【中國機床商務網】導讀：鈑金零件是構成飛機外形、結構和內裝的主要部件,鈑金成形是航空制造的關鍵技術之一。鈑金成形的質量好壞主要取決于鈑金成形模具的制造質量。鈑金成形模具數字化制造是在考慮零件材料塑性變形特點、成形質量要求等因素的基礎上，依靠模具數字化設計、數字化制造模形、優化的加工工藝參數實現過程成形的控制，使零件成形后不需要加工或少量加工就可滿足質量要求。
　　
　　鈑金件成形對模具的技術要求
　　
　　現代飛機對氣動外形要求嚴格，對鈑金件的要求不止是貼合，更要有穩定的質量和性能狀態。對鈑金零件的表面質量、形狀精度、成形過程穩定性、成形性能以及產品合格率等要求日益提高。如波音747-8項目，其機翼外形相對理論外形的偏差一般不小于0.5mm，不平滑度小于0.05~0.15mm，鈑金件彎邊高度的精度要求控制在-0.1~0.2mm。目前鈑金成形航空模具的傳統加工方法主要是按外形樣板+特種角度樣板或正反模形墊料后取過渡模協調制造，這種工藝方法制造出的模具外形誤差可達到0.2~0.3mm,局部達到0.5mm以上。所以，提升鈑金成形技術水平，必須要提升鈑金成形模具制造數字化技術。
　　
　　與傳統模具制造技術相比，鈑金成形模具數字化制造技術要求更加復雜。*，鈑金成形模具外形型面的復雜程度[1]，塑性變形特點和成形回彈等因素不僅涉及到其零件本身數字化定義，還包括毛坯、下料、成形工序、成形工藝數模等定義；第二，鈑金成形模具制造過程中，其塑性變形的非線性所帶來的不*性、不可逆性等引起的工藝上的參數不確定性，都影響著鈑金成形模具的質量和效率。
　　
　　傳統的航空模具加工方法及存在的問題
　　
　　以波音747-8項目為例，65B03524-49/50零件是一項鈑金成形件，現有制造工藝方法一般為模擬量技術傳遞工藝加工技術（即按外形樣板）和特種角度樣板制造航空模具的方法，具體方法有2種。
　　
　?。?）按外形樣板。靠模在數控靠模銑上用靠模頭掃描靠模存盤，然后調出存盤的數據加工模具。
　　
　　（2）按飛機的正、反模形墊料厚取制靠模，按靠模在數控靠模銑上用靠模頭掃描靠模存盤，然后調出存盤的數據加工模具。
　　
　　在基于模擬量傳遞為主的鈑金件制造模式中[2]，存在以下問題：
　　
　?。?）鈑金件設計模形雖準確描述了zui終的形狀和尺寸，但未考慮鈑金件工藝過程的中間狀態，無法解決設計信息向制造延拓的矛盾。
　　
　?。?）按樣板制造靠模、靠銑工銑過的航空模具型面一般還留有0.5~3mm余量，且余量不均，鉗修量非常大?，F實生產中急需找到一種對類似模具具有較高精度的加工方法。
　　
　　總之，鈑金件制造工藝過程各環節的幾何形狀缺乏嚴密的數字定義，零件制造準確度難以保證。
　　
　　數字量的傳遞加工方法
　　
　　在航空鈑金成形模具制造中數字化技術的核心是數字量的傳遞加工方法。其主要通過面向工藝過程定義工件模形和工藝模形，移形到模具上生成數控程序，以數字量傳遞到數控設備這樣一個并行數字化制造過程。這個過程的實質在于毛坯組合排樣模形、成形工藝模形等下料、成形各控形節點中的CAD幾何模形直接用于成形模具設計制造指令設計、工藝參數設計和數控加工程序建模等環節，能在樣板制造、模具制造中始終保持給定的公差。這就消除了模擬量傳遞的若干環節引起的累積誤差，減少了人為不確定因素的影響，改變了反復修錯的制造方法，從而實現精密、快速和低成本的制造。
　　
　　數字化制造技術在閘壓模中的運用案列
　　
　　以波音747-8項目中的框肋成形零件為例，采用基于制造模形的數字量傳遞方法，閘壓模具型面設計依賴于制造模形中的成形工藝模形而不是直接依賴于零件原始數模。成形工藝模形考慮了零件回彈等因素，并且給出了修正方案及修正參考值，對于型面和尺寸進行了合理的預修正。
　　
　　1數據測量
　　
　　1.1用便攜式測量臂測量樣板生成數據
　　
　?。?）將樣板水平地放在平臺上，用便攜式測量臂的探頭盡量的貼著樣板的外形側面及平臺的水平面檢測樣板的外形，每個點相距20mm左右，采集數據，將樣板的端頭外形按側面的方法采集數據。
　　
　　（2）樣板的每個角度的標記處，用探頭在標記處采集2個點，用以確定角度變化的實際位置，同一塊樣板檢測2次，以確認采集的數據可靠性。
　　
　　（3）樣板超過便攜式測量臂的檢測范圍時，可以用劃針樣板中間的位置輕輕地劃一條直線，用以轉換檢測基準，檢測完一半后，將便攜式測量臂轉換到新的基準上，繼續檢測。檢測完后，將檢測的數據存入文件夾。
　　
　?。?）操作人員采集數據后，直接將數據存入與便攜式測量臂聯機的電腦內的硬盤中。
　　
　　1.2利用數據生成樣條
　　
　　便攜式測量臂采集的數據多，如何將大量的數據導入建模軟件，可以采用以下方法：首先，利用UG軟件上的程編室工具的讀文件點的功能，使這大量的數據點較便捷地導入建模軟件成為可能；其次，將采集的數據用Excel軟件進行處理，將點位數據導入Excel軟件，生成文檔文件，將這些點位數據按先后次序排序，并生成排位號，在Excel文件中添加I、J、K，在I、J、K的下面數據可以全部是0，將點集成文件存為后綴.MDA的有序文件；再次，用UG的讀入文件的接口，將生成的文檔文件讀入，并由UG的曲線功能將這些點連成曲線，將點集串成樣條、光華流順；zui后，將UG的文件另存為后綴為.igs的文件，樣條生成過程如圖1所示[3]。
　　
　　2CATIA建模
　　
　?。?）CATIA將由UG保存的后綴為.igs的文件讀入[4]。該零件為異形材料，厚度較大，成形時零件存在反彈。將反彈角設計為6°較為合理，建模時注意下限處的反彈角按一個點旋轉。
　　
　?。?）樣板的每個角度變化處，按角度的變化值做出零件的截面，省略零件的T形值的凸筋，然后將各截面光順地連接起來。
　　
　?。?）將各截面拉成零件，零件的成形面建模后的形狀，利用抽取零件下表面形成的面，裁剪實體，形成閘壓模的下模，并按零件凸筋的厚度將下模一分為二，形成左、右下模,左、右模中間的墊板與右下模做成一體的（圖2）。
　　
　?。?）利用抽取的零件上表面形成的面，裁剪實體，形成閘壓模的上模，上模的頂面開出模柄安裝槽，上、下模的兩側面開出導板安裝槽，上、下模與零件組合為組合件，安裝上模柄、起吊螺栓、導板，一套完整的閘壓模就完成了建模圖。
　　
　　3UG軟件編程
　　
　?。?）用UG軟件編制加工程序時，要注意加工出樣板檢查時使用的基準面[5]，加工出導板的安裝槽，并且加工出端頭定位面。加工的原點設在底面與樣板基準面、端頭定位面交匯處，這樣就可以保證上、下模型面的相對位置，但編制加工時的模具的表面光順度還有待提高（圖3）。

　　
　?。?）2件下模分別粗加工后，加工側面的導板滑動槽時，一定要制出下模的合模銷孔，保證下模之間型面的相對位置正確。
　　
　　4檢測和修模
　　
　　3D的建模只是替代了人工制造的靠模，數控加工只是替代了靠模加工，由于模具的制造依據仍然是外形樣板，檢驗是按外形樣板及特種角度樣板交檢的，數控加工只是近似加工，近似加工與zui終成形的模具的相似程度，取決于對樣板的理解及3D建模的水平，還取決于數控加工的操作者嚴格按程序單的要求，認真地加工出樣板的定位面，只有這樣才能將數模與樣板結合起來。這種數控加工出來的粗坯與實際需要的狀態非常接近，減輕了鉗工的勞動強度，提高了制造精度[6]。
　　
　　結束語
　　
　　本文以框肋成形零件為例，重點講述了閘壓模數字化設計、制造的整個過程，同時提供了相關的模具成形工藝方面的實際經驗。數字化技術在航空鈑金成形模具制造中的應用對于提高航空制造企業的經濟效益具有非常重要的意義。

　　（文章來源：航空制造網）