第八章蒙皮拉形

第八章蒙皮拉形拉形——板料兩端在拉形機(jī)夾鉗夾緊下，被工作臺(tái)頂升的拉形模和板料接觸，產(chǎn)生不均勻的平面拉應(yīng)變而使板料與拉形模貼合的成形方法。一、典型零件1.零件分類——凸雙曲度蒙皮——凹雙曲度蒙皮——馬鞍形雙曲度蒙皮2.拉形零件的特點(diǎn)表面質(zhì)量要求高外形準(zhǔn)確度高（協(xié)調(diào)準(zhǔn)確度高）形狀復(fù)雜、尺寸大、雙曲度蒙皮機(jī)身、發(fā)動(dòng)機(jī)短艙3.拉形方式縱向拉形——板料沿縱向兩端頭夾緊，在被工作臺(tái)頂升的拉形模頂力和拉伸夾鉗縱向拉力雙重作用下，使板料與拉形模貼合的成形方法。一般用于縱向曲度大的狹長(zhǎng)形蒙皮零件成形。在機(jī)床中，用作安放拉形模的工作臺(tái)是由液壓作動(dòng)筒操作上、下運(yùn)動(dòng)或傾斜運(yùn)動(dòng)。位于工作臺(tái)兩側(cè)的夾鉗鉗臺(tái)用絲杠調(diào)節(jié)可作水平方向移動(dòng)。傾斜作動(dòng)筒用于調(diào)節(jié)鉗口角度，拉伸作動(dòng)筒則用于對(duì)毛料施加拉力?？v向拉形橫向拉形——板料沿橫向兩端頭夾緊，在被工作臺(tái)頂升的拉形模頂力作用下，使板料與拉形模貼合的成形方法。一般用于橫向曲度大的狹長(zhǎng)形蒙皮零件成形。在拉形機(jī)中，安放拉形模的臺(tái)面由液壓作動(dòng)筒推動(dòng)，作上、下平行運(yùn)動(dòng)。也可作傾斜運(yùn)動(dòng)。兩側(cè)的夾鉗可以調(diào)整位置，但工作過程中固定不動(dòng)。拉形時(shí)，根據(jù)蒙皮的頂部形狀，將鉗口調(diào)至適當(dāng)位置并加以固定，務(wù)必使夾鉗的拉力作用線與拉形模邊緣相切。橫向拉形——有些拉形機(jī)有上壓裝置，可成形蒙皮上有凹陷和鼓包的部分。一般用于縱向拉形機(jī)。VTL-1000蒙皮拉形機(jī)二、拉形過程及基本原理1.拉形過程原始的制造方法——拉光機(jī)

現(xiàn)在的制造方法拉形是在專用機(jī)床上進(jìn)行的2.基本原理

——蒙皮零件拉形與型材零件拉彎相似，都是以增加拉力減少回彈，而提高成形準(zhǔn)確度。但在拉形情況下，材料的變形狀態(tài)卻要復(fù)雜得多。

拉形過程大致可分為三個(gè)階段

a）開始階段b）中間階段c）終了階段——開始階段將長(zhǎng)方形毛料按凸模彎曲，并將毛料兩端夾入機(jī)床鉗口中，然后凸模向上移動(dòng)，凸模脊背最高處與毛料接觸，毛料被彎曲并張緊。

——中間階段設(shè)想將毛料沿凸模橫切面劃分為許多條帶，隨著凸模上升，中間條帶的附近條帶相繼與凸模脊背貼合，循此漸進(jìn)，直到最邊緣的條帶也與凸模貼合為止，于是這時(shí)毛料的內(nèi)表面都與凸模貼合，取得了凸模表面的形狀。

——終了階段毛料與模具表面完全貼合后，再作少量補(bǔ)充拉伸，例如約1%的延伸率，使邊緣材料（即最后與凸模接觸條帶）所受的拉應(yīng)力超過屈服點(diǎn)，以達(dá)到減少回彈，提高成形準(zhǔn)確度的目的。

——拉形過程中的問題拉形過程中整個(gè)毛料基本上可劃分為兩個(gè)區(qū)域，即與模具貼合的成形區(qū)，以及與凸模相切處至夾頭部分的傳力區(qū)。傳力區(qū)是懸空部分，這部分材料不與凸模接觸，無(wú)摩擦力作用并且在夾頭部分有應(yīng)力集中問題，所以毛料被拉斷現(xiàn)象主要出現(xiàn)在這個(gè)傳力區(qū)。

——拉形過程的應(yīng)力應(yīng)變分析3．極限拉形系數(shù)和拉形力材料在拉形過程中，沿著拉力的作用方向拉伸變形是不均勻的，脊背最高點(diǎn)處拉伸變形量最大。拉形系數(shù)——指板料拉形后，變形最大的剖面處長(zhǎng)度與原始長(zhǎng)度之比（表示變形程度的工藝參數(shù)）*極限拉形系數(shù)拉形系數(shù)：*極限拉形系數(shù)及其影響因素——極限拉形系數(shù)

當(dāng)板料瀕于出現(xiàn)不允許的缺陷時(shí)(破裂、滑移線、粗晶、“桔皮”等)的拉形系數(shù)稱為極限拉形系數(shù)，通常用Kmax表示。LY12、LC4的極限拉形系數(shù)如下表所示材料厚度(mm)1234

Kmax1.04~1.051.045~1.061.05~1.071.06~1.08

蒙皮零件的拉形系數(shù)Ke超過上表數(shù)據(jù)，則需要兩次拉形，工序中間給以退火處理。其中：

δL

——為單向拉伸出現(xiàn)不允許缺陷時(shí)的延伸率(詳見有關(guān)手冊(cè));

μ——摩擦系數(shù)，一般取0.1~0.15;

n——材料的應(yīng)變強(qiáng)化指數(shù);e——自然對(duì)數(shù)底，e≈2.718;

α

——毛料在模具上的包角。影響極限拉形系數(shù)的因素

——材料的機(jī)械性能（材料種類、厚度）——包角大小和摩擦系數(shù)（蒙皮形狀及摩擦）

當(dāng)材料的應(yīng)變剛指數(shù)n、抗拉強(qiáng)度σb愈大而包角α和摩擦系數(shù)μ愈小，則極限拉形系數(shù)Kmax愈大。*拉形力與毛料尺寸計(jì)算

*拉形力

——拉形力是選擇機(jī)床的依據(jù)。橫向拉形時(shí)：

縱向拉形時(shí)：

P=0.8σbF

*毛料尺寸計(jì)算——決定拉形毛料的尺寸，應(yīng)本著節(jié)約用料的原則。零件的四邊只留有合理的最小余量即可。

長(zhǎng)度方向：

L=l0+2[h1+h2+h3

]寬度方向：

B=b+2h4

公式中各參數(shù)的含義

l0

——零件展開長(zhǎng)度h1——毛料的切割余量，通常取10~20mm

h2——過渡區(qū)長(zhǎng)度，通常取150~200mm

h3——夾緊部分的余量，通常取50mmb

——零件展開寬度h4——切割余量，通常取20mm三、拉形設(shè)備

飛機(jī)工廠的拉形設(shè)備——拉形機(jī)都是專門設(shè)計(jì)的，機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜。

根據(jù)工作原理拉形機(jī)可分類如下：*臺(tái)動(dòng)式拉形機(jī)——橫拉*臺(tái)鉗雙動(dòng)式拉形機(jī)——縱拉*立式拉形機(jī)——拉包機(jī)*臺(tái)動(dòng)式拉形機(jī)

——是用來(lái)橫向加拉的機(jī)床。它依靠液壓作動(dòng)筒推動(dòng)臺(tái)面升起使毛料受到拉伸。臺(tái)面可以上、下平行移動(dòng)，和作傾斜上升，從而擴(kuò)大拉形范圍。

臺(tái)動(dòng)式拉形機(jī)——橫拉二側(cè)留有8個(gè)伸出的耳片。*臺(tái)鉗雙動(dòng)式拉形機(jī)——縱拉1．一次拉形的工藝規(guī)程一般都在拉形模上進(jìn)行，零件覆蓋在拉形模上用手按壓試探蒙皮是否局部浮離模胎。零件的四邊只留有合理的最小余量即可。無(wú)保護(hù)層非包鋁板材的任何缺陷h3——夾緊部分的余量，通常取50mm影響極限拉形系數(shù)的因素工藝規(guī)程如下：下料滾彎預(yù)拉形退火拉形淬火預(yù)切割時(shí)效應(yīng)力松弛校形精密化洗切割外形校正檢驗(yàn)<3mm加大毛料淬火，無(wú)色陽(yáng)極化，噴罩光漆；TEC775A藍(lán)色××－××－××零件縱向很大，應(yīng)選用縱拉機(jī)床在新淬火狀態(tài)下拉形。在機(jī)床中，用作安放拉形模的工作臺(tái)是由液壓作動(dòng)筒操作上、下運(yùn)動(dòng)或傾斜運(yùn)動(dòng)?！鷻z驗(yàn)→陽(yáng)極化并涂漆15~20o下料預(yù)拉形淬火補(bǔ)拉形切割外形修整檢驗(yàn)——是縱向加拉的機(jī)床，臺(tái)面由液壓作動(dòng)筒操縱，可作上、下平行移動(dòng)。五、拉形模的設(shè)計(jì)與制造——粗糙度<Ra1.（用于大型零件）下料滾彎淬火拉形切割外形校正檢驗(yàn)零件的四邊只留有合理的最小余量即可。下料→初次拉形→淬火→最后拉形→并劃線切邊→檢驗(yàn)→陽(yáng)極化、涂漆無(wú)保護(hù)層非包鋁板材的任何缺陷技術(shù)要求項(xiàng)目下料→淬火→拉形→并劃線修邊臺(tái)動(dòng)式拉形機(jī)——工作原理拉形機(jī)的夾鉗裝置*臺(tái)鉗雙動(dòng)式拉形機(jī)——是縱向加拉的機(jī)床，臺(tái)面由液壓作動(dòng)筒操縱，可作上、下平行移動(dòng)。夾鉗鉗臺(tái)相對(duì)工作臺(tái)的距離用絲桿調(diào)整，其角度位置可用傾斜作動(dòng)筒調(diào)整，由拉伸作動(dòng)筒進(jìn)行拉伸工作。臺(tái)鉗雙動(dòng)式拉形機(jī)——縱拉臺(tái)鉗雙動(dòng)式拉形機(jī)——工作原理縱向拉形機(jī)的鉗口裝置縱向拉形機(jī)的鉗口裝置*立式拉形機(jī)這種拉形機(jī)在歐美各國(guó)使用較多，它和我國(guó)的型材拉彎?rùn)C(jī)很相似，這種機(jī)床成形模固定不動(dòng)，夾緊板料的夾鉗不但可以伸縮，而且可以繞著成形模轉(zhuǎn)動(dòng)，使板料逐漸向成形模包覆，最后貼模成形，這種拉形機(jī)稱為拉包機(jī)，它的加工范圍廣，夾頭鉗口可更換，以適應(yīng)于大剖面型材的拉彎。立式拉形機(jī)——拉包機(jī)四、拉形工藝1．確定拉形方式2．計(jì)算拉形系數(shù)3．計(jì)算拉形力并確定機(jī)床噸位4．計(jì)算毛料尺寸5．主要工藝問題及其解決方法6.質(zhì)量控制拉形工藝方法方法示意圖說(shuō)明一次拉形新淬火狀態(tài)（多模）多次拉形可增加過渡模多次拉形，中間退火拉形工藝方法（續(xù)1）成組拉形若干個(gè)形狀近似的零件組合為一個(gè)曲面，用一個(gè)模胎拉形、省工、節(jié)料重疊拉形料厚<1mm，多次拉形的零件，首次拉形時(shí)，將若干張毛料重疊在一起拉形，可防止材料失穩(wěn)、起皺預(yù)成形拉形復(fù)雜曲面零件，先用其他方法預(yù)成初形，再拉形拉形工藝方法（續(xù)2）方法示意圖說(shuō)明緊箍成形馬鞍形零件，先將毛料和模胎緊箍在一起，然后拉形，可增加摩擦力，提高貼模程度加上壓拉形在拉形過程中，與模具頂力方向相反，用局部上模加壓，可成形零件曲面上的凹陷部位拉形工藝流程零件形狀材料工藝流程LY12M下料預(yù)拉形淬火補(bǔ)拉形切割外形修整檢驗(yàn)LY12M下料滾彎淬火拉形切割外形校正檢驗(yàn)LY12M下料滾彎預(yù)拉形退火拉形淬火預(yù)切割時(shí)效應(yīng)力松弛校形精密化洗切割外形校正檢驗(yàn)1．確定拉形方式——根據(jù)零件特點(diǎn)來(lái)確定采用*縱向拉形*橫向拉形加大毛料

防止側(cè)滑2．計(jì)算拉形系數(shù)

K拉≤Kmax

——可一次拉形成功,否則需多次拉形3．計(jì)算拉形力并確定

機(jī)床的噸位——按公式計(jì)算拉形力橫拉時(shí)：縱拉時(shí)：——選擇機(jī)床4．計(jì)算毛料尺寸——按公式計(jì)算

L=l0+2[h1+h2+h3

]

B=b+2h4

5．主要工藝問題及其解決方法鉗口處易產(chǎn)生應(yīng)力集中出現(xiàn)明顯的滑移線超過極限拉形系數(shù)需多次拉形有回彈，采用初拉，淬火后再補(bǔ)拉凹曲面、馬鞍形會(huì)側(cè)滑而起皺材料利用率低，可采用組合拉形盡可能的采用對(duì)稱拉形6．質(zhì)量控制零件外形的準(zhǔn)確度

一般用零件與拉形模貼合間隙表示。殲擊機(jī)蒙皮允許間隙≤0.5mm,局部≤1mm大型客機(jī)和轟炸機(jī)間隙≤0.8mm

表面質(zhì)量避免“滑移線”和“粗晶”防止擦傷和劃傷五、拉形模的設(shè)計(jì)與制造

1．設(shè)計(jì)要點(diǎn)圓角r——r=30~50mm

表面光滑

——粗糙度<Ra1.6

輕且剛性好對(duì)稱布置

——受力平衡、穩(wěn)定2．典型結(jié)構(gòu)拉形模的典型結(jié)構(gòu)有：——木框或竹膠板框環(huán)氧膠砂模（用于大型零件）

——金屬骨架環(huán)氧塑料模（用于中小型零件）木框或竹膠板框環(huán)氧膠砂模3．協(xié)調(diào)路線理論模線反切內(nèi)樣板構(gòu)造模線切面樣板部件表面標(biāo)準(zhǔn)樣件反胎模拉形模4．拉形模工藝要求序號(hào)技術(shù)要求項(xiàng)目數(shù)據(jù)1底面平面度<3mm2零件邊緣至模胎邊緣距離50~70mm3模胎型面圓角半徑30~50mm4拉伸方向模胎側(cè)面斜角15~20o5模胎總高度（對(duì)有上壓裝置的拉形機(jī)）大于機(jī)床最小閉合高度小于最大開啟高度6按工藝要求，在工作表面繪制各種線跡劃線公差±0.2~0.3mm7模胎兩側(cè)的零件外緣線所組成的平面應(yīng)盡量和模胎底面平行8活動(dòng)鉆模的安裝，不防礙拉形過程9工作表面光滑流線粗糙度<Ra1.6六、工藝規(guī)程舉例1．一次拉形的工藝規(guī)程2．二次拉形的工藝規(guī)程3．兩個(gè)實(shí)例4．蒙皮外形的檢驗(yàn)5．鏡面蒙皮的拉形1．一次拉形的工藝規(guī)程

下料→淬火→拉形→并劃線修邊

→檢驗(yàn)→陽(yáng)極化并涂漆2．二次拉形的工藝規(guī)程

下料→初次拉形→淬火→最后拉形→并劃線切邊→檢驗(yàn)→陽(yáng)極化、涂漆3．兩個(gè)實(shí)例例一：進(jìn)氣道側(cè)壁內(nèi)蒙皮進(jìn)氣道側(cè)壁內(nèi)蒙皮是一長(zhǎng)度較大的馬鞍形零件。蒙皮兩端留出20mm的裝配余量。二側(cè)留有8個(gè)伸出的耳片。由于零件凹陷很深，變形程度較大，按模胎實(shí)測(cè)所求得的拉形系數(shù)為1.068。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，已超過極限拉形系數(shù)，必須采用二次拉形。在橫向拉形機(jī)上生產(chǎn)。工藝規(guī)程如下：工藝規(guī)程如下

工序號(hào)工序內(nèi)容設(shè)備樣板模具1下料（有時(shí)也可用相當(dāng)長(zhǎng)的整塊鈑料）龍門剪2檢驗(yàn)3用橫拉法初步成形并按模具手工消皺W91-360拉形機(jī)拉形模4淬火硝鹽槽5在新淬火狀態(tài)下拉形至與模胎完全貼合并手工修剪下陷W91-360拉形機(jī)拉形模6在拉形模上按切鉆樣板劃輪廓線后修剪外形振動(dòng)剪切貼樣板拉形模7去毛刺，打光無(wú)余量邊，并按模胎修校拉形模8檢驗(yàn)拉形模9無(wú)色陽(yáng)極化10噴罩光漆零件名稱圖號(hào)主要技術(shù)條件1.與模胎貼合間隙不超過1mm；2.外形偏離切鉆樣板容差0.5mm，留余量處容差±2mm；3.表面劃傷不得超過0.06mm。零件供應(yīng)狀態(tài)1.淬火，無(wú)色陽(yáng)極化，噴罩光漆；2.兩端各留20mm余量。進(jìn)氣道蒙皮××－××－××材料數(shù)量LY12MO-δ3.0件/架例二：機(jī)身前側(cè)壁蒙皮例二：機(jī)身前側(cè)壁蒙皮是一凸雙曲零件，其前部近似于筒形，后部微呈凸峰，并帶有三個(gè)內(nèi)孔。由于外形曲度平緩，因而可以一次拉形制成。零件縱向很大，應(yīng)選用縱拉機(jī)床在新淬火狀態(tài)下拉形。零件的內(nèi)孔尺寸很小，須用手工裁剪。工藝規(guī)程如下：

工序號(hào)工序內(nèi)容設(shè)備樣板工藝裝備1下料龍門剪2檢驗(yàn)3淬火4拉形縱拉-1M拉形機(jī)拉形模5在拉形模上按切鉆樣板劃出內(nèi)外輪廓線，用振動(dòng)剪修剪外形，并開制內(nèi)孔切鉆樣板拉形模6整修外形拉光機(jī)拉形模7檢驗(yàn)切鉆樣板拉形模8無(wú)色陽(yáng)極化9噴罩光漆4．蒙皮外形的檢驗(yàn)

一般都在拉形模上進(jìn)行，零件覆蓋在拉形模上用手按壓試探蒙皮是