气动钣金快速成形机的研制

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1、TECHNOLOGYINNO＼，ATl0N技术革新气动钣金快速成形机的研制DevelopmentofPneumaticSheetMetalRapidPrototypingMachine中航工业沈阳飞机工业(集团)有限公司工装设计所耿秋颖宋宝炜【摘要】针对电动钣金成形机制造成本高、效率低、易产生死点的问题，提出一种采用气液增力装置代替液压传动系统的气动钣金成形机设计方案。气液增力装置采用精密气压转换阀控制，实现行程平稳控制和加工成形过程平稳加载，显著提高了生产效率；配套研制的多种无齿收缩成形模具，可加工不同形状钣金件并获得更好的表面质量。该技术在钣金快速成形方面的研究处于国内

2、领先水平，已获得3项国家专利。关键词：气动钣金快速成形机收缩模具整平模具槽形模具IABSTRACTlThispneumaticformerisusedfortheshrinkingofmetalsheets．Byarchingorpre·formingmetalsheetsorshrinkingtheedgeandbendofsheetmetalpanswiththetechnologyoftoothlessshrink，afavorableappearancecanbeobtained．Thispneumaticformerover-comestheshortcoming

3、sexistingonelectricformer,char-acterizedasadjustingofmodulestrokeeachtimetosatisfythethicknessofmetalsheets．ThisachievementistakingtheleadtechnicallyinChinaandisworthyofawideap—plication．Keywords：Pneumaticsheetmetalrapidproto-typingmachineShrinkagemouldLevelingmouldTroughthemold气动钣金快速成形机用于

4、钣金件的收缩、展开成形，可收缩、展开钣金件的边缘，弯边、板弯和挤压型材零件缘条，使其拱曲或预成形。因采用无齿收缩块，可保证零件表面不受损伤，获得良好的表面质量。一般电动成形设备采用电动机带动偏心轮与曲柄连杆传动结构，结构复杂，每次工作需按钣件厚度调整模具行程，如调整不当易产生死点，无法正常工作，影响设备使用效能，且制造成本高。由于飞机生产线钣金零件数量大且厚度不等，每次调整模具行程给加工带来不便。气动钣金快速成形机采用一种创新方法：用气液转换装置的传动结构形式，工作时自动调节工作行程，无死点，不需调整模具行程，可收缩成形异厚板材，能设置不同工作气压，操作简便、省时省力，可大

5、幅提高工效，具有耗能低、运动平稳、无冲击、长期免维护等特点。在航空、航天、汽车等钣金加工制造业，该产品具有良好的市场推广前景。1总体思路钣金件成形工作过程：压力传动机构对成形模具施加垂直压力，将钣金零件夹紧，成形模具内部传动结构将垂直压力分解为水平方向的收缩(伸张)力，使钣金件侧向微量增(减)厚达到永久变形，所以，水平方向的收缩(伸张)力必须大于该材料的屈服强度，才能满足使用要求。钣金收边机工作时其力的分布见如图l(以收缩成形功能为例)。±兰墅匦图1气动钣金快速成形机工作时力的分布图Fig．1Forcedistributingchaffofpneumaticsheetmet

6、alrapidprototypingmachineinuse钣金零件的收边、放边、压平、翻边、封边等成形加工需要不同类型的成形模具来完成，钣金件的成形加工分有齿加工和无齿加工。成形模具中的成形模片直接与钣金件接触，工作时压紧、夹持零件表面。通常成形模片有齿，以增大对板料的摩擦力，成形加工完成后将零件的工艺余量切掉；无工艺余量的零件成形加工，应使用无齿成形模片。有齿成形模片优点：夹紧力大，成形效率高；缺点：易形成零件表面压痕。无齿成形模片优点：成形2014年第22期·航空制造技术173技术革新TECHNOLOGYfNN0＼／ATl0N零件表面不受损伤，成形效率高，零件表面质量

7、优，适合无工艺余量零件成形加工和成品零件修整⋯。钣金零件成形采用无齿加T是最优选择。钣金成形机应具有较高丁作压力、适应高频工作、运行平稳且安全可靠的特点，成形模具将成为该机的关键部件之一，成形模片又是成形模具的关键零件。设计中根据成形模具r[作原理，设计合理的传动结构形式，提高模具收缩力；选择合适的成形模片材料，可保证零件表面不受损伤，获得良好的表面质量，并适应高频工作，使用寿命长，满足钣金件生产需要。压力较高的设备通常有液压传动和机械连杆传动两种。液压传动优点：同等功率的液压传动装置重量轻、结构紧凑、运动较平稳、