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    百葉窗零件的成形研究

    本文通過對大型百葉窗零件成型工藝方法的分析、研究、工序及控制與檢測,填補了手工成型大尺寸的幾何形狀復雜零件的工藝方法的空白。經過該零件的生產實踐,使小批量生產復雜零件上取得了一定的經驗,而且該工藝方法總結并用于以后的生產中,可以縮短工裝的制造周期并會大大降低生產成本。百葉窗類零件是非常典型的一類零件,各種材料的百葉窗,其成形方法主要有落壓、液壓、熱成型等。

    百葉窗最原始的功能就是通風換氣,經過年代的發展,更有遮陽,節能環保,避擋視線,美觀等的重要作用?,F代百葉窗可以自由調整角度,便可根據百葉窗片本身的長度變化,百葉片的密度變化等,調整光線入射,有效抵擋紫外線和多余的熱量。由于靈活的角度變化,百葉可以根據風向變化導入新風,調整室內溫度,起到節能環保的作用。百葉的透光率、換氣率、抗氣候變化等具體技術指標均由極其科學的計算方法,就像窗子和幕墻一樣可確保其使用功能要求。滿足功能要求的前提下,百葉的張合更使建筑的外立面可以從線的通透感轉變面的阻隔感。

    百葉窗的廣泛應用使得其市場需求較高,要提高生產效率,分析其成形工藝尤為重要。百葉窗類零件的加工一般為冷沖壓加工,所以百葉窗的磨具設計也很重要。

    一、概述
    隨著航空制造技術的不斷提高,升級、研制及生產大型飛機是今后的發展方向。本文主要以飛機上較典型的大型百葉窗零件的成形特點、難點及解決方法進行分析、研究與論證,為今后成形類似零件提供合理的加工工藝方法。

    飛機采用的百葉窗零件結構上比較復雜,而且選用的百葉標準也很特殊。因此,我們需要經過嚴格、細致的研究,在如何選取工裝、如何制定合理的工藝成形方法以及對成形零件的質量檢測、控制措施等方面,進行探索,試制。

    二、百葉窗零件的特點
    飛機上艙門百葉窗零件材料為LY12-M-1.5,外形尺寸為1360×530mm。

    通過對產品圖紙外觀分析可知,這樣大型的百葉窗零件我們過去尚未生產過的產品,與以往生產過的零件相比較,該零件在結構上有如下特點;

    1、該零件上有三組百葉,共有39條。百葉數量多,成型難度及工作量很大。

    2、百葉窗長度為200mm,深度為5mm,同時,要有1×200mm的止裂槽,材料的最大變形極限與零件的局部變形極限有在較大差異,處理不當,易產生裂紋。這也是加工此零件的難點所在。

    3、零件尺寸大且為直線蒙皮。加上零件材料厚,尤其在百葉成形后再修正出理論外形難度相當大。

    4、由于零件用量少,應采用合理的成形工藝方法,選擇低成本工裝可大為降低產品成本。

    飛機采用的百葉窗零件在結構上非常復雜,而且選用的百葉標準也很特殊。因此,我們需要經過嚴格、細致的研究,在如何讓選取工裝、如何制定合理的工藝成形方法以及質量的檢測、控制措施等方面,進行探索,試制。

    三、工藝方法的分析和確定

    經過對圖紙和零件結構特點的認真分析,我們采用落壓成形與手工修整相結合的工藝方法進行試制。

    1、采用落壓成形的工藝方法分析

    該零件外形復雜,共有39條百葉。根據這一特點,按常規申請一個帶理論外形的整體型胎,在型胎上制出所有百葉外形,采用落壓成形方法直接壓出零件的基本外形后,最終按型胎進行手工修整達到圖紙要求的技術狀態。根據當時生產情況進一步分析:

    (1)生產周期短。如以常規申請一個外形輪廓為1500×700×750mm帶理論外形的型胎,首先是這么大的鋁胚的申請和鑄造所需時間周期約在半年以上;二是要制出這么大工作量的百葉外形模具,其生產周期將更加延長。這樣一來會大為拖延零件生產及交付節點,直接影響整架飛機的交付進度。

    (2)要壓制每條百葉外形,落壓模應采用鋅材料(以保證落壓模上的每條百葉的強度),澆筑好的鋅模應當由鉗工進行研合。由于采用的是手工研合,要將上、下落壓模上的78條百葉研合到相配套,對于如此大工作量的模具加工從精度和進度上將是很大的投入。

    (3)在落壓過程中,上下模如果稍有微弱的竄動,將會導致零件壓裂,甚至使上下模的百葉變形。

    采用落壓工藝方法雖然可行,但該放大所用工裝多。同時零件的加工周期長,模具制造存在很大的難度且費用較高。為縮短零件的生產周期,減低模具制造難度和節省費用,經分析比較以后,選擇了分體工裝和手工成形的方法。

    2、手工成形方法的分析

    百葉敲制過程中會產生很大變形,為確保零件的理論外形準確性,先鉆出零件在型胎上的定位孔,用來最終修整外形和切割時的定位零件。

    經過深入的分析與實驗,發現在手工成形中,有幾個應注意的關鍵問題。

    在劃線時,如何確定每組百葉的中心線位置是非常關鍵的。實驗過程中,先在平板料狀態下按圖紙劃線,在敲制百葉,最后按型胎修整外形。

    分析原因:該零件百葉數量多,切割難度及工作量非常大;止裂槽長度為200mm,深度5mm,同時,還要求有1×200mm的止裂槽,這也是此零件的特點;同時為了防止零件在成形過程中拉裂還需要在縫的端頭開2個直徑4的止裂孔。

    由工人在39處以上的地方手工切割劃線,開出1×200mm的止裂槽,但是手工切割劃線不方便、切割量極大、而且切割效果不好,平行度差。為此,我們又采用了用風動鋸切割止裂稽,但是止裂槽寬度為1mm,而且百葉數量多、間距小,相互牽制,同時深度較大容易在切割過程中產生偏移,生產效率非常低。該零件生產周期太長,采用以上兩種方案已經無法滿足對零件生產的急迫節點要求。為此,經過與設計多方面的溝通,決定采用激光切割機進行此項零件成型前的輔助切割。整個切割過程簡單、方便,速度快、效率高,切割效果極好,能大大縮短零件生產周期,提高產品質量,促進零件高效率、高質量的交付。

    在手工成形過程中穿插了中間退火工序。

    通過上述對手工成形零件工藝方法的技術要求。同時因該零件用量少,采用手工成形工藝方法,可大大的降低了生產成本,也縮短了零件制造周期。

    四、零件的加工成形過程

    經過前期大量的實驗和工藝技術方面的研究、討論后,在后期和毛料一到位便投入了試生產。加工、生產過程中,對存在或產生的問題以及解決方法:

    1、上機取樣確定百葉中心線位置

    由于設計將百葉中心線位置尺寸更改。因此要確定百葉中心位置必須先上機取樣。取樣的材料采用鋁板,存在準予成形和切割的問題。于是工人采用“喀斯特”板,該材料便于彎曲、切割,而且成本低于鋁板。

    2、零件制造過程中止裂槽的切割

    按標準要求,在制造百葉時,首先應開出l×200mm的止裂槽。用風動鋸切割長條孔,容易在切割過程中產生偏移。為解決這一問題,可采用激光切割。

    3、百葉的成形

    制造過程中可將開好止裂槽的半成品零件放到型胎上,利用工裝上的定位孔用直徑8mm的定位銷將半成品零件固定到型胎上,然后墊鉛皮用榔頭敲制成型百葉。

    通過以上的試制及生產的結論證明,該零件采用的工藝成型方法和工序安排是合理的,可行的,完全可以生產出符合設計要求的合格的零件。

    在該零件的成形工藝方法上,首次采用分體工裝、手工成型大尺寸復雜零件。經過對該零件的試制時間,可在生產小批復雜零件上,即將采用該工藝方法應用于后續生產中,大大降低生產成本和縮短零件生產與工裝制造周期。

    對于加工過程中可能還存在一些問題,可根據問題的進行分析和研究,制定出合理的方案,采用相應的措施解決,不斷的總結經驗,進行技術改進并應用到今后的生產中。通過對該項零件的生產,使我們初步掌握了類似零件生產技術并積累了經驗,為此生產此類零件奠定了加工技術基礎。

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