雙曲鋁單板制造

現(xiàn)在雙曲鋁單板制造領(lǐng)域采用的多點(diǎn)模具進(jìn)行蒙皮拉形的工作始于美麻省理工學(xué)院(MIT)。20世紀(jì)70年代末，Hardt等人研制了基于可重構(gòu)模具柔性制造方法的實(shí)驗(yàn)室原理機(jī)，1999年美Grumman Aerospace公司與MIT、美Cyril Bath公司及美海軍研究署合作，研制了RTFF蒙皮拉形多點(diǎn)模具的全尺寸樣機(jī)。該樣機(jī)由1120個(gè)基本單元體(40?28排列)組成，成形的尺寸為1524mmx1066.8mm。

鋁板特殊形狀加工是用鋁板板料在夾鉗拉力作用下貼合在向上頂進(jìn)的模胎上形成的無(wú)回彈的大曲面鈑金件。雙曲鋁單板廠家為研究蒙皮零件在拉伸成形過(guò)程中的變形行為，自行研制開(kāi)發(fā)了2.5MN數(shù)控蒙皮拉伸成形試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)。對(duì)3-5.0mm厚雙曲度蒙皮大截面采用應(yīng)變控制的方法，解析分析并推導(dǎo)出拉伸成形加載軌跡范圍，并作為初始加載軌跡進(jìn)行優(yōu)化。雙曲鋁單板凹模高層度V形、U形件彎曲時(shí)，不需全部直邊進(jìn)入凹模內(nèi)，直邊長(zhǎng)度較小且尺寸精度要求較高時(shí)，才采用直邊全部進(jìn)入凹模內(nèi)的結(jié)構(gòu)。凸、凹模寬向尺寸一般原則：當(dāng)工件標(biāo)注外形尺寸時(shí)，應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，先確定凹模尺寸，間隙取在凸模上。當(dāng)工件標(biāo)注內(nèi)內(nèi)形尺寸時(shí)，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上，并采取配作法制模。雙曲鋁單板凸模與凹模的間隙V形件：不取間隙。U形件選取原則：間隙值應(yīng)稍大于板料厚度。間隙過(guò)大：U形件兩直邊不平行，上寬下窄，降低工件尺寸精度。間隙過(guò)�。簭澢�力加大，直壁變薄，易擦傷工件表面，加速凹模磨損，降低模具使用壽命。黑色金屬：?jiǎn)芜呴g隙 ｃ=(1.05-1.15 )t ；有色金屬：?jiǎn)芜呴g隙ｃ=(1-1.1 )t 。拉伸模通用上蓋由三部分組成，分別為連接板、支柱和硬橡膠上蓋：（1）連接板：用于上蓋與拉伸機(jī)床上蓋固定底板相連，連接螺栓孔位與機(jī)床頂板孔位協(xié)調(diào)。（2）支柱：分立柱與橫柱，材料為結(jié)構(gòu)鋼材質(zhì)，立柱上半部分帶螺紋與連接板相連，單個(gè)立柱上下位置通過(guò)螺紋可調(diào)。橫向立柱用于向下部的上蓋傳遞壓力度強(qiáng)，橫向立柱根據(jù)零件的不同可為一根整體，也可由多段組成，每段橫柱之間鉸接在一起。（3）上蓋：整體材質(zhì)采用橡膠類材料，頂面為齒狀可承受上方傳遞的下壓力度強(qiáng)，同時(shí)齒狀外形便于上蓋工裝隨下方拉伸工裝同時(shí)變形。底面為平面，用于與蒙皮零件接觸，可均勻傳遞壓力度強(qiáng)。多點(diǎn)柔性模具的型面在計(jì)算機(jī)的控制下快速可變，其生產(chǎn)工藝與傳統(tǒng)拉形工藝有很大的不同。雙曲鋁單板多點(diǎn)模具蒙皮拉形技術(shù)是將柔性制造和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合為一體的前衛(wèi)制造技術(shù)，其核心是將傳統(tǒng)整體拉形模具離散成規(guī)則排列的基本單元體矩陣，形成多點(diǎn)式、可數(shù)字化控制的模具。模具基本單元體的高度由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，通過(guò)調(diào)整每個(gè)基本單元體的高度，可構(gòu)造出不同型面的多點(diǎn)模具，在多點(diǎn)模具表面鋪上一定厚度的彈性墊，配合蒙皮拉伸機(jī)，可進(jìn)行不同形狀蒙皮零件的拉形。

如今的廣東雙曲鋁單板加工廠有的不需要專項(xiàng)使用的拉形模，利用零件的CATIA模型，由專項(xiàng)使用軟件對(duì)零件型面進(jìn)行彈性墊厚度補(bǔ)償、回彈補(bǔ)償后直接設(shè)計(jì)出多點(diǎn)模具成形面，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制調(diào)整基本單元體的高度，從而由多個(gè)整齊排列的離散點(diǎn)構(gòu)成多點(diǎn)模具型面，配合蒙皮拉伸機(jī)進(jìn)行蒙皮拉形。省去了專項(xiàng)使用拉形模的設(shè)計(jì)、制造時(shí)間，顯著縮短新機(jī)研制中工藝準(zhǔn)備周期，降低了生產(chǎn)成本。使用一套多點(diǎn)模具代替了數(shù)十套甚至上百套傳統(tǒng)拉形模，解決了模具的儲(chǔ)存與管理問(wèn)題。采用數(shù)字化閉環(huán)控制技術(shù)，更加容易提高蒙皮成形精度。使雙曲鋁單板價(jià)格降低至450-800元/平方米的可接受的區(qū)間范圍之內(nèi)，大大節(jié)省的雙曲建筑的建造成本。