浅析快速回弹补偿的橡皮囊液压成形模面设计方法

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1、学兔兔www.xuetutu.com第47卷第12期机械工程学报Vlo1．47NO．122011年6月JOURNAL0FMECHANICALENGINEERINGJun．2011DoI：10．3901，JME．2011．12．067基于快速回弹补偿的橡皮囊液压成形模面设计方法木杨伟俊1李东升李小强张鑫2何德华(1．北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191；2．沈阳飞机工业集团沈阳110034)摘要：橡皮囊液压成形工艺(简称“橡皮成形”)是航空钣金成形的主要方法之一，而回弹是影响其产品制造精度的主要缺陷。回弹补偿技术可有效地消除钣金件回弹误差，但其依赖的数值模拟耗时极长

2、，目前不易于大范围推广。提出一种考虑回弹误差修正的模面设计方法，即在完成模具设计后，直接进行模面的调整，无须单独对零件进行数值模拟。针对橡皮成形零件的特点，提出基于特征的模面快速设计方法。研究曲弯边特征的回弹规律，并建立针对曲弯边的回弹分布函数，以实现回弹角快速预测。基于位移调整法，将回弹角转化为模面网格的调整量，可完成模面的补偿。将该方法应用于某飞机零件的模面设计中，通过数值模拟对补偿后的模具成形效果进行验证，结果表明该方法能明显地减少回弹误差。关键词：橡皮囊液压成形板料成形弯边模面设计回弹补偿中图分类号：TG386ToolSurfaceDesignMethodwithRapi

3、dSpringbackCompensationforFluid—cellFormingProcessYANGWeijunLIDongshengLIXiaoqiangZHANGXin2HEDehua(1．SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，BeihangUniversity,Beijing100191；2．ShenyangAircraftCorporation，Shenyang110034)Abstract：Fluid-cellformingprocess(FFP)sufersseriouslyfromtheproductquali

4、typroblemduetospringback．Asthemostefectivemethodtosolvetheproblem，springbackcompensationtechnologywithFEMrequiresalongperiodfornumericalanalysis，whichlimitsthemethodinpracticaluse．AnewtooldesignmethodwithspringbackcompensationisproposedforFFP,wherethetoolsurfaceisconstructedandthenadjusteddir

5、ectlywithoutnumericalsimulation．Basedondiscussionofspringbackrulesforcurvedflanges，aspringbackdistributionfunctionisdevisedtopredictspringbackanglesofcurvedflangesbyusinggeometricalparameters．Withthedisplacementadjustmentmethod，thespringbackanglesaremappedtOnodaladjustingvectorsofthediemeshan

6、dtheoptimizeddieisobtained．Theaboveproceduresareappliedonarealfuselageflangepartandtheresultshowsthismethodisvalid．Keywords：Fluid-cellformingSheetmetalformingFlangeToolsurfacedesignSpringbackcompensation工敲修来解决，这种粗放的工艺手段损害了零件表0前言面质量与疲劳寿命，已不能适应新一代飞机长寿命、高可靠性的要求。为满足当前航空钣金精准制造的橡皮囊液压成形工艺在飞机钣金件成形中应需

7、求，须寻求更为科学有效的解决回弹误差的方法。用广泛，承担了大量钣金零件的生产卜。橡皮成形因此，在模面设计中修正回弹误差的回弹补偿技术零件成形后回弹误差十分明显，直接影响了后继装被寄以重望。配的难度与效率。对于回弹误差，目前主要依靠手近年来板料成形领域对回弹补偿技术进行了大量的研究。早期人们对回弹补偿的基本原理进行国家“十一五”国防科技预研重点(51318Ol0601)和大型客机制造科研了探索，KARAFILLIS等L4J提出向前回弹法，可实攻关(SAMF09-07—7s-047)