典型鈑金類零件逆向建模質量分析

張偉 王洪科 陳洪凱

摘要：近年來，城鎮化進程的加快，我國的各類工程建設數量也在不斷增加。鈑金零件是制造業生產的重要零件，其可以用于飛機零件中，具有較高的價值。在具體飛機鈑金零件制造過程中，需要采取有效的成形工藝和質量控制，達到保障鈑金零件的質量。本文就典型鈑金類零件逆向建模質量展開探討。

關鍵詞：鈑金零件;成形;質量控制

引言

逆向工程是指在沒有設計圖紙、設計圖紙不完整或者完全沒有CAD模型的情況下，按照現有零件的實物模型，利用各種數字化技術對零件CAD模型進行重新構造，并在此基礎上對已有實物進行分析、改造、再設計的過程。逆向工程應用最為廣泛的一類方法為快速曲面造型方式。

1鈑金零件特點與成形方法

1.1鈑金零件特點

板件零件因為它自身薄、宜成型、易折彎等特點，可以做成不同形狀的零件，組立連接拉鉚等應用，給予了產品多結構實現的可能性。同時這些特點也使鈑金零件在加工過程中會或多或少地發生不同程度的變形，如彎曲變形、扭轉變形、凹凸變形等。這些變形的總體作用使得整個構件的尺寸或形狀發生變化，造成質量問題。但鈑金零件生產工藝又有其固有規律，對同類型產品，根據現有的設備、人力等，可以靈活調整加工的先后順序，給出標準、合理的加工工藝。其工藝路線的正確選擇，對這一類問題有了有效的預防和解決。

1.2鈑金成形

成形過程是鈑金工藝的基礎，也是衡量制造企業生產能力的關鍵。鈑金成形工藝，對制造行業鈑金成形方法主要選擇冷沖壓方式。其中，幾種常見的成形方法包括橡皮液壓成形、拉彎成形、噴丸成形等，在實際的工藝中，需選擇適宜類型的工藝，保障鈑金零件的質量。綜上所述，說明鈑金零件的加工工藝的是確保零件性能和滿足飛機需求的關鍵，再有飛機鈑金工藝技術在航空制造業具有積極作用，其對具體的產品質量和飛機安全具有積極作用，是推動新型飛機發展的基礎。

2成形工藝分析

根據支架鈑金零件的結構特點，一般采用單工序成形，其成形工序基本劃分為：落料→成形→翻邊→整形→沖孔→切邊。根據沖壓成形工藝材料流動與變形的程度，支架鈑金件的成形工序是最復雜的一道工藝，也是該零件沖壓成形的關鍵工藝，對零件質量與成本有較大影響。故本文重點針對支架鈑金成形工藝進行分析與模擬。根據支架鈑金件的結構特點，其成形工藝可以采用彎曲成形或者拉深成形工藝。這2種工藝通常是彼此獨立的成形工藝，根據經驗設計的流程，一般是先設計模具，然后在模具調試的過程中進行修正。這樣容易導致后續模具成形工藝中的一些不確定行因素，增加了修正量而影響模具周期。由于彎曲工藝相對于拉深工藝，其材料的流動變形相對小一些，所以支架鈑金零件經驗設計中通常優先采用彎曲成形工藝。

3鈑金工藝路線設定基本原則

滿足產品質量要求是工藝設定的前提，工藝路線的制定應立足于現有加工設備，在產品結構基本定型的前提下，應優先保證產品的質量，其次是考慮成本最低化。工藝路線的制訂可遵循以下原則：滿足產品質量要求原則﹑產品工藝線路經濟原則﹑為后工序提供優化、便捷加工原則。工藝對質量的考慮著重點來源于對產品結構功能性與外觀的把握以及對設備加工能力掌握的熟練程度。考慮整機組立公差配合關系、優化產品加工方法以降低加工難度﹑批量生產時設定相對穩定的工藝路線是工藝編制需考慮的三個方向。

4飛機鈑金件逆向建模檢測工作流程

飛機鈑金件的特點是形狀復雜、連接面多、裝配過程中易產生變形。針對這些特點，將飛機鈑金件逆向建模檢測工作流程總體分為模型預處理、特征掃描反求、質量評價三個階段，具體過程如下：（1）分析模型的外部特征，給出掃描方案。（2）對實體模型進行逆向重建。（3）將反求數字模型與實體模型進行比對，分析模型誤差，進一步給出實體成型質量評價。

5典型實例工藝分析

為進一步研究鈑金零件的成形工藝，本文結合XXX-3800-26-1/2鈑金零件為例，進行成形工藝的研究與分析。先對材料進行確認，為實現成形工藝，需要確保材料具有良好的可加工性，使得材料具備塑性的特征。該鈑金零件，擇取LY12-M-δ1.0，鋁合金的作為鈑金的加工材料。該材料具有良好的塑性，容易成形。但收邊零件變薄量需要≤材料厚度的30%，彎邊高度較高，轉角R小，容易造成開裂現象。收邊圓角處，如果彎邊高度高，容易導致拉裂。基于此，該零件在具體的成型工藝中，擇取樓邊工藝，放邊時，對材料邊緣進行砂光，注意對毛刺的控制，規避裂縫，確保鈑金零件可以符合設計標準。再取XXX-7707-222鈑金零件，其具體形狀為盒形件，是飛機的重要構件，在具體的材料選擇中，遵循鈑金零件的成型工藝需求，擇取LY12-M-δ1.0。該鈑金零件的位置為飛機發動機位置，起到固定作用。且該鈑金零件的工藝加工難度大，對工藝的精確度要求極高。現結合實際情況，對該鈑金零件加工工藝中的問題進行研究與分析。（一）形狀成形工藝中，該鈑金零件的基本參數包含圓角半徑3cm，翻邊1cm，彎曲高度1.8cm。成形過程中，主要的工藝包括收邊、放邊等，圓角半徑則是施工的重點與難點，主因圓角處零件收縮量相對較大，容易發生拉裂的問題。針對這種情況，需要注意對拉深高度，實現分層次逐步拉伸，并適當調整壓邊圈壓力，從而保障圓角半徑的成形效果。（二）待零件成形后，則需進行的卷邊成型。具體實施中，注意對展開長度的計算。再注意控制卷邊端頭裂紋問題。為遏制這一問題，需做好打光工作，規避毛刺，砂光邊緣后，在進行工藝加工。（三）該鈑金零件為盒形件，經過熱處理工藝后，容易出現腹板面變形的情況，造成零件性能問題。針對這一問題，可通過手工反復掰動，再借助橡皮板抽擊，促使零件收縮。注意抽擊點要均勻，并控制抽擊力度。（四）校正后鉆孔。由于該鈑金件需要配置12個鉆孔，為避免出現差錯，需要對具體位置進行標記，再進行鉆孔和沖孔工藝，保障鉆孔的可靠性，規避遺漏。（五）成形工藝的完成后，遵循零件檢測標準，展開鈑金件的常規檢測，包括尺寸、精度和缺陷的驗收，確保鈑金零件的合格。

結語

本文結合飛機鈑金零件為例，對具體的鈑金零件成形和質量控制展開研究，具體鈑金工藝進行分析，了解特點和成形方法，再以具體的飛機鈑金零件，分析成形工藝。確保鈑金工藝的合理運用，保障鈑金零件的質量與性能。

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