第六章 橡皮成形

柔性模具成形的6大关键技术，不是只能做飞机蒙皮零件传统的金属板料加工方法主要用模具在压力机上进行冷冲压成形，具有生产效率高、适用于大批量生产的优点。

随着市场竞争日趋激烈，产品的更新速度日益加快，新产品成形模具的开发往往成本高、风险大、耗时长、柔性差。

因此，迫切需要一种能够降低新产品模具开发成本和风险并缩短研制周期的新技术。

柔性模具技术就是为适应这一趋势而发展起来的一种柔性生产技术。

柔性模具技术的基本思想是采用可变形的结构或材料去代替或部分代替传统的刚性模具用来加工制造不同形状的零件。

它可以显著降低零件的制造成本，缩短零件的制造周期，是一种越来越受到人们重视的快速制造技术。

本文在国内外研究成果的基础上，总结分析了柔性模具的关键技术和发展趋势。

柔性模具成形方法1.多点刚模成形方法多点柔性模具技术又称为可重构离散模具技术，它采用若干个规则排列的、高度可调的基本体，通过其端面形成多点可调的包络面，以代替传统刚性模具。

在1985到1991年，MIT和Cyril Bath公司及海军研究实验室设计制造了一种新型的可自动调整型面的拉伸成形离散模，使用时其表面覆一层弹性垫层以防止板料表面产生凹坑。

模具的结构形式和基本单元体的结构如图1所示。

波音、空客等公司都陆续购买、引进了多台蒙皮拉伸成形柔性离散模，进行蒙皮零件的拉伸成形。

国内北京航空制造工程研究所在现有柔性多点模具基础上，针对大型柔性多点模具，采用新型的调形驱动机构及伺服轴离合复用技术，实现与冲头驱动源分合，大大减少了驱动电机的数量，并开发出了具有价格竞争力的蒙皮拉伸成形多点模系统。

李明哲从90年代初期就开始进行离散模冲压技术的研究，开发了专用成形设备，取得了一系列的成果，在建筑结构件与装饰件、高速列车流线型车头覆盖件、船体外板及人脑颅骨修复体等产品的成形上发挥了重要作用。

图2（a）是利用片层式离散模进行的拉弯成形实验装置。

离散模应用拉弯成形时，由于型材拉弯零件截面复杂不同于板料拉形，因此需要模块化的结构。

国外航空钣金专用制造技术与装备发展飞机钣金制造技术是航空制造工程的重要组成部分，是使飞机能同时获得高结构效率和优良性能的基础制造技术之一，也是飞机制造工程的支柱工艺之一。

飞机钣金制造技术水平是一个国家飞机制造技术水平和能力的主要标志。

钣金零件构成飞机机体的框架和气动外形，零件尺寸不一、形状复杂、选材各异、品种繁多，有严格的重量控制和一定的使用寿命要求。

航空制造业对成形后零件的机械性能有确定的指标要求，与其他行业的钣金零件相比技术要求高，制造难度大。

航空钣金零件的制造除采用通用的方法外，还有本行业独特的工艺技术，随之产生了相应的钣金专用制造装备。

本文给出了蒙皮拉形、柔性多点切边、镜像铣削型材拉弯、橡皮成形、喷丸成形、蠕变时效成形、充液成形、热冲压成形、超塑成形/ 扩散连接等航空钣金专用制造技术与装备的国外最新进展。

各种钣金制造技术与装备1 拉伸成形技术与装备拉形工艺主要用于成形飞机外表双曲蒙皮零件。

拉形工艺主要分为两种：包覆拉形和拉包成形。

前者主要用于成形简单曲率蒙皮零件，具体工艺过程如下：将毛料包覆在模具上，然后进行补拉。

后者主要用于成形型材和复杂形状蒙皮。

这种情况下，毛料首先预拉，然后恒力包覆，等零件完全包覆模具后，施加补拉。

国外数控蒙皮拉形机基本可以分为4 类：横拉机、纵拉机、纵横合一综合拉形机以及转臂式拉形机。

典型的如法国ACB 公司生产的FET 型横拉机，其最大成形力可达到2500t，它有4 个独立水平油缸和4 个独立垂直油缸，控制一对夹钳进行板材拉伸。

法国ACB 公司FEL 纵拉机的最大成形力达到2×1000t，其夹钳包括多个夹钳块，每个夹钳块可以相对转动，以使夹钳顺应零件端面外形，设备如图1 所示。

美国Cyril-Bath 公司VTL 型纵横合一综合拉形机除既可进行横向拉伸成形，又可进行纵向拉伸成形外，还可以通过更换夹钳实现型材的拉弯成形。

L&F 公司生产的转臂式拉形机如图2 所示。

（铆工）冷作钣金工高级理论知识学习材料（一）一、单项选择题1．( A )℃是等离子切割电弧的温度。

A、10000～30000B、20000～30000C、15000～20000D、15000～30000 2．铆钉直径一般不超过(A)mm时适用冷铆。

A、13B、15C、18D、203．电弧稳定，焊接接头强度、(D)较好是钨极氩弧焊的特点。

A、弹性、延伸率B、塑性、强度C、硬度、韧性D、塑性、韧性4．压弯模的重要工艺参数是凸凹模之间的(D)。

A、垂直度B、几何尺寸C、结构尺寸D、间隙5．冲裁时，凸模处的裂纹(D)扩展的原因是冲裁间隙过大。

A、向中间B、向外C、向里D、在间隙内6．压延系数取得越小，材料的(D)越好。

A、塑性变形程度B、极限变形程度C、延伸率D、变形程度7．上传动龙门剪床适用于剪切厚度在(B)mm以上的钢板。

A、4B、5C、6D、88．圆柱形容器的纵焊缝所受应力要比环向焊缝所受应力大(C)倍，是根据受力分析得出的。

A、3B、2C、1D、1.59．显示缺陷直观，可以显示不同(D)的各类缺陷是渗透检测的特点。

A、深度B、形状C、位置D、方向10．职业道德通过(A)，起着增强企业凝聚力的作用。

A、协调员工之间的关系B、增加职工福利C、为员工创造发展空间D、调节企业与社会的关系11．关于创新的论述，不正确的说法是(D)。

A、创新需要“标新立异”B、服务也需要创新C、创新是企业进步的灵魂D、引进别人的新技术不算创新12．电动机底座装焊中矫正装焊过程中的变形达到(C)要求的过程是整形。

A、结构B、工艺C、尺寸D、连结13．交流弧焊机输出端无正负极之分，焊接时(A)。

A、不会产生磁偏吹B、会产生磁偏吹C、电流稳定D、电流不稳定14．相贯线在主、俯视图上都集中于(B)上的构件是异径渐缩五通管。

A、大小管B、中心线C、五个圆D、相贯线15．一般光电跟踪自动切割机适用于切割尺寸小于(B)m的零件。

A、2B、1C、4D、316．冲裁件金属剪切时受(C)作用，金属纤维断裂而形成了断裂带。

第一章航空数字化制造技术第一节：基本概念MBD（Model Based Definition）MBD模型结构树表达BOM（Bill of Material）BOM的分类和定义：EBOM(Engineering BOM)PBOM(Process planning BOM)MBOM(Manufacturing BOM)AO(Assembly order，装配大纲)：三维AO包括文字描述、三维附图、三维仿真动画、三维标注等FO（Fabrication Outline，制造大纲）CAPP：(1)装配信息三维实体建模(2)装配顺序规划(3)装配路径及工艺规划(4)装配仿真(5)装配工艺输出PDM（Product Data Management）作用数字化制造的特点，与传统制造相比，优点第二节：数字化制造工艺传统飞机结构研制过程（模拟量传递）：样件，模具数字量传递飞机结构研制过程：三维数模钣金件数字化制造过程：以橡皮囊液压成形为例弯边角度线定义方法：弯边角度线工艺耳片：1、钣金件在成形过程中定位；23、钣金件在装配过程中定位工艺耳片的表示方法：1、用点和轴线（法矢）表示；2，用点、轴线（法矢）、孔轮廓和耳片轮廓表示；3、用实体和轴线表示航空产品数控加工的特点：（1）产品类型复杂，具有小批量、多样化特点（2）结构趋于复杂化和整体化，工艺难度大，过程复杂；（3）薄壁化、大型化特点突出，变形控制极为关键；（4）材料去除量大，切削加工效率问题突出（5）质量控制要求高（6）产品材料多样（7）大型结构件毛料价值高，质量风险大飞机数字化装配关键基础技术；飞机数字化装配关键应用技术；飞机数字化装配技术标准与规范。

容差分配：钣金件宽松，机加件严限飞机数字化装配工艺规划与仿真技术内容(1)装配干涉的仿真(2)装配顺序的仿真(3)人机工程的仿真飞机数字化装配关键应用技术是指支撑飞机数字化装配现场的共性关键技术，主要涉及装配过程中的定位、制孔、连接、测量、控制等环节，支持数字化装配技术的应用实施，主要包括：（1）数控柔性装配定位技术；（2）自动化精密制孔技术；（3）高效长寿命连接技术；（4）大尺寸精密测量技术；（5）多系统集成控制技术飞机数字化装配技术标准与规范：工艺类标准规范；设计类标准规范装配操作类标准规范第三节：数字化制造工装工装数字化设计制造的特点：1、设计数字化2、工装设计标准化3、工装设计CAE分析4、工装设计智能化5、工装设计快速化6、工装柔性化7、工装设计标准化检测自动化数字化工装：1.数字化成形工装2.数字化装配工装：包括普通数字化工装、柔性工装和部件对接工装A基准工具球的作用：测量时，可以利用基准工具球将测量坐标系与工装坐标系拟合在一起绝对坐标系：是在工装上建立一个与飞机坐标系相同的坐标系优点：易协调缺点：有时会出现大部分工装零件与绝对坐标产生较大的夹角，使安装公差降低相对坐标系：是在工装上建立工装坐局部标系优点：工装中的大部分零件坐标与工装坐标一致，减少误差环节，装配精度高。

摘要本设计的任务是橡皮胀形模的设计，工件为橡皮帽，材料为锡搪白铁皮，厚度为0.4mm, 胀形工艺为橡皮胀形工艺，它是在通用冲床上，用橡皮作弹性凸模，以金属作刚性凹模对毛坯进行胀形成形。

具有模具结构简单，制造容易,使用和维修方便，容易保证零件几何形状，零件表面质量好及制造成本低等优点。

本设计主要对其工艺进行分析并完成其模具的设计，最终绘制出了完整的胀形模具的装配图。

设计上主要是对凸模、上凹模和下凹模的设计，其中主要是其工作部分的尺寸设计，以保证制件的精度和质量要求。

在此次设计中，有分析偏差、数据不清晰等问题，但后来通过与老师、同学交流，参考书籍，逐渐的对专业知识加强认知，且运用CAD画图的能力也进一步提升，为我的今后打下良好的基础。

关键字橡皮胀形优点模具设计装配图AbstractThis design task is rubber mold design bulging, workpiece as rubber cap, materials for tin tin honing, thickness of 0.4 mm, bulging processes for rubber bulging processes, it is in the general punch, using a rubber for elastic protruding models, with metal as rigid concave die for expansion of blank form shape. In die structure is simple, make easy, use and maintenance convenience, easy to ensure parts geometric shapes, and good surface quality of parts and manufacturing cost advantages. The design of the main process analysis and complete the die design, final draw out the complete bulging mould assembly drawing. Design is mainly to the punch, concave die and the design of the concave die, the major part of the work is the size of the design, to ensure the precision of parts and quality requirements. In this design, analysis, data not clear deviation, but then through with teachers, students exchange, reference books, gradually to strengthen the professional knowledge of cognition, and the capacity of the CAD drawing further enhance, for my future lay a good foundation.Key words rubber bulging advantages mold design assembly drawing目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章序言 (1)第2章工艺方案分析及确定····························2．1 零件的工艺分析··································2．2 工艺方案的确定································第3章工艺设计与计算·3．1 计算毛坯尺寸·3．2计算胀形力·························3. 3压力机的选择3. 4模具压力中心第4章模具的其他零件第5章主要组件的装配第6章. 模具的动作说明第7章模具总装图结束语··············································参考文献···········································课程设计任务书设计题目：橡皮胀形件冲压工艺分析及其模具设计设计参数：零件图材料锡搪白铁皮厚度 0.4mm大批量生产设计要求：零件结构性能、冲压工艺性能的分析单工序制定、多种工艺方案制定、最佳工艺方案选择确定必要计算（毛坯尺寸、排样、刃口尺寸、力、凸凹模间隙）模具结构设计、标准件选择，绘制模具总图模具零部件设计，绘制主要非标零件图冲压设备选择、参数确定按规定编写课程设计说明书一份（不少于5000字）模具装配总图一张（1#或0# 图）非标零件图（3张）设计时间： 2012 年 02月 20 日至 2012 年 03 月 9 日设计人(签字)指导教师(签字)教研室主任(签字)第一章序言目前，产品市场竞争日益剧烈，我国加人WTO之后，工件帽需求量猛增，但在质量方面的需求愈来愈高，而在价格方面越低越好。

第6.2节橡皮成形（骨架类零件的制造）一、典型零件二、橡皮成形过程三、成形设备与工艺装备四、皮成形五、橡皮成形模设计六、零件构造工艺性及典型工艺路线一、典型零件零件分类：——直线弯边——凸曲线弯边——凹曲线弯边二、橡皮成形过程橡皮成形过程特点•橡皮成形是利用橡皮高压如流水的特点来成形零件•橡皮成形的特点是半模成形、软模成形•适用于多品种、小批量的生产三、成形设备与工艺装备1．橡皮成形压床——框架式——圆筒式——爆炸橡皮成形压床2．橡皮容框——单位压力350~700 kg/cm2——深度300 mm3．成形模——金属（钢、铝、锌基合金）——非金属（夹布胶木、精制层板、塑料板）1．橡皮成形设备（压床）容框移动式液压机容框固定式液压机筒形橡皮成形压床是橡皮成形的专用机床，其结构如图所示。

这种机床结构比较简单，总共仅有七大件：圆筒、密封浮板、内胎、外胎、容框、加载盘、垫板圆筒——机床受力部件密封浮板——当高压油进入浮板下面，浮板下表面受压力，浮板浮起。

浮板周边压紧内胎起密封作用内胎——起密封高压油作用且具有弹性。

当充入压力油则鼓胀使外胎也向外扩张，外胎压毛料按成形模成形。

当成形工作完了，由真空泵经导管将内胎抽真空，这时内胎和外胎均向上收紧，便于加载盘退出机床；内胎是直接与油接触的，故必须是耐油橡皮或聚氨脂橡胶。

加载盘——实质上就是工作台，在成形时模具和毛料盛于其中，然后加载盘进入机床成形，成形后加载盘又退出机床，取下零件，一个工作循环即告完成。

为了减少辅助时间，充分发挥机床的作用，一台机床不少于两个加载盘。

一个加载盘进入机床成形，另一个加载盘做成形前的准备工作，即向加载盘里摆放模具和毛料。

这种机床单位压力通常是400--500 kg/cm2，最大的单位压力有的达1000kg/cm2。

由于单位压力高，零件的成形准确度高，所以手工校正工作量大大的减少。

爆炸橡皮成形压床爆炸橡皮成形压床是利用炸药的爆炸冲击波压力作为压力能源。

橡皮成形的概念是什么橡皮成形是一种工艺技术，将橡胶原材料加工成制品的过程。

在这个过程中，橡胶原料经过处理、加工和成型，最终形成具有特定形状和性能的橡胶制品。

橡皮成形过程可分为自由成形和模具成形两种方式。

自由成形是指橡胶原料在加工过程中不受模具限制，通过人工控制橡胶的形状和尺寸。

自由成形主要适用于一些形状特殊、尺寸较大、要求高精度的橡胶制品。

这种成形方式常用的方法有橡胶切割、手工塑形等。

橡胶切割是通过剪切橡胶块或橡胶板材，使其成为特定形状，然后进行修整和之行相关工艺加工。

手工塑形则是利用人工的力量通过压扁、拉伸、折叠等方式来形成橡胶的目标形状。

模具成形是指将橡胶原料置于预先加工好的模具中，通过外力的作用使橡胶填充进模具的空间，最终形成与模具完全一致的橡胶制品。

模具成形主要适用于要求形状规整、尺寸稳定、生产批量大的橡胶制品。

这种成形方式常用的方法有压缩成形、注射成形、挤出成形和真空吸塑等。

压缩成形是指将橡胶原料放置在预先加热好的模具中，然后用压力机对模具加压，使橡胶填满模具空腔，并在一定温度、一定时间的加压下使其硫化定型，最终取出成型的橡胶制品。

压缩成形适用于小批量或单件橡胶制品的生产。

注射成形是指将液态或半固态橡胶原料注入加热好的模具中，通过模具的设计使橡胶注射到模具的空腔中，并在一定温度、一定时间的加热下使其硫化定型，最终取出成型的橡胶制品。

注射成形适用于中小批量橡胶制品的生产。

挤出成形是指将橡胶原料加热后放进挤压机中，利用挤压机的螺杆将橡胶物料挤出，通过模具的设计使挤出的橡胶物料成型，并在一定温度、一定时间的加压下使其硫化定型，最终取出成型的橡胶制品。

挤出成型适用于较长连续形状的橡胶制品的生产。

真空吸塑是指将橡胶原料展开放置于预先制作好的真空吸塑模具中，通过抽真空的方式将橡胶吸附在模具上，然后将模具加热使橡胶软化，再用真空吸塑机吸取余气使橡胶充分贴合模具的空腔，最终在一定温度、一定时间的加热下使其硫化定型，最终取出成型的橡胶制品。

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