飛機(jī)零件沖壓模具設(shè)計(jì)與研究

張羽

摘 要：在飛機(jī)制造過(guò)程中，會(huì)涉及很多學(xué)科，同時(shí)也會(huì)涉及很多零件加工方法，沖壓，這個(gè)名詞我想很多人都不會(huì)陌生，它是對(duì)金屬板材的一種加工方法，而最常見(jiàn)的是冷沖壓，它的好處就是成本非常低，同時(shí)加工后的零件表面質(zhì)量也很好，對(duì)于這種加工方法，需要設(shè)計(jì)者通過(guò)零件工藝分析來(lái)確定沖壓的方式，并需要大量的設(shè)計(jì)計(jì)算，才能設(shè)計(jì)出使用的沖壓模具。

關(guān)鍵詞：工藝分析；設(shè)計(jì)計(jì)算；工藝分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TG386 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

飛機(jī)機(jī)身上有很多鈑金零件，而這些零件有些是不能通過(guò)其他的加工方法得到的，只能用沖壓的方法加工，而對(duì)于這些零件的要求就是加工過(guò)程中保證零件的表面粗糙度，并且加工后零件的表面不能有毛刺和劃痕，同時(shí)在加工過(guò)程中也要保持零件的表面粗糙度，通過(guò)查閱資料，我們可以得到普通的沖壓模具對(duì)零件的精度要求表1。

對(duì)于沖壓零件的材料也是有要求的，對(duì)于零件的力學(xué)性能有著非常嚴(yán)格的要求，要求零件的強(qiáng)度要低一些，塑性要好，厚度公差要符合國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)于零件的排樣方法，一般是根據(jù)零件的形狀和現(xiàn)代先進(jìn)的優(yōu)化方法來(lái)排樣，一般排樣方法分為單排，多排，交叉排（如圖1所示），根據(jù)零件的不用將零件混合排樣也可以。

1.設(shè)計(jì)計(jì)算

在對(duì)模具的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中，要考慮對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)的計(jì)算，包括零件的下料，模具關(guān)鍵位置零件的設(shè)計(jì)計(jì)算。

1.1 沖壓力

沖壓力也就是在沖壓過(guò)程中對(duì)零件的力，它的計(jì)算方法是將在沖壓過(guò)程中對(duì)零件每個(gè)動(dòng)作產(chǎn)生的沖裁工藝力相加起來(lái)，工藝力包括沖裁力、沖孔沖裁力、落料沖裁力、卸料力、推料力、頂件力。

在這些工藝力的計(jì)算公式中，沖孔沖裁力的計(jì)算公式最復(fù)雜，它的計(jì)算方法如下：

而對(duì)于一般的沖壓力是這么計(jì)算的，有些沖壓模具也會(huì)出現(xiàn)不產(chǎn)生某個(gè)工藝力。

1.2 沖壓模具刃口尺寸

模具刃口的尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算是指沖孔的凸、凹模尺寸計(jì)算，沖孔的凸模刃口尺寸計(jì)算方法是孔徑公差的0.75倍加上沖孔的最小極限尺寸，并取下偏差；沖孔的凹模刃口尺寸計(jì)算方法是，凸模刃口尺寸與凸、凹模最小初始雙面間隙相加，并取上偏差，如圖2所示。

2.模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在飛機(jī)鈑金類(lèi)零件加工過(guò)程中，由于飛機(jī)的零部件比較多，形狀也很復(fù)雜，一般選取沖壓模具為復(fù)合機(jī)構(gòu)，這樣可以做到加工數(shù)量多，加工效率高，在沖壓模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有幾個(gè)關(guān)鍵位置需要設(shè)計(jì)者們確認(rèn)。

模具的結(jié)構(gòu)形式有很多種，需要設(shè)計(jì)者去根據(jù)生產(chǎn)的需求和零件的要求去選取不同的結(jié)構(gòu)形式，但一般的模具都有幾個(gè)共同的部件，定位零件、卸料與推料裝置、導(dǎo)向裝置、聯(lián)接與固定零件。

（1）定位方法：沖壓模具的重要位置之一，它的作用非常關(guān)鍵，沖壓件是否到達(dá)預(yù)定位置，是否可以沖壓，都是需要定位裝置確認(rèn)，而沖壓模具一般的定位方法為定位銷(xiāo)，將定位銷(xiāo)安裝在凸凹模上。如圖3所示。

（2）導(dǎo)向裝置：在選取導(dǎo)向裝置的時(shí)候，有很多種方式，有導(dǎo)板式的、滾珠導(dǎo)柱式的、有滑動(dòng)式導(dǎo)柱的，而本模具設(shè)計(jì)上采用滑動(dòng)式導(dǎo)柱，原因是操作方便，成本低。

（3）卸料裝置：卸料分為兩種，一種是對(duì)加工后成品零件的卸料，另一種是對(duì)材料的卸料，也叫調(diào)料，一般對(duì)零件的卸料方法采用打料裝置，而調(diào)料的卸料方法為彈簧法。

通過(guò)這些位置機(jī)構(gòu)形式的選用，可以將飛機(jī)零件的沖壓模具設(shè)計(jì)出來(lái)，再結(jié)合上述計(jì)算方法計(jì)算出來(lái)的尺寸，可以繪制出具體的圖紙，該模具的裝配圖如圖4和圖5所示。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)以上我們可以看出沖壓模具設(shè)計(jì)和研發(fā)的流程，需要對(duì)飛機(jī)零件工藝分析，對(duì)模具尺寸進(jìn)行計(jì)算，選用關(guān)鍵位置的結(jié)構(gòu)形式，最后繪制圖紙，這是一套飛機(jī)零件沖壓模具最基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法，而對(duì)于我們?cè)O(shè)計(jì)者，需要在實(shí)踐中開(kāi)拓腦筋，研發(fā)新的設(shè)計(jì)流程和結(jié)構(gòu)形式，來(lái)滿足不斷提高的飛機(jī)零件精度要求。

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