论文部分内容阅读
摘要：冷冲压指的是冲压的过程是处于常温下，钣金件是通过钣金工艺加工出来的产品，与人们的生产生活有着密切的联系。钣金是一种针对金属薄板的综合冷加工工艺，主要包括剪、冲、切、复合、折、焊接、铆接、拼接、成型等环节，最显著的特征就是同一个零件在厚度方面要保持一致，该文介绍了冷冲压成形钣金件的简易模具制作工艺，分析了航空领域钣金件生产过程中容易出现的问题，并针对这些问题给出了相应的建议。
关键词：冷冲压成形;简易模具;钣金件制作工艺
对于飞机零件而言，数量最多的就是钣金零件，这类零件的制造普遍采用冲压加工方法，因此冲压加工就成为了飞机钣金零件的主要加工方法。对飞机钣金零件的加工要求是尺寸精度适中，但表面质量好。冲压加工能达到的精度等级在IT9级到IT6级之间，能够满足飞机钣金零件的尺寸精度要求。冲压加工所用模具凸凹模的工作部分表面质量很高，可以保证制件的表面质量。因此，本文通过分析某型飞机托架的冲压加工工艺性，并进行必要的工艺计算，从而制定最终工艺方案，为最终实现该零件的冲压加工提供理论基础。
一、钣金零件的设计要求分析
1.1设计过程中的材料要求。
在设计之前，要对应用材料的性能加以分析，并对其设计特性进行合理考量。在飞机钣金零件制造中，铝合金材料的应用最为广泛，耐蚀钢的应用居于第二，有时也会应用低合金钢，此外，钛合金钢的应用率较高。在材料选择时，要确保所选材料制成的钣金零件可以满足飞机的使用需求，还要对其制备成本进行有效控制。具体应依据如下因素进行材料选择：
1.1.1根据制造工艺及制造费用而进行材料选择。
1.1.2根据加工硬化速度选择适合的材料。
1.1.3选择符合钣金零件使用强度需求的材料进行制备，并确保其具有良好的可成型特性。
1.1.4强度值越高的材料其成型难度也越高，应合理进行二者的协调与选择。
1.1.5确保所选材料符合航空部门的标准。
1.1.6在公差较小的钣金零件设计时，尽量不选用成型能力较差的硬质合金材料。
1.1.7沉淀硬化钢时要先对其进行软化，经过热处理后再进行使用。
1.1.8尽量提高硬质合金的变曲半径，在高温热成型后再进行使用以免其发生破裂。
1.2零件尺寸与外形要求分析。
零件设计时应尽可能选择常用参数;使用大的弯曲半径、更长的弯边长度及更浅的凹槽;尽量选用大的公差;确保弯边、减轻孔、加强槽在同一方向成形。
1.2.1尺寸的要求
对于大尺寸的零件，在设计时应在平板区域设计加强槽以增加零件刚度。对于加强槽，可采用落压成型。落压成型后，应采用拉伸以及热工艺消除加强槽处的扭曲变形。
1.2.2外形的要求
第一，较小弯曲半径成型
对于2024或7075铝合金，设计时如需要使用较小的弯曲半径，应使薄板在软状态下成型，然后在特定条件下将零件进行热处理至最终状态。
第二，弯边
弯边设计时，应从以下方面考虑，以节约零件制造成本：所有弯边方向应一致;避免U形弯边设计，如果必须使用，应尽量选择大的公差;避免闭合式弯边设计。
二、冷冲压成形钣金件简易模具制作工艺中存在的问题
2.1制作工艺方面
通常情况下，冲压件生产过程中会出现一些起皱的问题，直接影响了钣金件的质量。经过观察发现，造成起皱问题发生的原因是在拉深实物过程中板料产生了压缩变形，当凸缘材料承担的切向压力超过本身承受能力时，板料的切向方向就会由于稳定性遭到破坏就会出现拱起，而在这种凸缘材料周围出现的那种波浪形的弯曲就是人们常说的起皱。除此之外，零件回弹问题是冷冲压成形生产中不可忽视的一个问题。零件回弹指的就是零件在拉延的过程中，受到外在的作用力导致形状发生改变，但是当这种外在作用力消失之后，材料内部本身仍然存在着一部分残余的应力，在之前的外力撤销后，这部分内在应力会促使着板料本身几产生靠拢，从而发生回弹现象，这使得生产的原料和规定的生产标准之间存在着一定的误差。钣金件生产过程中，除了出现起皱、回弹等常见问题之外，还有就是零件出现拉裂是另一个常见问题。导致钣金件发生拉裂的问题主要是在拉深变形的生产工艺中，板料受到的外在的拉深变形超过了板料本身的承载力度，板料在这个生产流程中会被拉破，从而发生拉裂问题，影响钣金件的后续使用工作。
2.2零件设计方面
冲压成形的目的是在保障生产材料的稳定性质不被破坏的前提下，将其制作成为人们想要的形状和尺寸。因此，冷冲压成形钣金件的简易模具制作工艺在很大程度上关系到钣金件的质量问题。为此，在模具制作方面，一定要选择那些性能稳定且能够承担起一定压力的材料，并且模具材料的最好是选择那些耐高温的原料，这样在模具冲压的过程中，能够有效保障生产出来的钣金件表面光滑平整，而且形状尺寸乃至密实度都能满足人们的生产需要。简易模具对于钣金件生产质量有着很大的影响，其关乎到生产的钣金件质量是否复合生产规范、是否能够有效满足人们的生产需要。运用冷冲压成形技术，并且借助于简易模具进行生产钣金件，还需要注意零件设计问题，确保生产过程中的各个生产工艺合乎规范。
三、冷冲压成形钣金件的简易模具制作工艺相关建议
运用冷冲压成形技术经过简易模具加工制作而成的钣金件的过程中，不可避免地会出现一些问题。为此，在制作简易模具的过程中，要注重选择那些耐高温性能稳定的模具材料，注重零件设计容易出现的问题，有效降低毛刺、弯曲等相应问题。除了注重生产模具本身的问题之外，制作工艺也是需要引发人们关注的一个层面。在钣金件冷冲压成形制作过程中，人们要科学选择制作工艺，注重运用拉深工艺使得材料流动得更加均匀，这样零件内部的内应力就会减弱，零件发生产生的回弹量也会减小，制作出来的钣金件也更符合生产规范。为此，钣金件生产中，要科学运用拉深工艺，使得材料的流动更加均匀，更好地抑制软件回弹问题。简易模具生产钣金件的过程中，还要注重增强成形压料的力量。这样在零件成形过程中，可以使得原料发生充分的变形。
四、结语
由于钣金零件比普通机加零件的优势更多，因此在飞机设计与制造当中钣金零件的使用量较高。
参考文献：
[1]由博.飞机钣金零件的冲压加工工艺设计[J].科学技術创新，2020，（29）：195-196.
[2]赵文雪.冷冲压成形钣金件的简易模具制作工艺[J].科技资讯，2020，18（5）：70-71.
（作者单位：沈阳沈飞集团铝业幕墙工程有限公司）
关键词：冷冲压成形;简易模具;钣金件制作工艺
对于飞机零件而言，数量最多的就是钣金零件，这类零件的制造普遍采用冲压加工方法，因此冲压加工就成为了飞机钣金零件的主要加工方法。对飞机钣金零件的加工要求是尺寸精度适中，但表面质量好。冲压加工能达到的精度等级在IT9级到IT6级之间，能够满足飞机钣金零件的尺寸精度要求。冲压加工所用模具凸凹模的工作部分表面质量很高，可以保证制件的表面质量。因此，本文通过分析某型飞机托架的冲压加工工艺性，并进行必要的工艺计算，从而制定最终工艺方案，为最终实现该零件的冲压加工提供理论基础。
一、钣金零件的设计要求分析
1.1设计过程中的材料要求。
在设计之前，要对应用材料的性能加以分析，并对其设计特性进行合理考量。在飞机钣金零件制造中，铝合金材料的应用最为广泛，耐蚀钢的应用居于第二，有时也会应用低合金钢，此外，钛合金钢的应用率较高。在材料选择时，要确保所选材料制成的钣金零件可以满足飞机的使用需求，还要对其制备成本进行有效控制。具体应依据如下因素进行材料选择：
1.1.1根据制造工艺及制造费用而进行材料选择。
1.1.2根据加工硬化速度选择适合的材料。
1.1.3选择符合钣金零件使用强度需求的材料进行制备，并确保其具有良好的可成型特性。
1.1.4强度值越高的材料其成型难度也越高，应合理进行二者的协调与选择。
1.1.5确保所选材料符合航空部门的标准。
1.1.6在公差较小的钣金零件设计时，尽量不选用成型能力较差的硬质合金材料。
1.1.7沉淀硬化钢时要先对其进行软化，经过热处理后再进行使用。
1.1.8尽量提高硬质合金的变曲半径，在高温热成型后再进行使用以免其发生破裂。
1.2零件尺寸与外形要求分析。
零件设计时应尽可能选择常用参数;使用大的弯曲半径、更长的弯边长度及更浅的凹槽;尽量选用大的公差;确保弯边、减轻孔、加强槽在同一方向成形。
1.2.1尺寸的要求
对于大尺寸的零件，在设计时应在平板区域设计加强槽以增加零件刚度。对于加强槽，可采用落压成型。落压成型后，应采用拉伸以及热工艺消除加强槽处的扭曲变形。
1.2.2外形的要求
第一，较小弯曲半径成型
对于2024或7075铝合金，设计时如需要使用较小的弯曲半径，应使薄板在软状态下成型，然后在特定条件下将零件进行热处理至最终状态。
第二，弯边
弯边设计时，应从以下方面考虑，以节约零件制造成本：所有弯边方向应一致;避免U形弯边设计，如果必须使用，应尽量选择大的公差;避免闭合式弯边设计。
二、冷冲压成形钣金件简易模具制作工艺中存在的问题
2.1制作工艺方面
通常情况下，冲压件生产过程中会出现一些起皱的问题，直接影响了钣金件的质量。经过观察发现，造成起皱问题发生的原因是在拉深实物过程中板料产生了压缩变形，当凸缘材料承担的切向压力超过本身承受能力时，板料的切向方向就会由于稳定性遭到破坏就会出现拱起，而在这种凸缘材料周围出现的那种波浪形的弯曲就是人们常说的起皱。除此之外，零件回弹问题是冷冲压成形生产中不可忽视的一个问题。零件回弹指的就是零件在拉延的过程中，受到外在的作用力导致形状发生改变，但是当这种外在作用力消失之后，材料内部本身仍然存在着一部分残余的应力，在之前的外力撤销后，这部分内在应力会促使着板料本身几产生靠拢，从而发生回弹现象，这使得生产的原料和规定的生产标准之间存在着一定的误差。钣金件生产过程中，除了出现起皱、回弹等常见问题之外，还有就是零件出现拉裂是另一个常见问题。导致钣金件发生拉裂的问题主要是在拉深变形的生产工艺中，板料受到的外在的拉深变形超过了板料本身的承载力度，板料在这个生产流程中会被拉破，从而发生拉裂问题，影响钣金件的后续使用工作。
2.2零件设计方面
冲压成形的目的是在保障生产材料的稳定性质不被破坏的前提下，将其制作成为人们想要的形状和尺寸。因此，冷冲压成形钣金件的简易模具制作工艺在很大程度上关系到钣金件的质量问题。为此，在模具制作方面，一定要选择那些性能稳定且能够承担起一定压力的材料，并且模具材料的最好是选择那些耐高温的原料，这样在模具冲压的过程中，能够有效保障生产出来的钣金件表面光滑平整，而且形状尺寸乃至密实度都能满足人们的生产需要。简易模具对于钣金件生产质量有着很大的影响，其关乎到生产的钣金件质量是否复合生产规范、是否能够有效满足人们的生产需要。运用冷冲压成形技术，并且借助于简易模具进行生产钣金件，还需要注意零件设计问题，确保生产过程中的各个生产工艺合乎规范。
三、冷冲压成形钣金件的简易模具制作工艺相关建议
运用冷冲压成形技术经过简易模具加工制作而成的钣金件的过程中，不可避免地会出现一些问题。为此，在制作简易模具的过程中，要注重选择那些耐高温性能稳定的模具材料，注重零件设计容易出现的问题，有效降低毛刺、弯曲等相应问题。除了注重生产模具本身的问题之外，制作工艺也是需要引发人们关注的一个层面。在钣金件冷冲压成形制作过程中，人们要科学选择制作工艺，注重运用拉深工艺使得材料流动得更加均匀，这样零件内部的内应力就会减弱，零件发生产生的回弹量也会减小，制作出来的钣金件也更符合生产规范。为此，钣金件生产中，要科学运用拉深工艺，使得材料的流动更加均匀，更好地抑制软件回弹问题。简易模具生产钣金件的过程中，还要注重增强成形压料的力量。这样在零件成形过程中，可以使得原料发生充分的变形。
四、结语
由于钣金零件比普通机加零件的优势更多，因此在飞机设计与制造当中钣金零件的使用量较高。
参考文献：
[1]由博.飞机钣金零件的冲压加工工艺设计[J].科学技術创新，2020，（29）：195-196.
[2]赵文雪.冷冲压成形钣金件的简易模具制作工艺[J].科技资讯，2020，18（5）：70-71.
（作者单位：沈阳沈飞集团铝业幕墙工程有限公司）