复杂飞机蒙皮拉伸成形模具设计方法分析.doc

复杂飞机蒙皮拉伸成形模具设计方法分析


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　　[摘 要]飞机是一个国家工业的重要体现，蒙皮是飞机中的重要组件，飞机蒙皮强度和成型在蒙皮的生产中需要采用蒙皮拉伸成形工艺。在以往蒙皮拉伸成形工艺中拉形模的设计缺乏实用、详细的设计情况，致使飞机蒙皮拉伸时的延伸率不尽相同从而影响飞机蒙皮拉伸后的性能。文章在分析飞机蒙皮拉伸成形特点的基础上提出了一种基于“截面线等长”的拉形模型面设计方法，在飞机蒙皮拉伸成形的过程中通过工艺补充设计从而使得飞机蒙皮拉伸成形时模具沿着各个拉伸方向上的截面线长度尽可能的相差不大，而后再通过工艺补充面的曲率和切向的调整从而使得飞机蒙皮毛料在拉伸时应力分布更为均匀。
　　[关键词]飞机蒙皮拉伸成形 模具设计 模拟分析
　　中图分类号：C912 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）11-0053-01
　　前言
　　拉形模主要被应用于飞机蒙皮等种类零件的拉形加工中，通过飞机蒙皮拉伸成形可以使得飞机蒙皮毛料形成表面光滑、曲率较大的成型蒙皮。以往的飞机蒙皮拉伸成形模型的设计较为粗略，与现今高速发展的飞机蒙皮制造需求不相适宜。传统的经验飞机蒙皮拉伸成形模具型面会使得飞机蒙皮毛料变形较大，需要修改甚至严重的直接导致蒙皮报废。在飞机蒙皮拉伸成形模具的设计过程中应当积极引入有限元设计方法，通过对飞机蒙皮拉伸成形模具的模拟仿真在提高飞机蒙皮拉伸成形模具设计质量的同时缩短飞机蒙皮拉伸成形模具的设计周期。
　　1、飞机蒙皮拉伸成形模具型面设计方法
　　在飞机蒙皮拉伸成型中，多采用的是夹口夹紧矩形飞机蒙皮毛料的边缘拉紧后使得矩形蒙皮贴近模具从而获得模具表面所具有的型面形状。在这种加工方式下，材料流动受到了极大的制约将不利于材料变形能力体现。因此，在飞机蒙皮拉伸成形过程中需要尽可能确保变形的均匀性。而为实现这一目标在飞机蒙皮拉伸成形模具的设计过程中应当做好飞机蒙皮拉伸成形模具型面设计。“截面线等长”飞机蒙皮拉伸成形模具设计方法其核心原则是确保飞机蒙皮毛料在与飞机蒙皮拉伸成形模具型面贴紧时沿着飞机蒙皮毛料拉伸方向截面线上的长度应当趋于一致。在飞机蒙皮拉伸成形模具型面设计过程中应当遵循以下的设计过程：
　　（1）首先建立起飞机蒙皮拉伸成形模具空间坐标系。飞机蒙皮拉伸成形模具设计时在零件的绝对坐标系中生成，模具型面设计过程中要确保型面切向的连续性，并在模具边缘部分的切向对工艺补充面的走向进行补偿，以使得飞机蒙皮毛料沿着模具型面方向进行拉伸成形作业时截面线的长度和形状得到保证。此外，飞机蒙皮毛料拉伸时对于装夹要求与夹钳方向的截面线尽可能水平，而这些都要求飞机蒙皮拉伸成形模具具有一个较为良好的空间姿态，而对飞机蒙皮拉伸成形模具建立起一个良好的坐标系是基础。
　　（2）做好内部工艺补充面的建立，并注意做好对于飞机蒙皮的修整。在对复杂飞机蒙皮毛料拉伸过程中，飞机蒙皮的内部及边缘部分往往是不规则或是不完整的，因此，在飞机蒙皮拉伸成形模具