一种防止零件成形时移动的有限元模型及方法技术

本发明专利技术提供一种防止零件成形时移动的有限元模型及方法，有限元模型包括零件的腹板面、随形的定位耳片、定位孔。零件的腹板面的两端及中间位置分别设置一个长方形的定位耳片，定位耳片的大小根据零件大小确定；每个定位耳片上有两个定位孔，两个定位孔在同一条直线上，并且两个定位孔与定位耳片底边之间成45°角，保证定位牢固可靠；其中，两侧定位耳片上的位于上方的定位孔靠近腹板面下陷位置。本发明专利技术能够减少工人的手工校形，提高产品的表面质量；提高框掾类零件的生产效率，满足大批量、快节奏生产速率要求。

A finite element model and method for preventing movement of parts during forming

The present invention provides a finite element model and method for preventing movement of parts during forming. The finite element model comprises a web surface of a part, a positioning lug with a shape and a positioning hole. The positioning lug parts of the web and the both ends of the middle position are respectively provided with a rectangular shape, size of the positioning lugs are determined according to the size of the parts; each positioning lug has two positioning holes, two positioning holes on the same line, and between the two positioning hole and the positioning lug bottom side 45 the angle, to ensure reliable positioning; the positioning holes on both sides of the positioning lugs located above the surface subsidence near the abdominal position. The invention can reduce the manual correction of workers, improve the surface quality of the products; improve auxiliary parts box production efficiency, meet the large quantity and high speed production rate.

【技术实现步骤摘要】
一种防止零件成形时移动的有限元模型及方法
本专利技术属于钣金成行领域，涉及一种防止零件成形时移动的有限元模型及方法。
技术介绍
当前，在飞机零件的设计过程中，带有弧形弯边，弯边极窄，弯边上面带有下陷的零件逐步增多，这类零件成形困难，在零件液压成形的过程中容易出现扯拽、变形严重、错位、定位不准确、扭转变形严重、无法修复的现象，后续的热处理变形更加严重，这些问题叠加在一起零件只能报废，无法返修。目前国内国际上针对这种长圆弧形腹板面窄弯边带下陷的零件，只能采用液压成形，在液压成形的过程中仍然存在零件扭转扯拽变形严重的现象，给后续的修整带来很多麻烦。传统的定位方法就是加三个正方形的定位耳片，耳片大小10mm×10mm，若按照传统的定位方法，下陷压不到位，或者下陷根本压不出来，下陷部位缺肉的情况都多有发生、零件外形与数模要求相差较远，一批几十个零件每个零件外形都不一样，报废率极高，因此寻求适应这种零件的合理定位方式显得至关重要。因此设计一种跟随零件外形的较长定位耳片就成为了解决这类问题的突破口。一种带随形狭长定位耳片的、能够成形整个复杂弧形零件的定位装置，具有结构紧凑、简单新颖的优点，可以实现在不规则的、特殊环境下的非规定条件的成形，满足飞机钣金件生产中的极端特殊要求。橡皮囊液压成形是钣金成形的主要方法之一，在飞机上有大量橡皮囊液压成形的钣金零件。目前，橡皮囊液压成形过程中零件的回弹问题层出不穷，国内关于橡皮囊液压成形主要研究成形过程中的回弹问题，因此增加了很多手工校形，大大降低了生产效率和钣金零件的疲劳寿命。回弹影响零件的外形尺寸，会造成装配不协调、装配质量不稳定等问题。橡皮囊液压成形过程中还存在另外一个显著问题定位不准确，成形过程中扯拽现象严重，这同样会造成大量不必要的手工校形，严重影响公司的生产效率和钣金零件的疲劳寿命，通过数值模拟技术不仅可以研究橡皮囊液压成形过程中的回弹问题，还可以模拟定位方式和定位孔的位置。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术采用MARC有限元模拟模型研究定位耳片大小和定位孔相对排布对零件橡皮囊成形的影响，提供一种防止零件成形时移动的有限元模型及方法。本专利技术的技术方案为：一种防止零件成形时移动的有限元模型，包括零件的腹板面、随形的定位耳片、定位孔。所述的零件为飞机框掾类零件，该类零件基本都为狭长弧形结构，弧度大、长度长、腹板面窄、弯边带下陷，成形方式基本类似。此零件是飞机框掾类零件，用于飞机骨架结构的安装，这类零件的结构对于整个飞机装配非常重要。所述的零件的腹板面为弧形、腹板面窄、弯边带下陷，腹板面下陷位置加上1mm的余量。所述的零件的腹板面的两端及中间位置分别设置一个长方形的定位耳片，定位耳片的大小根据零件大小确定；每个定位耳片上有两个定位孔，两个定位孔在同一条直线上，并且两个定位孔与定位耳片底边之间成45°角，保证定位牢固可靠；其中，两侧定位耳片上的位于上方的定位孔靠近腹板面下陷位置，避免零件在橡皮囊液压机上成形时的扯拽变形、错位、定位不准确、扭转变形。一种防止零件成形时移动的方法，包括以下步骤：1)按照已经加过工艺余量的二维展开数据集，铣切零件的展开外形，并检查展开料的表面质量，确认表面质量是否合格；若存在裂纹或者较大的凹坑，则表面质量不合格不能进行下一道的成形工序，需要进行再加工，以免后续出现裂纹。2)确认定位孔的大小及其在定位耳片的位置：定位孔大小根据零件的腹板面的宽窄程度确定，零件越窄越长定位孔越大，保证零件在液压成形以及后续的手工修整时不会发生扯拽现象。每个定位耳片上设有两个定位孔，两个定位孔在同一条直线上，并且两个定位孔与耳片的底边之间成45°角，保证定位牢固可靠；其中，两侧定位耳片上的位于上方的定位孔靠近腹板面下陷位置，避免零件在橡皮囊液压机上成形时的扯拽变形、错位、定位不准确、扭转变形。3)安装定位耳片：零件的腹板面的两端及中间位置分别设置一个长方形的定位耳片。4)加工工艺余量：判别零件的凸弯边处是否加了工艺余量，若没加工艺余量，需要补加；若加了工艺余量，零件下陷位置需要额外加1mm的工艺余量，保证下陷部位成形之后满足要求。本专利技术的设计原理为：根据实际使用需求，考虑使用时工人的操作舒适度和与周围环境的躲避情况，预测零件生产中可能遇到的问题，运用Marc仿真工具，加载各个约束参数对组件成形过程进行模拟仿真，检查表面与裂纹情况，根据输出的点云数据及曲线修正和完善约束参数，同时可模拟在不同生产条件下的安全距离变化，确定零件合理的生产过程，模拟橡皮囊成形过程中的速度与加速度变化，确定采用适当的模拟环境准确设置橡皮囊成形过程中的工艺参数。其中工艺参数包括：工艺余量、定位耳片位置的选取、定位孔的大小及孔之间的角度和相对位置。本专利技术的有益效果为：(1)根据Marc软件的模拟结果，对于较大弧度狭长零件的成形，在两端和中间各加一个耳片，每个耳片上加两个销钉定位孔，可有效的避免零件在液压成形以及后续修整过程中的扯拽现象，减少工人手工修整，降低由于零件变形严重导致的报废，提高生产效率。(2)将外形样板与零件的腹板面进行比对，在零件的耳片处进行划线，在合适的时候将耳片按照所划好的线剪掉，剪掉之后进行适当锉修。不影响零件成形及外观。(3)采用MARC模拟软件模拟橡皮囊成形的加速度和速度，减少工人的手工校形，提高产品的表面质量。(4)提高框掾类零件的生产效率，提高自我加工能力，满足大批量、快节奏生产速率要求。附图说明图1为定位耳片结构图；图中：1定位孔；2随形定位耳片；3下陷位置3。具体实施方式以下对本专利技术做进一步介绍。本专利技术主要通过模拟软件的仿真数据来定定位耳片的位置、定位孔的排位、定位孔的大小、工艺余量的添加等情况，具体的型胎在这里不做讲解。一种防止零件成形时移动的有限元模型，包括零件的腹板面、随形的定位耳片2、定位孔1。所述的零件为飞机框掾类零件，该类零件基本都为狭长弧形结构，弧度大、长度长、腹板面窄、弯边带下陷，成形方式基本类似。此零件是飞机框掾类零件，用于飞机骨架结构的安装，这类零件的结构对于整个飞机装配非常重要。所述的零件的腹板面为弧形、腹板面窄、弯边带下陷，腹板面下陷位置33加上1mm的余量。所述的零件的腹板面的两端及中间位置分别设置大小20mm×10mm的长方形定位耳片2，定位耳片2的大小根据零件大小确定；每个定位耳片2上有两个定位孔1，两个定位孔1在同一条直线上，并且两个定位孔1与定位耳片2底边之间成45°角，保证定位牢固可靠；其中，两侧定位耳片2上的位于上方的定位孔1靠近腹板面下陷位置3，避免零件在橡皮囊液压机上成形时的扯拽变形、错位、定位不准确、扭转变形。外形样板用来在零件上画出最后的边缘线，以备后续工人按照所画的边缘线剪掉耳片。一种防止零件成形时移动的方法，包括以下步骤：1)首先按照已经加过工艺余量的二维展开数据集，铣切零件的展开外形，并检查展开料的表面质量，确认表面质量是否合格；若存在裂纹或者较大的凹坑，则表面质量不合格不能进行下一道的成形工序，需要进行再加工，以免后续出现裂纹。2)确认定位孔1的大小及其在定位耳片2的位置定位孔1大小根据零件的腹板面的宽窄程度确定，零件越窄越长定位孔1越大，保证零件在液压成形以及后续的手工修整时不会发生扯拽现象。此零本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防止零件成形时移动的有限元模型，其特征在于，该防止零件成形时移动的有限元模型包括零件的腹板面、随形的定位耳片、定位孔；零件为飞机框掾类零件；所述的零件为弧形、腹板面窄、弯边带下陷，腹板面下陷位置加上1mm的余量；所述的零件的腹板面的两端及中间位置分别设置一个长方形的定位耳片，定位耳片的大小根据零件大小确定；所述的每个定位耳片上有两个定位孔，两个定位孔在同一条直线上，并且两个定位孔与定位耳片底边之间成45°角，保证定位牢固可靠；其中，两侧定位耳片上的位于上方的定位孔靠近腹板面下陷位置，避免零件在橡皮囊液压机上成形时的扯拽变形、错位、定位不准确、扭转变形。

【技术特征摘要】
1.一种防止零件成形时移动的有限元模型，其特征在于，该防止零件成形时移动的有限元模型包括零件的腹板面、随形的定位耳片、定位孔；零件为飞机框掾类零件；所述的零件为弧形、腹板面窄、弯边带下陷，腹板面下陷位置加上1mm的余量；所述的零件的腹板面的两端及中间位置分别设置一个长方形的定位耳片，定位耳片的大小根据零件大小确定；所述的每个定位耳片上有两个定位孔，两个定位孔在同一条直线上，并且两个定位孔与定位耳片底边之间成45°角，保证定位牢固可靠；其中，两侧定位耳片上的位于上方的定位孔靠近腹板面下陷位置，避免零件在橡皮囊液压机上成形时的扯拽变形、错位、定位不准确、扭转变形。2.一种防止零件成形时移动的方法，其特征在于以下步骤：1)按照已经加过工艺余量的二维展开数据集，铣切零件的展开外形，并检查展开料的表面质量，确认表面质量是否合格；若存在裂纹或...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘娜，杜建宁，张洋，
申请(专利权)人：沈阳飞机工业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21