钣金零件的成形和质量控制之研究

钣金零件的成形和质量控制之研究

张超

沈阳飞机工业（集团）有限公司

引言

20世纪之前，钣金成形主要以手工为主；进入20世纪后，冲压设备和模具使钣金成形开始向机械化方向发展；从20世纪80年代开始，数控技术在钣金行业大量使用，钣金行业开始进入一个高速发展的阶段。钣金产品在通信电子、汽车制造、摩托车制造、船舶制造、航空航天、仪器仪表、家电等行业广泛应用。由于产品的需要，设计的钣金件越来越复杂，飞机上的钣金件更是如此，航空钣金件不仅具有尺寸大、刚度孝外形复杂的特点，而且在生产上具有品种多、批量孝成形方法多样化的特点。随着计算机技术和钣金数字化技术的发展，钣金成形技术得到了快速发展，钣金成形信息化得到了一定的发展。钣金成形质量和经济性主要取决于采用的成形工艺方法和模具设计质量，而选择合适的钣金成形方法和设计合理的模具结构需要大量的材料信息、设备信息、工艺信息、产品几何特征信息、典型模具结构信息等。目前这些钣金信息以不同的形式保存在不同的载体中，而且信息完整性差，直接影响钣金成形的整体技术水平，特别是目前采用落压成形方法加工的复杂航空钣金件，在成形件质量和制造效率等方面存在很多问题，这与钣金成形信息化技术发展迟缓密不可分。钣金成形信息技术方面仍然存在信息表达难、信息量化难、信息提取难、信息存在形式不规范、存在信息孤岛等诸多问题。

1钣金成形信息内涵

从内容上来看，钣金成形的信息主要包括了材料、施工工艺以及成型模具等多方面的信息，这些信息在钣金成形工艺参数确定、流程编制以及模具设计等方面起到了重要作用，为设计方案提供了必要的参考依据。同时，这些信息内容也属于知识工程的一项重要组成部分，可以有效提升信息知识的整体利用率以及整个钣金成形的工作效率及技术水平。

2下模的制造技术

2.1凹凸型面

对于一些需要高准确度的零件尺寸来说。凹型是制作下模的最优选择，利用凹型面可以将毛料很方便地进行摆放，也可以将相关的材料进行拉深。另外，有些零件由于外表面的质量要求很高。因此，应该选择凸型作为下模。只有这样，才能使得对其进行的流动处理得以进行，同时，如果一些零件想要进行再次修正，很方便的可以进行相应的修正工序。

2.2信息关联技术

在钣金成形这一领域，信息化发展较为缓慢，在信息管理技术方面缺乏有效的信息沟通。在传统的钣金成形工作中，往往是采用纸张来记录相关的资料信息，难以与其他信息产生关联，无法实现快速的自动检索功能。因此，钣金成形技术需要借助电子技术的力量，根据不同需求，选择不同的信息及存储方式。因材料信息多是描述性的信息以及量化信息，所以采用数据库保存的方式。而工艺信息多是描述性信息以及树模型信息，则需要采用数据库结合数模的方式来进行有效的存储，并在此基础上建立起各相互信息之间的关联。通常，在钣金工艺信息中，还具备毛坯数模以及几何特征等信息，这些信息往往会以数模的形式存在，因此需要采用电子表格的形式来进行保存，但这些信息在管理时具有一定难度，可以通过设置不同的文件名称来进行妥善的管理。

2.3钣金成形信息的规范技术

钣金成形信息种类繁多，既有显性信息，也有隐性信息，信息的载体差异很大。为了高效、准确地获得需要的钣金成形信息，必须将钣金成形信息进行规范化处理，建立统一规范的钣金成形信息表达、存储原则。建立钣金成形信息规范应该考虑以下几个方面：（1）考虑信息间的关联性，在同一载体存储钣金成形信息时尽可能将相关联的特征类信息进行关联，比如材料参数必须关联材料的规格、名称、牌号、状态、产地等特征信息，工艺信息尽量关联零件名称、几何特征、几何尺寸等信息；（2）将描述类信息采用知识定义的方法进行规范定义，并进行编码量化；（3）将图表、典型事例数模和毛坯数模等采用统一的CAD软件数据格式，或采用通用的CAD数据格式，避免数据异构问题，数模符合标准的MBD规范，用PDM技术进行管理，规范其命名和特征；（4）规范统一各类钣金成形信息的存储载体、存储方式、存储格式。

2.4钣金零件的质量控制

为确保钣金零件的质量，必须展开严格的质量控制，由于钣金零件的后续使用场所为飞机内部，如果钣金零件的质量不能保障，必然会造成安全事故。

在具体的钣金零件质量控制中，先对钣金零件的原材料展开检测，确保原材料符合标准，保障其塑性符合成形需求，确保良好成形效果。故此，配合塑性检验，确认原材料的塑性是否符合标准。具体的成形工艺中，做好对工艺规范的研究，明确钣金材料的加工图纸，遵循加工规范进行加工，并做好常规设备的维护，减少设备带来的误差问题。充分了解钣金零件的成形工艺的难点问题，着重进行处理与控制。再做好成品的检测检验，包括尺寸、缺陷和完整性等，杜绝以次充好的情况，保障钣金零件的整体质量。

2.5整体铸造法制模分析与思考

第一，在围框制作方面。针对下模采用凹模形式的情况来说，牢固的金属框架内来制作凹模。在施工框架的前提下，还能有效进行架内侧焊接固定件，使得框架和增前机体的联结力能够大大增加。还应该把搭耳焊接在金属框架上。在具体实践过程中，应该考虑零件的复杂程度和数量进行灵活处理。

第二，在具体的制造工艺方面，首先充分搅拌A组分树脂，根据一定的比例要求，把固化剂加入其中，针对少量浇注的情况，在真空处理帮助下，能够得到较为致密和精细的模块结构。针对不使用的搅拌设备情况来说，应该保证防止气泡在人工搅拌中产生。对于整体模块材料进行充分混合，然后有效注入相应的金属围框。在不使用金属围框的情况下，能够有效保证利用PU发泡材料，制作稍微大于10mm的型腔模型。应该把相应的排气孔设置在模具中，保证一些排气管预埋在浇注过程中。

结语

综上所述，对于一些非金属模具来说，由于其都是拥有一样的模具结构，只是在相应的制造方法中有所不同。因而，在进行模具制造时，应该按照模具的不同特征选择不同的制造方法。一般来说，在下模的制造过程中，采用整体铸造法。而在上模的制造过程中，则采用积层法。并且，相比较传统的模具制造来说，采用环氧树脂进行模具的制造，可以对模具制造的时间进行有效的减少，同时还能对模具制造的成本进行有效的降低。需要注意的是，在模具制造时，不需要在隔离层中加入不锈钢，防止出现零件污染的状况。在树脂材料使用时，需要对树脂按照一定的比例进行调配，并在此基础上，采用一定的固化剂，对材料进行积极的利用，保证模具制造的成功。

参考文献

[1]王德亮,高霖,王辉,吴梦陵,汤泽军.拉形与渐进成形在钣金零件快速制造中的复合应用研究[J].锻压技术,2015,02:26-31.

[2]惠小鹏，万政，于长旺，等.钣金零件橡皮囊液压成形技术研究和应用现状[J].航空制造技术，2017，533(14)：57-61.