飞机U型、V型零件模具设计

张羽

摘 要：模具是现代航空飞机制造业应用非常广泛的工具，它有着高效，适应性强的优点，对于某些飞机零件——U型、V型零件，冲压模具是最好的加工方法，我们国内有着上万的模具加工厂，怎么样做到社会效益高，技术含量高，是现代模具结构设计者考虑的重要方向，在航空、航天、轻工业等领域，模具的应用已经非常广泛了，而在现代加工领域，50%以上的零件都是靠模具加工完成，模具的技术水平也变成一个国家加工水平的衡量指标。

关键词：V型；U型零件；结构设计

中图分类号：TH16 文献标识码：A

1.工艺分析

利用图1作为设计模具的工艺基础。

从图1分析，选择零件的材料为优质碳素结构钢，其原因就是这种钢材的力学性能比较好，它的焊接性能和塑性都利于加工，并且优质碳素结构钢在飞机零件制造上有着非常重要的地位，一般的紧固件、辅助工件都是用它加工。由图1零件可以看出结构比较复杂，有兩个弯曲，同时在零件的上部有着不闭合的方孔，这对于其他加工方法比较困难，同时该零件的厚度为1.5mm，这种零件的加工方法利用冲压最为方便。通过零件图看出该零件未标注公差，所以对零件的精度等级要求不是很高，冲压完全可以满足技术要求。

2. V型弯曲

通过图1，可以看出该零件的冲压可以分为两部分，一部分是V型弯曲，另一部分为U型弯曲，如图2所示。

根据零件要求，V型弯曲的角度为90°，在对该零件进行弯曲时候，要考虑在弯曲时弯曲力对零件产生的回弹，自由弯曲的弯曲力计算公式如下：

V型弯曲利用的模具为弯曲模，它的原理就是将板材通过冲压弯曲后形成与成品零件一样形状的模具，而它的实现是通过设计与成品零件相同的模具工装，从而将平直的板材压成零件要求的弯曲角度，如图3所示。

3. U型弯曲

在零件的U型弯曲上，也要考虑在弯曲时候弯曲力对零件的影响，U型弯曲的影响力公式与V型相似，只是V型弯曲力计算公式中的0.6变为0.7，而在零件的U型弯曲时，要选择适当的凸、凹模间隙，这个是对零件质量影响较大，如果间隙太小，在弯曲时候弯曲力就越大，弯曲越困难，同时在某个部位的壁厚就越薄，这样零件的强度就达不到要求；反之间隙越大，零件的回弹越大，这样零件的精度就低。

4.结构设计

模具的结构形式有很多种，可以分为单工序模、复合模、级进模，但是这些模具的总体结构是相似的，每种模具的组成部分都是工作零件、定位零件、导向零件、模架、连接和紧固件，该模具主要实现零件的弯曲成型，不能用于冲孔。

在模具在的总体结构设计上，凸、凹模具的设计要求就是要符合V、U型弯曲的要求即可，而对于其他零件的设计要求也是需要认真分析的。

模架的设计，模架就是模架的骨架，它可以分为多种，按照导柱的不同，可以分为4种，分别是对角导柱模架、后侧导柱模架、中间导柱模架、四导柱模架，这些模架中四导柱模架的刚性是最好的，因为他的结构是在模具的4个角有4根导柱，而中间导柱模架的刚性稍弱于四导柱模架，但是具有更好的经济性，所以该模具选取四导柱模架。

模柄的选择也是分好多种，分别是压入式模柄、嵌入式模柄、凸缘式模柄、浮动式模柄，这些模柄都有着不同的特点，可以根据自己模具的需求选择适合的模柄，该模具选取凸缘式模柄。

模具的压力中心，这个是非常重要的位置，它是冲压力的作用点，它的精度和选取对模具的影响非常大，压力中心要保证在零件加工时候的弯曲力，还要保持整个模具的平衡，而一般压力中心的选取都是模具的中心。

对于以上主要部件的选取要保证每个配合的精度，精度选择6级和7级最佳，比如导柱和导套的配合精度为H7/h6就可以。

根据上述的设计与计算，最终确定该模具的装配图如图4所示。

结语

在飞机的制造中，有着大量的各类型材，这些型材在加工时候有着较高的抗剪抗弯强度，这样使得加工成型非常困难，现在设计人员通过软件模拟零件在弯曲时候产生的力，设计出符合要求的冲压模具，这样就保证了加工后的零件与设计的保持一致，提高了零件的精度水平，同时也保证了生产效率。航空钣金模具的制造技术是提高我国现代航空制造技术水平的一项重要内容，要不断创新模具的设计，提高航空制造技术的竞争力。

参考文献

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