1。

柔性多點模具機械系統由沖頭、調形單元、驅動單元、鉆孔單元幾個部分組成，電氣控制系統是模具最復雜的部分，它的組成分為六個部分，分別為多軸控制管理器、PC 機、多臺交流伺服電機、多臺智能數字伺服驅動器、若干個 CANOPEN 輸入輸出模塊，同時在整個控制系統中還需要很多輔助元件，例如繼電器、電磁閥等。

3.蒙皮切邊

在飛機蒙皮零件的制造中，傳統制造模式不適應現代飛機快速研制和批生產的要求，在加工的時候急需研究基于柔性多點夾持工裝的蒙皮切邊技術，而該項技術的核心就是柔性多點夾持工裝的設計與制造。

在飛機蒙皮的制造中，切邊是指一個工序，具體包括輪廓外緣切割、切槽口、切方形孔、長方形孔、橢圓孔、制孔等加工內容。在對切邊的具體加工中，根據設備的不同，可以為凈邊銑切或銑邊，它的使用設備為風動銑切機或數控銑床等銑切設備，也可以采用振動剪、滾剪、直線鋸等。

在蒙皮的切割中，為了保證加工中邊緣的質量，在切割方法的選用上不要采用激光切割、等離子切割、氣割等熱切割方法，而采用機械切割或高壓水切割方法，其中機械切割應用最為廣泛。所以工裝的設計和選用上就變得非常重要，可重構柔性夾持工裝，這種工裝可以大幅度減少用于切邊、化銑、焊接、裝配和測量檢驗的工作量，同時還能提高蒙皮的切邊質量和精度，工作的結構和工作原理如圖3.1。

結論

在飛機零件的研究中，鈑金零件的精度嚴重制約飛機數字化制造和裝配，在實現飛機鈑金零件精確化、柔性化、數字化的制造中，通過對飛機橡皮囊成形方法的分析，研究出對毛坯快速設計和成型的方法，以及研究出切邊技術，配套的柔性夾持等關鍵性技術，將飛機的制造質量和使用壽命得到有效的提升，保證旅客的人身安全。

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