第八章 蒙皮拉形

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1、一、典型零件一、典型零件二、拉形过程及基本原理二、拉形过程及基本原理三、拉形设备三、拉形设备四、拉形工艺四、拉形工艺五、拉形模的设计与制造五、拉形模的设计与制造六、六、工艺规程举例工艺规程举例拉形拉形 板料两端在拉形机夹钳板料两端在拉形机夹钳夹紧下，被工作台顶升的拉形模夹紧下，被工作台顶升的拉形模和板料接触，产生不均匀的平面和板料接触，产生不均匀的平面拉应变而使板料与拉形模贴合的拉应变而使板料与拉形模贴合的成形方法。成形方法。一、典型零件一、典型零件1. 零件分类零件分类 凸双曲度蒙皮凸双曲度蒙皮 凹双曲度蒙皮凹双曲度蒙皮 马鞍形双曲度蒙皮马鞍形双曲度蒙皮 2. 拉形零件的特点拉形零件的特点

2、表面质量要求高表面质量要求高 外形准确度高（协调准确度高）外形准确度高（协调准确度高） 形状复杂、尺寸大、双曲度蒙皮形状复杂、尺寸大、双曲度蒙皮 机身、发动机短舱机身、发动机短舱3. 拉形方式拉形方式 纵向拉形纵向拉形 板料沿纵向两端头夹紧，在被工作板料沿纵向两端头夹紧，在被工作台顶升的拉形模顶力和拉伸夹钳纵向拉台顶升的拉形模顶力和拉伸夹钳纵向拉力双重作用下，使板料与拉形模贴合的力双重作用下，使板料与拉形模贴合的成形方法。成形方法。 一般用于纵向曲度大的狭长形蒙皮一般用于纵向曲度大的狭长形蒙皮零件成形。零件成形。纵向拉形纵向拉形 横向拉形横向拉形 板料沿横向两板料沿横向两端头夹紧，在被工作端头

3、夹紧，在被工作台顶升的拉形模顶力台顶升的拉形模顶力作用下，使板料与拉形模贴合的成形方法。作用下，使板料与拉形模贴合的成形方法。 一般用于横向曲度大的狭长形蒙皮零一般用于横向曲度大的狭长形蒙皮零件成形。件成形。 横向拉形横向拉形 有些拉形机有上压装置，可成形蒙有些拉形机有上压装置，可成形蒙皮上有凹陷和鼓包的部分。皮上有凹陷和鼓包的部分。 一般用于纵向拉形机。一般用于纵向拉形机。VTL-1000蒙皮拉形机拉形过程及基本原理拉形过程及基本原理1. 1. 拉形过程拉形过程原始的制造方法原始的制造方法 拉光机拉光机 现在的制造方法拉形是在专用机床上现在的制造方法拉形是在专用机床上进行的进行的2. 2.

4、基本原理基本原理 蒙皮零件拉形与型材零件拉弯相蒙皮零件拉形与型材零件拉弯相似，都是以增加拉力减少回弹，而提高似，都是以增加拉力减少回弹，而提高成形准确度。但在拉形情况下，材料的成形准确度。但在拉形情况下，材料的变形状态却要复杂得多。变形状态却要复杂得多。 拉形过程大致可分为三个阶段拉形过程大致可分为三个阶段 a a）开始阶段）开始阶段 b）中间阶段）中间阶段 c）终了阶段）终了阶段 开始阶段开始阶段 将长方形毛料按凸模弯曲，并将长方形毛料按凸模弯曲，并将毛料两端夹入机床钳口中，然后将毛料两端夹入机床钳口中，然后凸模向上移动，凸模脊背最高处与凸模向上移动，凸模脊背最高处与毛料接触，毛料被弯曲并张

5、紧。毛料接触，毛料被弯曲并张紧。 中间阶段中间阶段 设想将毛料沿凸模横切面划分为设想将毛料沿凸模横切面划分为许多条带，随着凸模上升，中间条带许多条带，随着凸模上升，中间条带的附近条带相继与凸模脊背贴合，循的附近条带相继与凸模脊背贴合，循此渐进，直到最边缘的条带也与凸模此渐进，直到最边缘的条带也与凸模贴合为止，于是这时毛料的内表面都贴合为止，于是这时毛料的内表面都与凸模贴合，取得了凸模表面的形状。与凸模贴合，取得了凸模表面的形状。 终了阶段终了阶段 毛料与模具表面完全贴合后，毛料与模具表面完全贴合后，再作少量补充拉伸，例如约再作少量补充拉伸，例如约1%1%的延的延伸率，使边缘材料（即最后与凸模伸

6、率，使边缘材料（即最后与凸模接触条带）所受的拉应力超过屈服接触条带）所受的拉应力超过屈服点，以达到减少回弹，提高成形准点，以达到减少回弹，提高成形准确度的目的。确度的目的。 拉形过程中的问题拉形过程中的问题 拉形过程中整个毛料基本上可划拉形过程中整个毛料基本上可划分为两个区域，即与模具贴合的成形分为两个区域，即与模具贴合的成形区，以及与凸模相切处至夹头部分的区，以及与凸模相切处至夹头部分的传力区。传力区。 传力区是悬空部分，这部分材料传力区是悬空部分，这部分材料不与凸模接触，无摩擦力作用并且在不与凸模接触，无摩擦力作用并且在夹头部分有应力集中问题，所以毛料夹头部分有应力集中问题，所以毛料被拉断

7、现象主要出现在这个传力区。被拉断现象主要出现在这个传力区。 拉形过程的应力应变分析拉形过程的应力应变分析3极限拉形系数和拉形力极限拉形系数和拉形力 材料在拉形过程中，沿着拉力的材料在拉形过程中，沿着拉力的作用方向拉伸变形是不均匀的，脊背作用方向拉伸变形是不均匀的，脊背最高点处拉伸变形量最大。最高点处拉伸变形量最大。拉形系数拉形系数 指板料拉形后，变形指板料拉形后，变形最大的剖面处长度与原始长度之比最大的剖面处长度与原始长度之比 （表示变形程度的工艺参数）（表示变形程度的工艺参数） * 极限拉形系数极限拉形系数maxminLKL* 极限拉形系数及其影响因素极限拉形系数及其影响因素 极限拉形系数极

8、限拉形系数 当板料当板料濒濒于出现不允许的缺陷时于出现不允许的缺陷时(破裂、破裂、滑移线、粗晶、滑移线、粗晶、“桔皮桔皮”等等)的拉形系数称为的拉形系数称为极限拉形系数，通常用极限拉形系数，通常用Kmax表示。表示。 LY12、LC4的极限拉形系数如下表所示的极限拉形系数如下表所示材料厚度(mm)1234 Kmax1.041.05 1.0451.06 1.051.07 1.061.08其中：L 为单向拉伸出现不允许缺陷为单向拉伸出现不允许缺陷 时的延伸率时的延伸率(详见有关手册详见有关手册); 摩擦系数，一般取摩擦系数，一般取0.1 0.15; n 材料的应变强化指数材料的应变强化指数 ; e

9、 自然对数底，自然对数底，e2.718;2.718; 毛料在模具上的包角。毛料在模具上的包角。影响极限拉形系数的因素影响极限拉形系数的因素 材料的机械性能材料的机械性能 （材料种类、厚度） 包角大小和摩擦系数包角大小和摩擦系数 （蒙皮形状及摩擦）* 拉形力与毛料尺寸计算拉形力与毛料尺寸计算 2 cos2PT0.9bTBt* 拉形力拉形力 拉形力是选择机床的依据。拉形力是选择机床的依据。 横向拉形时：横向拉形时： 纵向拉形时：纵向拉形时： P = 0.8 b F 1.8cos2bPF* 毛料尺寸计算毛料尺寸计算 决定拉形毛料的尺寸，应本决定拉形毛料的尺寸，应本着节约用料的原则。零件的四边只着节约

10、用料的原则。零件的四边只留有合理的最小余量即可。留有合理的最小余量即可。 长度方向：长度方向： L = l0 + 2 h1 + h2 + h3 宽度方向：宽度方向： B = b + 2 h4 公式中各参数的含义公式中各参数的含义 l0 零件展开长度零件展开长度h1 毛料的切割余量，通常取毛料的切割余量，通常取1020mm h2 过渡区长度，通常取过渡区长度，通常取150200mm h3 夹紧部分的余量，通常取夹紧部分的余量，通常取50mmb 零件展开宽度零件展开宽度h4 切割余量，通常取切割余量，通常取20mm拉形设备拉形设备 飞机工厂的拉形设备飞机工厂的拉形设备 拉形机拉形机都是专门设计的，

11、机构比较复杂。都是专门设计的，机构比较复杂。 根据工作原理拉形机可根据工作原理拉形机可分类如下：分类如下： * 台动式拉形机台动式拉形机 横拉横拉 * 台钳双动式拉形机台钳双动式拉形机 纵拉纵拉 * 立式拉形机立式拉形机 拉包机拉包机* 台动式拉形机台动式拉形机 是用来横向加拉的机床。它是用来横向加拉的机床。它依靠液压作动筒推动台面升起使毛依靠液压作动筒推动台面升起使毛料受到拉伸。台面可以上、下平行料受到拉伸。台面可以上、下平行移动，和作倾斜上升，从而扩大拉移动，和作倾斜上升，从而扩大拉形范围。形范围。 台动式拉形机台动式拉形机 横拉横拉台动式拉形机台动式拉形机 工作原理工作原理拉形机的夹钳装