典型鈑金類零件逆向建模質(zhì)量分析

張偉 王洪科 陳洪凱

摘要：近年來，城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，我國的各類工程建設(shè)數(shù)量也在不斷增加。鈑金零件是制造業(yè)生產(chǎn)的重要零件，其可以用于飛機(jī)零件中，具有較高的價值。在具體飛機(jī)鈑金零件制造過程中，需要采取有效的成形工藝和質(zhì)量控制，達(dá)到保障鈑金零件的質(zhì)量。本文就典型鈑金類零件逆向建模質(zhì)量展開探討。

關(guān)鍵詞：鈑金零件;成形;質(zhì)量控制

引言

逆向工程是指在沒有設(shè)計圖紙、設(shè)計圖紙不完整或者完全沒有CAD模型的情況下，按照現(xiàn)有零件的實(shí)物模型，利用各種數(shù)字化技術(shù)對零件CAD模型進(jìn)行重新構(gòu)造，并在此基礎(chǔ)上對已有實(shí)物進(jìn)行分析、改造、再設(shè)計的過程。逆向工程應(yīng)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(diǎn)與成形方法

1.1鈑金零件特點(diǎn)

板件零件因?yàn)樗陨肀?、宜成型、易折彎等特點(diǎn)，可以做成不同形狀的零件，組立連接拉鉚等應(yīng)用，給予了產(chǎn)品多結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的可能性。同時這些特點(diǎn)也使鈑金零件在加工過程中會或多或少地發(fā)生不同程度的變形，如彎曲變形、扭轉(zhuǎn)變形、凹凸變形等。這些變形的總體作用使得整個構(gòu)件的尺寸或形狀發(fā)生變化，造成質(zhì)量問題。但鈑金零件生產(chǎn)工藝又有其固有規(guī)律，對同類型產(chǎn)品，根據(jù)現(xiàn)有的設(shè)備、人力等，可以靈活調(diào)整加工的先后順序，給出標(biāo)準(zhǔn)、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(yù)防和解決。

1.2鈑金成形

成形過程是鈑金工藝的基礎(chǔ)，也是衡量制造企業(yè)生產(chǎn)能力的關(guān)鍵。鈑金成形工藝，對制造行業(yè)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(shí)際的工藝中，需選擇適宜類型的工藝，保障鈑金零件的質(zhì)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(jī)需求的關(guān)鍵，再有飛機(jī)鈑金工藝技術(shù)在航空制造業(yè)具有積極作用，其對具體的產(chǎn)品質(zhì)量和飛機(jī)安全具有積極作用，是推動新型飛機(jī)發(fā)展的基礎(chǔ)。

2成形工藝分析

根據(jù)支架鈑金零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，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(jù)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(fù)雜的一道工藝，也是該零件沖壓成形的關(guān)鍵工藝，對零件質(zhì)量與成本有較大影響。故本文重點(diǎn)針對支架鈑金成形工藝進(jìn)行分析與模擬。根據(jù)支架鈑金件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，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(dú)立的成形工藝，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計的流程，一般是先設(shè)計模具，然后在模具調(diào)試的過程中進(jìn)行修正。這樣容易導(dǎo)致后續(xù)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(jīng)驗(yàn)設(shè)計中通常優(yōu)先采用彎曲成形工藝。

3鈑金工藝路線設(shè)定基本原則

滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求是工藝設(shè)定的前提，工藝路線的制定應(yīng)立足于現(xiàn)有加工設(shè)備，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)基本定型的前提下，應(yīng)優(yōu)先保證產(chǎn)品的質(zhì)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(chǎn)品質(zhì)量要求原則﹑產(chǎn)品工藝線路經(jīng)濟(jì)原則﹑為后工序提供優(yōu)化、便捷加工原則。工藝對質(zhì)量的考慮著重點(diǎn)來源于對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)功能性與外觀的把握以及對設(shè)備加工能力掌握的熟練程度?？紤]整機(jī)組立公差配合關(guān)系、優(yōu)化產(chǎn)品加工方法以降低加工難度﹑批量生產(chǎn)時設(shè)定相對穩(wěn)定的工藝路線是工藝編制需考慮的三個方向。

4飛機(jī)鈑金件逆向建模檢測工作流程

飛機(jī)鈑金件的特點(diǎn)是形狀復(fù)雜、連接面多、裝配過程中易產(chǎn)生變形。針對這些特點(diǎn)，將飛機(jī)鈑金件逆向建模檢測工作流程總體分為模型預(yù)處理、特征掃描反求、質(zhì)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(shí)體模型進(jìn)行逆向重建。（3）將反求數(shù)字模型與實(shí)體模型進(jìn)行比對，分析模型誤差，進(jìn)一步給出實(shí)體成型質(zhì)量評價。

5典型實(shí)例工藝分析

為進(jìn)一步研究鈑金零件的成形工藝，本文結(jié)合XXX-3800-26-1/2鈑金零件為例，進(jìn)行成形工藝的研究與分析。先對材料進(jìn)行確認(rèn)，為實(shí)現(xiàn)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(zhuǎn)角R小，容易造成開裂現(xiàn)象。收邊圓角處，如果彎邊高度高，容易導(dǎo)致拉裂?；诖?，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(jìn)行砂光，注意對毛刺的控制，規(guī)避裂縫，確保鈑金零件可以符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。再取XXX-7707-222鈑金零件，其具體形狀為盒形件，是飛機(jī)的重要構(gòu)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(jī)發(fā)動機(jī)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(xiàn)結(jié)合實(shí)際情況，對該鈑金零件加工工藝中的問題進(jìn)行研究與分析。（一）形狀成形工藝中，該鈑金零件的基本參數(shù)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(diǎn)與難點(diǎn)，主因圓角處零件收縮量相對較大，容易發(fā)生拉裂的問題。針對這種情況，需要注意對拉深高度，實(shí)現(xiàn)分層次逐步拉伸，并適當(dāng)調(diào)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(jìn)行的卷邊成型。具體實(shí)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(guī)避毛刺，砂光邊緣后，在進(jìn)行工藝加工。（三）該鈑金零件為盒形件，經(jīng)過熱處理工藝后，容易出現(xiàn)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(fù)掰動，再借助橡皮板抽擊，促使零件收縮。注意抽擊點(diǎn)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(xiàn)差錯，需要對具體位置進(jìn)行標(biāo)記，再進(jìn)行鉆孔和沖孔工藝，保障鉆孔的可靠性，規(guī)避遺漏。（五）成形工藝的完成后，遵循零件檢測標(biāo)準(zhǔn)，展開鈑金件的常規(guī)檢測，包括尺寸、精度和缺陷的驗(yàn)收，確保鈑金零件的合格。

結(jié)語

本文結(jié)合飛機(jī)鈑金零件為例，對具體的鈑金零件成形和質(zhì)量控制展開研究，具體鈑金工藝進(jìn)行分析，了解特點(diǎn)和成形方法，再以具體的飛機(jī)鈑金零件，分析成形工藝。確保鈑金工藝的合理運(yùn)用，保障鈑金零件的質(zhì)量與性能。

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