某机翼肋模具设计说明书

模具的类型较多，按照成形件的材料不同，可分为冲压模具、塑料模具、锻造模具、压铸模具、橡胶模具、粉末冶金模具、玻璃模具和陶瓷模具等，其中应用最广泛的是冲压模具和塑料模具。

现代飞机主要是由钣金材料制成的薄壳式结构组成。在现代飞机结构中，飞机钣金零件的数量占飞机总体结构件总量的比例较大。

飞机钣金零件的加工除采用通用设备和相应的工装外，更多地采用专用成形设备和工装，它对飞机钣金零件的成形质量起着决定性作用。而从制造手段来看，既有手工操作、半机械化操作、机械化操作也有少量的现代柔性制造技术，他们都在航空工厂综合地运作着。

本次课设要成形的是某机翼翼肋部分，采用橡皮囊液压机成形。

第一章零件工艺性分析 (1)

第二章钣金成形机的选择 (2)

第三章协调路线的制定 (4)

3.1协调的基本概念 (4)

3.2协调路线 (4)

第四章工艺计算 (6)

4.1成型极限计算 (6)

4.2展开件的确定 (6)

4.3弯曲力计算 (7)

第五章弯曲模具工作部分尺寸 (8)

5.1凸模圆角半径 (8)

5.2凸模高度确定 (8)

第六章总结 (9)

参考文献 (10)

第一章零件工艺性分析

本次课程设计的钣金件为某型飞机机翼翼肋，属于飞机上得金属薄板材所制的弯曲类和翻边类零件，其弯曲边尺寸不大，为15mm，是用来安排与蒙皮件连接时所用铆钉的地方，零件属于U形弯曲类零件，可一次成型，有以下特点：

凸曲线弯边时，由于毛料的轮廓长度大于成型后的零件轮廓长度，因此，在成型过程中弯边的部分毛料受到挤压。由于材料处在受挤压状态，容易产生褶皱，因此凹弯边一次成形也是有限的，所许可的最大弯边高度取决于材料的种类和厚度、零件的弯边高度和曲率半径、毛料的边缘状况和冷作硬化请况等因素。

图1.1翼肋成品件

第二章钣金成形机的选择

橡皮压制是飞机钣金零件成形的主要方法之一。它的生产效率高，而且成本低，尤其适合于生产经常改变的情况下，制造一些较大尺寸的以及内外轮廓要求同时压制的低弯边零件，如翼肋、隔框、腹板等。

飞机工厂钣金零件制造车间常用的橡皮成形压床有两大类三种类型：一类是柱塞式液压机；另一类是橡皮囊世液压机，它又分为框架式与圆筒世两种结构。另外，还有一类可进行橡皮深拉深成形的压床，通常称为橡皮垫式液压机。

2.1柱塞式液压机

它是橡皮成形早起所有的液压机，其机构和传动原理与锻造液压机类似，只是其台面面积较大，橡皮容框固定在液压机的活动梁上，由机床的液压油缸驱动。液压机台面上安装工作垫板，毛料和成型模放在垫板上，活动下降时，容框罩住垫板，橡皮在封闭容积内压缩，并向模具四周流动，毛料就能在橡皮压力的作用下与成型模贴合。为了提高机床的工作效率，这类机床可以装有两个能水平移动的工作台，是机床不因装料、卸料、更换成型模而延误时间，使其连续工作。

2.2橡皮囊液压机

橡皮囊液压机是提高飞机钣金制造工艺技术水平的关键设备，利用橡皮囊液压机加工出来的飞机钣金零件：质量高，零件和模具的符合性好，无须补充加工，可减少零件用榔头敲打留下印痕及零件内部的残余应力，提高飞机寿命，减轻劳动强度，提高工作效益，可进行零件批量生产。

我国飞机工厂多熟都拥有框架式橡皮囊液压机，从外观上看它的床身像一个方匣子，是由铸钢制成的装配件，内里安装有橡皮囊与橡皮垫。床身两侧附

有左、右两个可移动的工作台。工作时，先将成型模和毛坯放在一侧的工作台上，然后操作按钮，使其进入机匣工作区内，此时工作台下的梳妆齿板顶靠，使荣框四周全部处于封闭状态，随后启动按钮向橡皮囊内充入高压流体。充压后的橡皮囊即刻膨胀，压迫位于其下的橡皮垫，使其逐渐充满容框，产生高压，迫使毛料贴附成形模而形成零件。保压一定时间后，可抽出高压液体，是橡皮囊复原。操纵工作台下的梳妆齿板错位离开，工作台旋即退出，卸下零件；另一个装好的毛料和成型模的工作台随之进入工作区进行压制工作。

本次课设钣金零件为某小型机翼肋，生产批量较大，且要符合未来的趋势，所以选择橡皮囊液压机。

第三章协调路线的制定

3.1协调的基本概念

协调是指相配合的两种零件在尺寸和形状方面的一致性。

互换包括完全互换和不完全互换。而对飞机钣金零件，不一定要求完全互换，有些地方是要求局部互换，但要求完全协调。

互换不仅要体现协调准确度，还要求制造准确度；而协调只体现协调准确度，因而具有互换性的零件，必将是协调的，所以协调是保证。

协调原理

任何产品或零件的制造，其几何形状和尺寸的形成，一般都是根据图纸所确定的理论形状和尺寸，在生产过程中通过一定的量具、工装或机床而获得的。在这一过程中，首先需要根据标准的尺度量具制造出生产中使用的各种测量工具或仪器，然后用这些量具制造各种工夹模具，最后通过工装模具或机床加工出所需的形状或尺寸，这一过程中包含尺寸传递的过程。

3.2协调路线

17框上半框由模线样板按照传统协调路线制造，所以有如下的协调路线图，如图3.1所示

图3.1协调路线

第四章工艺计算

4.1成型极限计算

飞机翼肋材料为L Y12M(新淬火状态),查询《航空制造工程手册》得到凹曲线弯边的极限弯边系数为在单位压力7.5-40Mp时Kt=15﹪-20﹪。由K=H/(R-H)﹪，板厚为2mm，

4.2展开件的确定

由于t=2r=4

所以，

r/t=4/2=2>0.5

有色金属C=（1--1.1)t,取1.1t=4.4

根据《冲压工艺学》的公式得

L U=L1+L2+L3-2C=420+15+15-8.8=441.2

L W=[(R+h)2-0.86Rr-0.14r2-h2]1/2-R

=13.2

L D=(441.2-420)/2=10.6

式中L1,，L2，L3——为直边长度

t——弯曲件厚度

C---单边间隙

然而，翼肋外缘属于曲率较大的弯边钣金零件，由模线样板制造，外形尺寸很难准确计算，零件在成型过程中，有部分区域收缩或拉伸，因此容易造成弯边高度达不到零件规定的公差范围，展开样板很难计算准确，因此，采取如下措施：

用铝板（M状态）下毛料制造一件合格零件后，将局部拉伸或收缩不被剪开并展平，作为制取展开样板的依据，由此样板制成展开样板来成形零件。经过几次试压后直至成型出合格零件，就将此样板确定为正是样板而用于生产。