第八章 蒙皮拉形
某型机马鞍形蒙皮的拉形加工
洪
都
科
技
ＨＯＮＧ ＤＵ Ｃ Ｅ Ｅ ＡＮＤ Ｔ Ｃ Ｓ Ｉ ＮＣ Ｅ ＨＮ ＯＧ ＯＬ Ｙ
某 型机 马鞍形蒙皮 的拉形加工
黄 旭 林 万 加 华
（ 洪都航空工业集团 ）
摘
要
对马鞍形蒙皮零件进 行了工艺分析 ，并 根据数控 蒙皮 拉形机适用性广和Ｊ － 能力 强的特 Ｊｒ Ｄ＿
（） Ｆ Ｍ 的屈服 强度要 高 于 Ｌ １Ｍ。 １Ｌ ６ Ｙ ２ 根据 钣金零 件材 料性 能特点 ， 屈服 强度表 示 的是 塑性 变形 的开始点 ， 其数 值越小 对零 件成 形就越 好 ； 言之 ， 换 从零 件制造 的角 度来说 ， 用 Ｌ ６ 材 采 ＦＭ 料是 不利 于该 类马 鞍形零 件 的加 工成 形 的。 （）Ｆ Ｍ 的抗拉 强度 和延 伸率都 要大 于 Ｌ ２ 根据钣 金零件 材料 性能特 点 ， 拉强度 表 ２Ｌ６ Ｙ１Ｍ。 抗 示 的是材 料变形 的极 限点 ， 而延 伸率 反映 的是材 料 的塑形 变形 ， 单从材 料 的加工性 能考虑 ， 数 其 值大 ，零件就 好成 形 ，而对 机床 设备 、拉形方 式 和拉伸 力等 主要加 工手段 的技术 条件 的要求也 高 ； 目前 我厂所 用 的拉型设 备 中除新 引进 的 Ｌ ＩＥＦ Ｔ ０ 而 Ｏ Ｒ Ｅ ６０—４０ ／ ２ ０数控 蒙皮拉形 机外 ， ００ ４ ０ 其它设 备都 存在 不 同层 次 的故障 ， 拉伸力 等 方面 也远远 不够 ， 不能完 成该类 马鞍形 零件 的制造
ｄ ｅ—ｓ ａ ｅ ｋ ｎ ｏ ａ ｒｉ ｌｔｉ ｗｄ ｃ ｄ ｓ ｏ ｈｙ ｌ ｈ ｐ ｄ ｓ ｉ ｆ ｉ ｎ ｅ ｓｐ ｕ ｅ ｍｏ ｔｌ ．
Ｋｅ ｏ ｄ Ｓｄ ｌ — ｈ ｐｄ ｙｗ ｒｓ ａ ｄｅ － ａ ｅ ｓｉ ｓ ｋｎ
飞机蒙皮拉形模拓扑优化设计
２１ ０ ２年 １月
文章编号 ：０ １ ３９ （０ ２）１ ００ — ３ １０ — ９７ ２ １ ０ — ０ ７ ０
机 械 设 计 与 制 造
Ｍａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉｎ ｃ ｉｅｙ ｓｇ ＆ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｒ ｎ ｆ ｃｕ ｅ ７
飞机 蒙皮拉 形模拓扑优化设计 球
大或大拉模设 必考模的量 问 型 特 型 形 的计 须 虑 具 轻 化 题
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Ａ － 来稿 日 ： １－ ３ ２ ★ 期 ２ １０ — １ 基金项 目： ０ 国家 自 然科学￣ （０ ２ ２ ２ １ ０ ２ １ ）科技部重大专￣ （０ ９ Ｘ ４ １— ５ ，７ 项 目（Ｏ １ Ｂ １３ ４ ， １９ ５ １ ，１０ １ ３ ， ． ０ Ｚ ０ ０ ４ ７ ）９ ３ ２ ２ ｌｃ ６ ０ ｏ ） 高等学校学科创新引智计划项 目的资助（ ０ ０ ０ Ｂ ７５ ）
｝ｏｏｇ ｔ ｉ ｉ ａｉ ｔｃ ｒｎｌｗｔｔ ａ ｒ ｒ ｅｉ ｎ ｅｂｕｄ ｙ ｏｄｉｓ｛ ｔ ｌｙ ｐｉｚ ｏ ｉｃ ｒｄ ｕａｃ ｄ ｇ ｉ ｅｍｔｉ ｐｏ ｒ ｓ ｄｈ ｏｎａ ｎｉ ｎ ｐ ｏ ｏ ｍ ａ ｎｓ ｒｅ ｏ ｏ ｉ ｙ ｈｈ ｔ ｅａ ｐ ｔ ａ ｔ ｌ ｅ ｒ ｃ ｔ ｏ
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化参数 （ 如型面厚度 、 单元尺寸 、 比等）重新进行优化 、 体分 ， 重构与 荷 ； 然后拉形模上升 ， 板料逐渐与模具包 覆成形 ， 在此过程 中， 拉
飞机前缘蒙皮数字化精确拉形技术
飞机前缘蒙皮数字化精确拉形技术蒙皮类零件是飞机上的主要零件类型之一，在机身、尾段、机翼、压力舱以及引擎舱等关键部位大量采用。
随着现代飞机性能指标要求的不断提高，飞机设计中的蒙皮零件形状日趋复杂，结构尺寸大、相对厚度小、结构刚度差外，而且外形复杂、截面上有凸有凹，成形时金属变形极不均匀。
要保证合格的零件，不允许出现破裂、局部起皱、粗晶和滑移线等成形缺陷，这使得成形难度随之增加。
在航空工业中，拉伸成形（简称拉形）是常用的板料成形方法，拉形是飞机蒙皮类零件的主要成形方式之一，在飞机制造业中有着重要的地位。
拉形一般是通过设备上央持毛料的夹钳与拉形模具的相对运动，最终获得模具型面的曲面形状。
国外对蒙皮拉形的研究内容包括拉伸成形的基础机理、解析分析和有限元模拟以及回弹补偿修模，并开发了自动化程度较高的蒙皮拉形过程分析软件S3F。
在国内，蒙皮拉形技术的系统研究工作主要集中在航空主机厂和北京航空航天大学，从复杂蒙皮拉形工艺技术、镜面蒙皮成形机理、有限元仿真软件开发、工艺参数优化和工艺设计与制造系统软件开发等方面进行了研究。
为了提高生产能力和工艺水平，以满足日益增加的蒙皮生产需要，上海飞机制造公司引进了国外先进的数控蒙皮拉形设备。
随后又针对特定设备开发了相应的工艺设计软件，能够根据设定的毛料尺寸、延伸率和包覆角等工艺参数，给出用于有限元仿真的输入文件以及设备相应的数控代码，既可以利用商业有限元软件对拉形过程进行模拟仿真，又可以直接进行生产试验。
这些设备和技术的改进，在很大程度上提高了生产效率，在实现蒙皮零件的数字化生产方向上迈出了坚实的一步。
飞机前缘类蒙皮零件具有曲率半径小、生产精度要求高等特点，且在生产中一般使用铝合金T料进行拉伸成形。
拉伸过程中卸载回弹引起的不贴模问题是制约前缘蒙皮成形精度的主要问题。
基于面向FET600数控拉伸机的飞机蒙皮拉形数字化制造系统软件ASSFCAE FET600，选择典型机翼前缘蒙皮零件为应用实例，进行有限元模拟分析和生产性试验研究，找出蒙皮回弹较小的工艺参数组合，并进行生产性试验验证，可达到指导生产，实现精确成形的目的。
(完整版)飞机制造工艺基础2
第六节 飞机蒙皮零件的制造－滚弯和拉形 一.概述 蒙皮是保证飞机气动外形的主要零件，因此它的表面光滑度和外形准
确度直接影响飞机的性能。 尤其是随着飞机蒙皮的加厚，高速飞机部件的装配多以蒙皮为基准，
如图2－63的冲裁。
直线弯边零件是橡皮成形中最简单的一种情况，受力状态见 图2－64。此时只发生弯曲变形，只要圆角半径不太小，就不存在成
形困难。
当橡皮压力不足出现弯边不贴模时，可以适当地增大工艺余量或手 工进行校正。
凹曲线弯边零件见图2－67所示，有封闭和不封闭两种，其成形极限问 题是弯边部分边缘材料受拉伸而过度变薄或开裂。
差一般规定为
，对钛合金为
。
除了普通旋压外，还有一类称为变薄旋压（剪切旋压）。
特点：零件壁厚相对于毛料的原始厚度变薄程度较大，毛料的形状在成
形过程中始终保持不变，即周边不发生收缩或延伸，面积的增加完全靠
毛料的变薄实现。
剪切旋压是在功率高、刚度大的专用机床上，用靠模控制滚轴，按一定
轨迹强力滚挤毛料，从而产生塑性流动取得与芯模一致的形状。
胀形的优点： 工艺过程简单、成本低、表面光滑，可以很容易地成形出凸肚零件。 胀形所用毛坯主要是由板料滚弯焊接而成，或采用有底的拉伸件。
另外还有爆炸胀形：如图2－55 胀形中最大变形区材料的延伸率 从图2－56中可见：
为胀形系数，用来衡量胀形零件的 变形程度。
胀形的最大许可延伸率可查阅手册，它与材料种类、厚度及有无 焊缝等因素有关。 如毛料经过滚弯焊接后，焊缝处塑性最低，它的延伸率比本体材料 降低15～20％，因此：
图2-38为压弯与拉弯成形时应力分布情况对比。
大厚度双曲度铝合金飞机蒙皮拉伸成形工艺优化
大厚度双曲度铝合金飞机蒙皮拉伸成形工艺优化摘要：在飞机生产过程中，蒙皮拉伸成形工艺得到广泛应用，高质量和高精度的蒙皮建，能够确保飞机的使用年限和飞行性能。
目前随着新一代飞机综合性能的不断提升，对飞机气动外形和精度的要求也越来越高，传统的蒙皮拉形已经无法满足当前蒙皮件的高要求，亟待对飞机蒙皮拉伸成形工艺予以优化处置。
因此，文章结合实例，就大厚度双曲度铝合金飞机蒙皮拉伸成形工艺优化展开相关探讨。
关键词：大厚度双曲度；铝合金；飞机蒙皮；拉伸成形；工艺优化在航空工业中，飞机蒙皮是常用的大尺寸板材。
拉伸成形是制造这些零件最常用的工艺之一。
与其他成形工艺类似，由于卸载后材料的回弹，很难精确成形双曲线形状的铝合金板材零件，特别是对于厚度较大的复杂面板。
近年来，随着国内外航天产品的发展，对蒙皮拉伸成形的成形质量提出了更高的要求。
1 大厚度双曲度铝合金飞机蒙皮拉伸成形工艺难点分析某飞机蒙皮零件是常规铝合金蒙皮零件，原材料为2024-O铝合金，最终状态为T-42铝合金，毛坯尺寸为1110mm-6010mm，厚度为6mm。
有两个波状凸起部分（图2中的区域B和C），区域B和区域C是复杂的多曲面，区域A是该部分的主体，区域A的主体是单曲度（图1中的区域A）。
图1 蒙皮零件示意图这种形状不能用常规的拉伸成形方法加工出两个突出的零件，在成型时必须添加压力机构，并使用多次拉伸成形技术。
现有数据表明，采用增大压力设备制造的外罩部件最大的直径为1115mm*3892mm，而其厚度为4.06mm。
其成型工艺中的一个重要问题就在于模具的成型精度能否达到设计的标准。
产生贴模度的主要原因有二：（1）在拉伸成形时，板材自身即不能充分贴合；（2）卸荷回弹。
这种外型蒙皮件在成型过程中使用了压力加力机构，其压紧性的原因是第二种原因，所以，降低弹性是解决问题的重点。
这种外罩部件的外形尺寸大、壁厚大，加工工艺一般在一段较长的时间（工厂称之为新淬火状态），因此，数值仿真存在如下困难。
蒙皮拉形工艺的基本原理
蒙皮拉形工艺的基本原理蒙皮拉形工艺是一种用于对曲面零件进行成形加工的技术。
它能够通过对薄板材料进行加压和拉伸，使得材料能够被紧密地贴合到目标曲面上，从而达到所需的形状和尺寸。
蒙皮拉形工艺的基本原理如下：1. 曲面数据获取：首先，需要获取目标曲面的数据。
一般情况下，工程师会使用三维扫描、数控机床加工或者数学建模等方法来获取目标曲面的几何数据。
2. 材料选择：根据需要对目标曲面进行拉形的要求，选择适合的材料。
一般来说，蒙皮拉形工艺使用的材料是薄板材料，如金属薄板、复合材料等。
材料的选择是考虑到所需的强度、刚度、重量等因素。
3. 模具设计和制造：根据目标曲面的几何数据，设计并制造适合的模具。
模具通常由一个或多个分离的部分组成，以便能够将材料准确地贴合到目标曲面上。
模具可以采用各种材料，如金属、塑料、陶瓷等。
4. 材料准备：将所选择的材料进行预处理，如修边、打磨等，以便能够更好地贴合到目标曲面上。
5. 蒙皮拉形过程：将预处理后的材料放置在模具上，并施加适当的压力和热量。
压力和热量的作用会使得材料发生可塑变形，并贴合到模具的几何形状上。
通常情况下，蒙皮拉形过程需要在控制的恒定温度和湿度条件下进行，以保证成形零件的质量。
6. 修饰和加工：如果需要，根据实际需要对成形后的零件进行修饰和加工。
这可能包括去除过剩材料、添加额外的结构件、涂装和表面处理等步骤。
蒙皮拉形工艺的优势在于它能够实现高质量、高精度的曲面成形，尤其适用于复杂曲面的制造。
与传统的加工方法相比，蒙皮拉形工艺具有以下优点：1. 节省材料：由于薄板材料能够被紧密地贴合到目标曲面上，蒙皮拉形工艺相对于传统的加工方法可以节省材料。
2. 减少成本和工时：相比于传统的加工方法，蒙皮拉形工艺不需要复杂的夹具和工具，可以减少制造成本和工时。
3. 提高生产效率：蒙皮拉形工艺可以通过自动化和机械化的方式进行，可以提高生产效率和工艺稳定性。
4. 提高产品质量：蒙皮拉形工艺可以实现高精度的曲面成形，能够减少或避免后续加工步骤，从而提高产品质量。
飞机蒙皮多点拉形装置的开发及应用
尺 寸 样 机 ［。该 装 置 的 核 心 部 分 是 由 ２ ８ ５ １ ６ ８个 基 本 体
（ 列 方 式 ：４ ４ 构 成 的 柔 性 模 具 ， 成 形 面 积 为 排 ６ ｘ ２） 其 １ ２ ．ｍｍｘ ２１ ．ｍｍ（ ｆ．４ｔ） 通 过 对 基 本 体 高 度 ８ ８８ １ ９２ ６ｔｘ ｆ． ， 的 调 整 ， 以 形 成 各 种 不 同形 状 的 曲 面 。后 来 ， ｙｉ 可 Ｃ ｒ ｌ Ｂａｈ公 司 又 制 造 了 用 于 实 际 生 产 的 蒙 皮 拉 形 可 重 ｔ 构 模 具 ［。 成 形 面 积 为 １ ２ ｍｍｘ ０ ６８ ６其 １ ５４ １ ６ ．ｍｍ（ ０ ｎＸ ６ ｉ． ４ ｉ． ， 括 １ ２ ２ｎ）包 １ ０个 基 本 体 （ 列 方 式 ： ０ ２ ） 美 排 ４ｘ８。 国 ｗ ａｎ ｒＲｏ ｂｎ ｒ ｅ用 于 飞 机机 身 与机翼 的蒙皮 件制 造 ， 用 结果 表 明 ， 装 应 该 置 可 以 替 代 ４ ％～ ５ 的 现 有 模 具 ， 皮 制 造 周 期 缩 ５ ７％ 蒙
基金项 目： 国家 自 然科 学基金资助项 目（０ ７ ０ ８ ５７５９ ）
收稿 日期 ：０ ８ ０ — ５ ２０ — ２ １
点 拉 形 装 置 ， 图 １所 示 。 表 １给 出 了 Ｓ ５ ２ ０ 如 Ｍ２ —１ ０
型多 点拉形 装 置 的主要 技 术参 数 。
件 的工 作 ， 于美 国 麻 省 理 工 学 院 （ Ｔ） 上 世 纪 ７ 始 ＭＩ 。 ０ 年 代 末 ， ｒ ｔ等 人 ｆ Ｈａｄ ２ 卅研 制 了 基 于 可 重 构 模 具 柔 性
短 到 原 来 的 １８ 同 时 还 显 著 减 少 了 模 具 存 贮 成 本 。 ／，
一文看透飞机蒙皮成形术
⼀⽂看透飞机蒙⽪成形术蒙⽪是飞机的重要组成部分，它就像飞机的“⽪肤”⼀样，属于飞机的外形零件。
早期的低速飞机蒙⽪是布质的，机⾝都是⽤⽊质结构。
⽽如今飞机结构上使⽤最多的是铝合⾦蒙⽪，不过，在未来复合材料将成为飞机蒙⽪材料的⾸选。
早期布质蒙⽪飞机现代的全⾦属飞机波⾳787飞机采⽤的复合材料蒙⽪蒙⽪零件占有⾊⾦属钣⾦件的5%左右。
由于表⾯直接与⽓流接触，要求表⾯光滑、⽆划伤。
⼤多的蒙⽪机构尺⼨⼤，相对厚度⼩，刚性差，外形要求准确。
随着飞⾏速度与载重量的增加，蒙⽪的尺⼨与厚度也不断加⼤。
蒙⽪需要像⽪肤般顺滑按照外形特点，蒙⽪可分为单曲度蒙⽪、双曲度蒙⽪和复杂形状蒙⽪3种类型。
单曲度蒙⽪：这类零件只在⼀个⽅向上有曲度，形状较简单，在飞机的机翼、机⾝等剖⾯段上应⽤较多。
变形属于单纯的弯曲，⼀般采⽤压弯和滚弯⽅法成形。
单曲度蒙⽪双曲度蒙⽪：这类零件在两个⽅向上都有曲度。
机⾝的⼤部分零件、进⽓道等都属于双曲度蒙⽪。
双曲度蒙⽪主要成形⽅法是拉形。
双曲度蒙⽪复杂形状蒙⽪：形状不规则，如翼尖、整流包⽪、机头罩等。
这类零件多采⽤落压⽅法成形。
飞机上复杂形状的蒙⽪既然谈到了成形⽅法，那就介绍下蒙⽪成形的⼯艺⽅法。
压弯成形压弯成形是在闸压机床上对板材进⾏弯曲的⼀种⽅法，机床附有通⽤或专⽤的模具，利⽤凸凹模将板材逐段弯曲，适合成形单曲度蒙⽪和尾翼前缘蒙⽪。
压弯成形由上下模组成，上模下⾏与下模相互作⽤即可成形。
压弯成形⽰意图以V形件的压弯为例，简要说明下板料压弯时的变形过程。
板料压弯变形过程（1）⾃由弯曲阶段。
板料开始弯曲时，板料与上、下模具为三点接触，随着上模的压下，板料弯曲半径不断减⼩。
（2）接触弯曲阶段。
随着上模的不断压⼒，板料的弯曲变形程度加⼤，其弯曲半径和弯曲⼒臂也在不断减⼩，直到板料与下模完全接触。
（3）矫正弯曲阶段。
上模继续压下，板料的弯曲程度变⼤，此时板料和上模为三点接触，与下模是两点接触，其弯曲⾓度⼩于下模⾓度，这是板料由接触弯曲阶段向矫正弯曲过渡的阶段。
新一代飞机蒙皮拉伸成形柔性多点模具
新⼀代飞机蒙⽪拉伸成形柔性多点模具
新⼀代飞机蒙⽪拉伸成形柔性多点模具
邹⽅
【期刊名称】《航空制造技术》
【年(卷),期】2007(000)011
【摘要】北京航空制造⼯程研究所成功研制了具有完全⾃主知识产权的飞机蒙⽪拉形的柔性多点模具。
在柔性模具设计技术及制造成本⽅⾯，与国外同种规格的模具相⽐具有明显的价格优势。
【总页数】4页(30-33)
【关键词】多点模具;飞机蒙⽪;柔性;拉伸成形;⾃主知识产权;航空制造⼯程;制造成本;模具设计
【作者】邹⽅
【作者单位】北京航空制造⼯程研究所
【正⽂语种】中⽂
【中图分类】V262.32
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1.新⼀代⼤型飞机对柔性跑道的影响 [J], 张⽴安; 张磊; 杨顺新
2.⽤于飞机蒙⽪成形的可重构多点柔性⼯装设计 [J], 申望; 薛贵军; 邹⽅; 张书⽣
3.复杂飞机蒙⽪拉伸成形模具设计⽅法分析 [J], 李云鹏
4.增进共识积极应对为新⼀代⼤型飞机投⼊运营作准备——ICAO关⼨新⼀代⼤型飞机（NLA）运营要求研讨会综述 [J], ⾟⽂锋
5.多点柔性模具在飞机蒙⽪成形中的应⽤ [J], 李光俊; 许旭东; 谭胜勇。
新材料蒙皮拉形模具的制备工艺
新材料蒙皮拉形模具的制备工艺新材料蒙皮拉形模具的制备工艺随着科技的不断发展，新材料的出现为各行各业带来了更多的可能性。
在航空航天领域，新材料的应用已经成为了一种趋势。
而在飞机制造中，蒙皮拉形模具的制备工艺也得到了很大的改进。
本文将介绍新材料蒙皮拉形模具的制备工艺。
一、新材料蒙皮拉形模具的概述蒙皮拉形模具是飞机制造中不可或缺的工具，它用于制造飞机的外壳。
传统的蒙皮拉形模具通常由金属材料制成，但是随着新材料的出现，新型的蒙皮拉形模具也应运而生。
新材料蒙皮拉形模具通常由复合材料制成，它具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点。
二、新材料蒙皮拉形模具的制备工艺1. 材料选择新材料蒙皮拉形模具的制备工艺首先要选择合适的材料。
通常选择的是碳纤维增强复合材料，因为它具有优异的机械性能和化学稳定性。
2. 模具设计模具设计是制备新材料蒙皮拉形模具的重要环节。
在设计时需要考虑到模具的形状、尺寸、结构等因素。
同时还需要考虑到模具的制造难度和成本。
3. 模具制造模具制造是制备新材料蒙皮拉形模具的核心环节。
制造过程通常包括以下几个步骤：（1）制作模具芯首先需要制作模具芯，通常采用数控加工技术进行加工。
制作好的模具芯需要进行表面处理，以保证模具表面的光滑度和精度。
（2）制作模具壳体制作模具壳体需要采用复合材料制造技术。
通常采用手工层叠法或自动化层叠法进行制造。
制作好的模具壳体需要进行热固化处理，以保证其强度和稳定性。
（3）组装模具将制作好的模具芯和模具壳体进行组装，形成完整的蒙皮拉形模具。
4. 模具调试制备好的新材料蒙皮拉形模具需要进行调试，以保证其精度和稳定性。
调试过程通常包括模具表面的打磨和涂覆防粘剂等工作。
三、总结新材料蒙皮拉形模具的制备工艺是一个复杂的过程，需要多种技术的综合应用。
但是，新材料蒙皮拉形模具具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，可以大大提高飞机制造的效率和质量。
随着科技的不断发展，新材料蒙皮拉形模具的制备工艺也将不断完善和改进。
飞机蒙皮拉型模设计办法研究
飞机蒙皮拉型模设计办法研究发表时间：2020-07-01T11:12:05.690Z 来源：《工程管理前沿》2020年第26卷8期作者：贺美珠[导读] 针对飞机蒙皮拉型模的设计内容进行探究。
摘要：飞机是由多个构件共同构成，每个构件的性能都会对飞机的质量和性能造成一定影响，而蒙皮作为飞机中一项重要构件，其性能对飞机的整体质量会造成直接影响。
因此，在飞机蒙皮制造期间，为了保证其强度能够满足应用需求，要对蒙皮拉伸成型工艺进行合理应用。
下面，针对飞机蒙皮拉型模的设计内容进行探究。
关键词：飞机蒙皮；飞机性能；拉型模；设计方法拉型模主要被应用飞机蒙皮等不同类型的零件中，对飞机蒙皮拉伸成型起到关键作用，使最终制造的飞机蒙皮材料形成曲率大、光滑的成型特点，可以满足飞机的应用需求，能够提升飞机质量。
1 飞机蒙皮飞机蒙皮指的是包围在飞机骨架外，而且采用铆钉或粘接剂方式固定于飞机骨架上，进而形成飞机气动力外形的一种锥形构件。
在飞机的整体结构中，飞机蒙皮和骨架两者形成一个整体结构，其具有较强的刚度和承载力，但是，其自身重量较强，对其进行应用，能够起到传递气动荷载和承受力的作用。
飞机的蒙皮在飞机结构上的位置如图1所示图1 飞机蒙皮在飞机结构上的位置图1 飞机蒙皮在飞机结构上的位置2 设计飞机蒙皮拉型模型面的合理措施飞机蒙皮拉伸时，材料应变会对成型质量造成直接影响，飞机蒙皮拉伸期间，可能会出现滑移、破裂等缺陷，这与材料不均匀变形都有着紧密联系，可见，在飞机蒙皮拉伸成型期间，要保证变形均匀，避免出现质量问题，以免对飞机的整体性能造成不良影响，因此，要做好飞机蒙皮拉型模的型面设计，保证最终设计内容的合理性[1]。
飞机蒙皮拉型模的设计是一项对技术要求很高的工作，实际设计期间，要严格遵循下列原则进行设计：构建成型模具空间坐标系，模具设计时要确保型面切向连续，同时，要对模具边缘部位切向方向进行适当工艺补偿，能够确保截面的形状和长度都能够达到相应的要求和标准[2]。
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横向蒙皮拉伸机运动学分析
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通过拉伸机构位于不同铰链点布置时" 锁住
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性进行分析" 得到了拉伸机构的 % 种奇异位形和
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由文献,#W- 可知" 拉伸机构中 bGb约束分
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N
X汇
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股份公司工程师" 研究方向( 蒙皮拉伸成形技术研 究及应用%
国 +G7公司 'c3型纵向蒙皮拉伸机$ 'c&型横
新材料蒙皮拉形模具制备工艺的另一种方式
新材料蒙皮拉形模具制备工艺的另一种方式标题：新材料蒙皮拉形模具制备工艺的另一种方式导言：在现代制造业中，随着科技的不断进步，新材料的应用越来越广泛。
新材料的开发为制造业带来了更多的选择，并提高了产品的性能和质量。
其中，新材料蒙皮在航空航天和汽车工业中得到了广泛应用。
本文将介绍一种新的制备工艺，即新材料蒙皮拉形模具制备工艺的另一种方式。
第一部分：介绍新材料蒙皮拉形模具制备工艺蒙皮是覆盖在产品表面的一层材料，用于保护产品免受外部环境的影响。
传统的蒙皮制备工艺包括注塑、贴膜和喷涂等方法。
然而，这些方法存在一些限制，如成本高、工艺复杂和制备周期长等。
新材料蒙皮拉形模具制备工艺是一种相对较新的方法，其基本原理是将蒙皮材料拉伸到特定的形状，然后将其固定在产品表面。
这种方法可以使用热塑性材料或涂层材料进行，具有制备周期短、成本低和适用范围广等优点。
第二部分：新材料蒙皮拉形模具制备工艺的具体步骤1. 材料选择：根据产品需求，选择合适的新材料进行蒙皮制备。
常用的材料包括热塑性聚合物、高分子膜材料和涂层材料等。
2. 模具设计：设计拉形模具的形状和尺寸，确保其与产品表面匹配。
模具可以采用金属或塑料材料制作，具体选择取决于产品的要求。
3. 材料加热：将选定的新材料加热至一定温度，使其具有足够的可塑性。
加热温度应根据材料的熔点和流动性来确定。
4. 拉伸成形：将加热后的新材料固定在拉形模具上，并通过拉伸和压力来使其达到所需的形状。
这一步骤要求高精度和适当的温度控制，以确保蒙皮的质量和外观。
5. 固化和冷却：在拉伸成形后，将蒙皮固化在产品表面。
根据材料的特性，可以采用自然冷却或辅助冷却的方法。
第三部分：新材料蒙皮拉形模具制备工艺的优势和应用新材料蒙皮拉形模具制备工艺相对于传统的制备方法有诸多优势。
首先，它可以大大减少制备周期，提高生产效率。
其次，这种工艺具有较低的成本，节约了材料和能源的使用。
另外，新材料的应用范围广泛，可用于各种产品的蒙皮制备。
第八章蒙皮拉形
5．主要工艺问题及其解决方法
• 钳口处易产生应力集中 • 出现明显的滑移线 • 超过极限拉形系数需多次拉形 • 有回弹，采用初拉，淬火后再补拉 • 凹曲面、马鞍形会侧滑而起皱 • 材料利用率低，可采用组合拉形 • 尽可能的采用对称拉形
P1.8bFcos2
纵向拉形时： P = 0.8 σb F
* 毛料尺寸计算
—— 决定拉形毛料的尺寸，应本 着节约用料的原则。零件的四边只 留有合理的最小余量即可。
长度方向：
L = l0 + 2[ h1 + h2 + h3 ] 宽度方向：
B = b + 2 h4
公式中各参数的含义
l0 —— 零件展开长度 h1 —— 毛料的切割余量，通常取10~20mm h2 —— 过渡区长度，通常取150~200mm h3 —— 夹紧部分的余量，通常取50mm b —— 零件展开宽度 h4 —— 切割余量，通常取20mm
—— 终了阶段
毛料与模具表面完全贴合后， 再作少量补充拉伸，例如约1%的延 伸率，使边缘材料（即最后与凸模 接触条带）所受的拉应力超过屈服 点，以达到减少回弹，提高成形准 确度的目的。
—— 拉形过程中的问题
拉形过程中整个毛料基本上可划 分为两个区域，即与模具贴合的成形 区，以及与凸模相切处至夹头部分的 传力区。
重叠拉形
若干个形状近似的零件 组合为一个曲面，用一 个模胎拉形、省工、节 料
料厚<1mm，多次拉形 的零件，首次拉形时， 将若干张毛料重叠在一 起拉形，可防止材料失 稳、起皱
预成形 拉形
复杂曲面零件，先用其 他方法预成初形，再拉 形
金属材料
蒙皮拉形可重构柔性模具模面生成 ａ ｏ ｅｅｒｈ ｃｉ
＆ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｆ ｔ ｅ ｅ ａ ｏ ｙ ｔｍ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｏ ｈｅ ｇ ｎ ｒ ｔ ｎ ｓ ｓｅ ｉ ｏ ｉ ｓ ｒａ ｅ ｆ ｒ ｓ ｉ ｔｅ ｏ ｍｉ ｇ ｆ ｄ ｅ ｕ ｆ ｃ ｏ ｋ ｎ ｓ ￣ｈ ｆ ｒ ｎ ｒ
００００ ７ ８４ ５ ４ ０・４ ３ ０
铌 微合 金钢 动 态再结 晶 的规律 ＝Ｓｕ ｙ ｔｄ
ｏ ｙ ａ ｃｒ ｃ ｙ ｔ ｌ ｚ ｔ ｎ ｏ ・ ｃ ｏ－ ｎ ｄ ｎ ｍｉ ｒ ｓａｌ ａ ｉ ｆＮｂ－ ｒ ・ ｅ ｉ ｏ ｍｉ
Ｃ ＭｎＮ 。 。 ｂ钢在控轧控冷条件下相变后铁 素 体 晶 粒 尺 寸 的 预 测 ＝Ｐｅ ｉ ｉｎ ｏ ｒｄ ｔ ｆ ｃｏ
ｏ ｅ ｃｎ ｇ ｒｂｅｔｏ ｎ 刊 ，中］ 罗 ｖ ｒ ｅｏ ｆ ｕａ ｌ ｏ ｌ ｇ［ ｒ ｉ ｉ ／ 红 宇（ 京航空 航天 大学机械 工程 及 自 北 动化学院 ，北京 ，１０ ８ ） ００ ３，李东升，曾 元松 ，邹方 ， 白雪飘， ／ 塑性工 程学报． 一
２ ０ ，１ （） ｌ ５ ０ ６ ３６ ． —６ ～６
针对飞机蒙皮零件 “ 多品种 、小批量 、 形状复杂、成形精 度要求高 ”的特点 ， 对可 重构柔 性模 具蒙皮拉形关键 技术进 行了深入分析 ， 基于 Ｃ Ｔ Ａ二次开发技 ＡＩ 术开发了蒙皮拉形 可重构柔 性模具模面 生成系统，实现 了蒙皮零件 数模在可重 构柔性模 具制造坐标 系中的调形计算 ， 具备了冲头高度干涉检 查和 虚拟模具三 维仿真功能．经过 应用 验证 ，系统稳定 可靠 ，能准确 调形 出蒙皮零 件拉形所需 的模 具包络面 ．本 系统的建 立，为可重 构柔性模 具蒙皮拉 形工 艺研 究提供 了技 术保 障．图 １ ２参 １ ０ 关键 词：可重 构柔性模 具；蒙皮拉形； 模面生成系统 ０ Ｃ ０ １ ７Ｉ ４１ ８ ０ ４０・ ０ 金属材料 ３ ４ 细 晶粒 低 碳钢 的轧 制 工艺 对 显微 组织 的影 Ｉ １ ￣＝Ｅ ｅｔ ｆｒｌｎ ａａ ｔｒ ｏ ｆ ｃ ｏ ｏｌ ｇ ｐ ｍｅｅｓ ｎ ｉ ｒ
双曲度蒙皮纵向拉形过程模拟技术研究
双曲度蒙皮纵向拉形过程模拟技术研究顾伟;伍惠;金海霞;彭静文;李卫东;万敏【摘要】目的：双曲度蒙皮主要通过可实现曲夹钳的纵向拉形方法成形，通过研究双曲率蒙皮纵拉过程模拟技术，对拉形机夹钳加载轨迹进行优化。
方法主要针对蒙皮纵向拉形模拟中，板料在拉形机夹钳中的装夹和夹钳加载轨迹的设计等关键技术问题进行研究，给出了合理的处理方法，建立了相应的模型。
结果应用有限元仿真软件进行仿真验证，并通过改变拉伸量和补拉量，对成形模拟结果进行了对比，优化了夹钳轨迹。
结论通过拉形加载优化，提高了蒙皮零件贴模度，保证了蒙皮外形精度的要求。
%Design of jaw path and clamping of sheet on stretch forming machine are the two key technical problems in longitude stretch forming process simulation of skin. The aim of this study was to optimize the jaw loading path through studying simulation technique on double-curvature skin in aircraft. The treatment of key technical problems were proposed and tested in FEM simulation software ABAQUS. By varying the amount of stretching and post-stretching and comparing forming simulation result, the jaw path is optimized. The springback of final part is reduced and the shape accuracy is im-proved through lading path optimization of longitude stretch forming.【期刊名称】《精密成形工程》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】6页(P57-61,75)【关键词】飞机蒙皮;纵向拉形;夹钳轨迹;有限元分析【作者】顾伟;伍惠;金海霞;彭静文;李卫东;万敏【作者单位】成都飞机工业公司制造工程部，成都610092;成都飞机工业公司制造工程部，成都610092;北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京100191;北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京100191;北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京100191;北京航空航天大学机械工程及自动化学院，北京100191【正文语种】中文【中图分类】TG386飞机气动外形主要由蒙皮零件构成,拉形工艺是制造蒙皮零件的主要方法。
飞机复杂蒙皮拉形模的设计
飞机复杂蒙皮拉形模的设计
葛芸;罗丽华
【期刊名称】《科技信息》
【年(卷),期】2010(002)017
【摘要】通过对飞机蒙皮结构及成形工艺要求的分析,设计了一种利用上压装置成形蒙皮的拉形模,并介绍了以UG软件为平台设计飞机蒙皮拉形模的过程,从而实现了马鞍形蒙皮在蒙皮拉形机上的拉形,解决了马鞍形蒙皮成形的质量问题,并大大地缩短蒙皮拉形模具设计的周期,提高了模具的设计效率、制造周期.
【总页数】1页(P1181)
【作者】葛芸;罗丽华
【作者单位】中航工业洪都航空集团,江西,南昌,330024;中航工业洪都航空集团,江西,南昌,330024
【正文语种】中文
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纵向拉形机的钳口装置
纵向拉形机的钳口装置
* 立式拉形机
这种拉形机在欧美各国使用较多， 它和我国的型材拉弯机很相似，这种机 床成形模固定不动，夹紧板料的夹钳不 但可以伸缩，而且可以绕着成形模转动， 使板料逐渐向成形模包覆，最后贴模成 形，这种拉形机称为拉包机，它的加工 范围广，夹头钳口可更换，以适应于大 剖面型材的拉弯。
—— 终了阶段
毛料与模具表面完全贴合后， 再作少量补充拉伸，例如约1%的延 伸率，使边缘材料（即最后与凸模 接触条带）所受的拉应力超过屈服 点，以达到减少回弹，提高成形准 确度的目的。
—— 拉形过程中的问题
拉形过程中整个毛料基本上可划 分为两个区域，即与模具贴合的成形 区，以及与凸模相切处至夹头部分的 传力区。 传力区是悬空部分，这部分材料 不与凸模接触，无摩擦力作用并且在 夹头部分有应力集中问题，所以毛料 被拉断现象主要出现在这个传力区。
三、拉形设备
飞机工厂的拉形设备 —— 拉形机 都是专门设计的，机构比较复杂。
根据工作原理拉形机可分类如下： * 台动式拉形机 —— 横拉 * 台钳双动式拉形机 —— 纵拉 * 立式拉形机 —— 拉包机
* 台动式拉形机
——是用来横向加拉的机床。它 依靠液压作动筒推动台面升起使毛 料受到拉伸。台面可以上、下平行 移动，和作倾斜上升，从而扩大拉 形范围。
6．质量控制
• 零件外形的准确度
一般用零件与拉形模贴合间隙表示。 歼击机蒙皮允许间隙≤0.5mm,局部≤1mm 大型客机和轰炸机间隙≤0.8mm
• 表面质量
避免“滑移线”和“粗晶” 防止擦伤和划伤
五、拉形模的设计与制造
1．设计要点
• 圆角 r —— r = 30 ~ 50 mm • 表面光滑 —— 粗糙度 < Ra1.6 • 轻且刚性好 • 对称布置 —— 受力平衡、稳定
3．两个实例
例一：进气道侧壁内蒙皮
进气道侧壁内蒙皮
是一长度较大的马鞍形零件。蒙皮两 端留出20 mm的装配余量。二侧留有8个 伸出的耳片。由于零件凹陷很深，变形程 度较大，按模胎实测所求得的拉形系数为 1.068。根据经验数据，已超过极限拉形 系数，必须采用二次拉形。 在横向拉形机上生产。 工艺规程如下：
马鞍形零件，先将 毛料和模胎紧箍在 一起，然后拉形， 可增加摩擦力，提 高贴模程度 在拉形过程中，与 模具顶力方向相反， 用局部上模加压， 可成形零件曲面上 的凹陷部位
紧箍成形
加上压 拉 形
拉形工艺流程
零 件 形 状 材 料 工 艺 流 程
LY12M
下料 预拉形 淬火 补拉形 切割外形 修整 检验
VTL-1000蒙皮拉形机
二、拉形过程及基本原理
1. 拉形过程 原始的制造方法 —— 拉光机
现在的制造方法拉形是在专用机床上 进行的
2. 基本原理
—— 蒙皮零件拉形与型材零件拉弯相 似，都是以增加拉力减少回弹，而提高 成形准确度。但在拉形情况下，材料的 变形状态却要复杂得多。
拉形过程大致可分为三个阶段
在拉形机中，安放拉形模的台面由液压作动筒推动，作 上、下平行运动。也可作倾斜运动。两侧的夹钳可以调整位 置，但工作过程中固定不动。 拉形时，根据蒙皮的顶部形状，将钳口调至适当位置并 加以固定，务必使夹钳的拉力作用线与拉形模边缘相切。
横向拉形
—— 有些拉形机有上压装置，可成形蒙 皮上有凹陷和鼓包的部分。 一般用于纵向拉形机。
—— 极限拉形系数
当板料濒于出现不允许的缺陷时(破裂、 滑移线、粗晶、“桔皮”等)的拉形系数称为 极限拉形系数，通常用Kmax表示。 LY12、LC4的极限拉形系数如下表所示
材料厚度(mm) Kmax
1
2
3
4
1.04~1.05 1.045~1.06 1.05~1.07 1.06~1.08
蒙皮零件的拉形系数Ke超过上表数据，则 需要两次拉形，工序中间给以退火处理。
工艺规程如下：
工序号
1
2 3 4 5 6 7 8 9
工
下料
检验 淬火 拉形
序
内
容
设备
龙门剪
样板
工艺装备
纵拉-1M 拉形机 切钻样板 拉光机 切钻样板
拉形模 拉形模 拉形模 拉形模
第八章 蒙皮拉形
（双曲度蒙皮零件的制造）
一、典型零件 二、拉形过程及基本原理 三、拉形设备 四、拉形工艺 五、拉形模的设计与制造 六、工艺规程举例
拉形
—— 板料两端在拉形机夹钳
夹紧下，被工作台顶升的拉形模 和板料接触，产生不均匀的平面 拉应变而使板料与拉形模贴合的 成形方法。
一、典型零件
1. 零件分类
—— 拉形过程的应力应变分析
3．极限拉形系数和拉形力
材料在拉形过程中，沿着拉力的 作用方向拉伸变形是不均匀的，脊背 最高点处拉伸变形量最大。 拉形系数 —— 指板料拉形后，变形 最大的剖面处长度与原始长度之比 （表示变形程度的工艺参数）
* 极限拉形系数
拉形系数：
Lmax K Lmin
* 极限拉形系数及其影响因素
龙门剪 W91-360 拉形机 硝盐槽 W91-360 拉形机 振动剪 切贴样板 拉形模 拉形模 拉形模 拉形模 拉形模
例二：机身前侧壁蒙皮
例二：机身前侧壁蒙皮
是一凸双曲零件，其前部近似于筒 形，后部微呈凸峰，并带有三个内孔。 由于外形曲度平缓，因而可以一次拉形 制成。零件纵向很大，应选用纵拉机床 在新淬火状态下拉形。零件的内孔尺寸 很小，须用手工裁剪。
工作表面光滑流线
粗糙度 < Ra1.6
六、工艺规程举例
1．一次拉形的工艺规程 2．二次拉形的工艺规程 3．两个实例 4．蒙皮外形的检验
5．镜面蒙皮的拉形
1．一次拉形的工艺规程
下料 → 淬火 → 拉形 →并划线修边 →检验 →阳极化并涂漆
2．二次拉形的工艺规程
下料 → 初次拉形 → 淬火 →最后拉 形 →并划线切边 → 检验 → 阳极化 、涂漆
2．典型结构
拉形模的典型结构有：
—— 木框或竹胶板框环氧胶砂模 （用于大型零件）
—— 金属骨架环氧塑料模 （用于中小型零件）
木框或竹胶板框环氧胶砂模
3．协调路线
理论模线
构造模线
切面样板
部件表面标准样件
反胎模
拉形模
反切内样板
4．拉形模工艺要求
序号
1 2 3 Leabharlann 5 6 7技术要求项目底面平面度 零件边缘至模胎边缘距离 模胎型面圆角半径 拉伸方向模胎侧面斜角
a）开始阶段
b）中间阶段 c）终了阶段
—— 开始阶段
将长方形毛料按凸模弯曲，并 将毛料两端夹入机床钳口中，然后 凸模向上移动，凸模脊背最高处与 毛料接触，毛料被弯曲并张紧。
—— 中间阶段
设想将毛料沿凸模横切面划分为 许多条带，随着凸模上升，中间条带 的附近条带相继与凸模脊背贴合，循 此渐进，直到最边缘的条带也与凸模 贴合为止，于是这时毛料的内表面都 与凸模贴合，取得了凸模表面的形状。
* 毛料尺寸计算
—— 决定拉形毛料的尺寸，应本 着节约用料的原则。零件的四边只 留有合理的最小余量即可。 长度方向： L = l0 + 2[ h1 + h2 + h3 ] 宽度方向： B = b + 2 h4
公式中各参数的含义
l0 —— 零件展开长度
h1 —— 毛料的切割余量，通常取10~20mm h2 —— 过渡区长度，通常取150~200mm h3 —— 夹紧部分的余量，通常取50mm b —— 零件展开宽度 h4 —— 切割余量，通常取20mm
3．计算拉形力并确定 机床的吨位
—— 按公式计算拉形力 横拉时： P 1.8 F sin
b
2
纵拉时： P 0.8 b F —— 选择机床
4．计算毛料尺寸
—— 按公式计算 L = l0 + 2[ h1 + h2 + h3 ]
B = b + 2 h4
5．主要工艺问题及其解决方法
• 钳口处易产生应力集中 • 出现明显的滑移线 • 超过极限拉形系数需多次拉形 • 有回弹，采用初拉，淬火后再补拉 • 凹曲面、马鞍形会侧滑而起皱 • 材料利用率低，可采用组合拉形 • 尽可能的采用对称拉形
LY12M
下料 滚弯 形 校正
淬火 检验
拉形
切割外
LY12M
下料 滚弯 预拉形 退火 拉形 淬火 预切割 时效应力松弛校形 精密化洗 切割外形 校正 检 验
1．确定拉形方式
—— 根据零件特点来确定采用 * 纵向拉形 * 横向拉形
加大毛料
防止侧滑
2．计算拉形系数
K拉 ≤ Kmax —— 可一次拉形成功, 否则需多次拉形
立式拉形机—— 拉包机
四、拉形工艺
1．确定拉形方式 2．计算拉形系数 3．计算拉形力并确定机床吨位 4．计算毛料尺寸 5．主要工艺问题及其解决方法 6. 质量控制
拉形工艺方法
方法 示 意 图 说 明
K L K max
一次拉形 新淬火状态
K L 0.8Kmax
（多模） 多次拉形 可增加过渡模多 次拉形，中间退 火
拉形工艺方法（续1）
成组拉形
若干个形状近似的零件 组合为一个曲面，用一 个模胎拉形、省工、节 料 料厚<1mm，多次拉形 的零件，首次拉形时， 将若干张毛料重叠在一 起拉形，可防止材料失 稳、起皱
重叠拉形
预成形 拉形
复杂曲面零件，先用其 他方法预成初形，再拉 形
拉形工艺方法（续2）
方 法 示 意 图 说 明
工艺规程如下
零件名称
进气道蒙皮
材 料
LY12MO-δ3.0 工序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 检验