飞机蒙皮零件的成形与模具的研究

高娜

摘 要： 飞机的发展在不断提升，从以前的手工到现代的自动化，在飞机的整个结构中，钣金零件的比重非常大，它的制造质量直接影响飞机性能和使用寿命，本文研究飞机蒙皮成形方法，橡皮囊成形，柔性多点模具，蒙皮切边，提高飞机钣金零件的质量。

关键词： 橡皮囊成形；柔性多点模具；蒙皮切边

1.橡皮囊成形

橡皮囊成形的基本原理是通过以橡皮囊为弹性凹模（凸模），再通过囊中液体产生压力使材料贴附于模胎表面而使零件压制成形。在这个过程中橡皮囊是作为软模，在成形的过程中，设计人员只需要设计半模，无需繁琐的合模过程，通过使用这种技术，在零件的成形中缩短制造周期，同时降低制造成本。

这种成形技术不仅可以单独生产，它还能实现一次充压对多个零件同时成形，即使零件的数量多，但表面质量还是能够保证，可适用于不同料厚成形等显著特点，所以在飞机钣金零件的制造上，得到广泛的使用。

橡皮囊一步逆成形法是橡皮囊成形技术中的一种，它的成形法是基于对数应变及全塑性变形理论的一种方法，原理示意图如图1.1，它的基础是通过设计完成的零件开始，对最终构型上的每一节点进行不断迭代，通过这种方法得到零件上各个节点，从而获得板料初始形状。

2.柔性多点模具

蒙皮零件在飞机结构中属于覆盖件，它的种类特别多，尺寸也不同，刚性差的特点，在对制造的时候传统的模具是实现不了的，在传统的制造中需要人力特别大，还需要每一个蒙皮零件对应一个模具，制造成本非常大，随着科学的发展，的柔性多点模具具有快速调形所需模面、一模多用等优势，极大的解决了刚性模具存在的问题，对于加快新機型的研制速度有极大的促进作用。如图2.1。

柔性多点模具机械系统由冲头、调形单元、驱动单元、钻孔单元几个部分组成，电气控制系统是模具最复杂的部分，它的组成分为六个部分，分别为多轴控制管理器、PC 机、多台交流伺服电机、多台智能数字伺服驱动器、若干个 CANOPEN 输入输出模块，同时在整个控制系统中还需要很多辅助元件，例如继电器、电磁阀等。

3.蒙皮切边

在飞机蒙皮零件的制造中，传统制造模式不适应现代飞机快速研制和批生产的要求，在加工的时候急需研究基于柔性多点夹持工装的蒙皮切边技术，而该项技术的核心就是柔性多点夹持工装的设计与制造。

在飞机蒙皮的制造中，切边是指一个工序，具体包括轮廓外缘切割、切槽口、切方形孔、长方形孔、椭圆孔、制孔等加工内容。在对切边的具体加工中，根据设备的不同，可以为净边铣切或铣边，它的使用设备为风动铣切机或数控铣床等铣切设备，也可以采用振动剪、滚剪、直线锯等。

在蒙皮的切割中，为了保证加工中边缘的质量，在切割方法的选用上不要采用激光切割、等离子切割、气割等热切割方法，而采用机械切割或高压水切割方法，其中机械切割应用最为广泛。所以工装的设计和选用上就变得非常重要，可重构柔性夹持工装，这种工装可以大幅度减少用于切边、化铣、焊接、装配和测量检验的工作量，同时还能提高蒙皮的切边质量和精度，工作的结构和工作原理如图3.1。

结论

在飞机零件的研究中，钣金零件的精度严重制约飞机数字化制造和装配，在实现飞机钣金零件精确化、柔性化、数字化的制造中，通过对飞机橡皮囊成形方法的分析，研究出对毛坯快速设计和成型的方法，以及研究出切边技术，配套的柔性夹持等关键性技术，将飞机的制造质量和使用寿命得到有效的提升，保证旅客的人身安全。

参考文献

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