百叶窗零件的成形研究

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[摘 要]本文通过对大型百叶窗零件成型工艺方法的分析、研究、工序及控制与检测，填补了手工成型大尺寸的几何形状复杂零件的工艺方法的空白。经过该零件的生产实践，使小批量生产复杂零件上取得了一定的经验，而且该工艺方法总结并用于以后的生产中，可以缩短工装的制造周期并会大大降低生产成本。百叶窗类零件是非常典型的一类零件，各种材料的百叶窗，其成形方法主要有落压、液压、热成型等。

[关键词]落压成形；中间退火；固溶处理

中图分类号：TG311 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0095-01

百叶窗最原始的功能就是通风换气，经过年代的发展，更有遮阳，节能环保，避挡视线，美观等的重要作用。现代百叶窗可以自由调整角度，便可根据百叶窗片本身的长度变化，百叶片的密度变化等，调整光线入射，有效抵挡紫外线和多余的热量。由于灵活的角度变化，百叶可以根据风向变化导入新风，调整室内温度，起到节能环保的作用。百叶的透光率、换气率、抗气候变化等具体技术指标均由极其科学的计算方法，就像窗子和幕墙一样可确保其使用功能要求。满足功能要求的前提下，百叶的张合更使建筑的外立面可以从线的通透感转变面的阻隔感。

百叶窗的广泛应用使得其市场需求较高，要提高生产效率，分析其成形工艺尤为重要。百叶窗类零件的加工一般为冷冲压加工，所以百叶窗的磨具设计也很重要。

一、概述

随着航空制造技术的不断提高，升级、研制及生产大型飞机是今后的发展方向。本文主要以飞机上较典型的大型百叶窗零件的成形特点、难点及解决方法进行分析、研究与论证，为今后成形类似零件提供合理的加工工艺方法。

飞机采用的百叶窗零件结构上比较复杂，而且选用的百叶标准也很特殊。因此，我们需要经过严格、细致的研究，在如何选取工装、如何制定合理的工艺成形方法以及对成形零件的质量检测、控制措施等方面，进行探索，试制。

二、百叶窗零件的特点

飞机上舱门百叶窗零件材料为LY12-M-1.5，外形尺寸为1360×530mm。

通过对产品图纸外观分析可知，这样大型的百叶窗零件我们过去尚未生产过的产品，与以往生产过的零件相比较，该零件在结构上有如下特点；

1、该零件上有三组百叶，共有39条。百叶数量多，成型难度及工作量很大。

2、百叶窗长度为200mm，深度为5mm，同时，要有1×200mm的止裂槽，材料的最大变形极限与零件的局部变形极限有在较大差异，处理不当，易产生裂纹。这也是加工此零件的难点所在。

3、零件尺寸大且为直线蒙皮。加上零件材料厚，尤其在百叶成形后再修正出理论外形难度相当大。

4、由于零件用量少，应采用合理的成形工艺方法，选择低成本工装可大为降低产品成本。

飞机采用的百叶窗零件在结构上非常复杂，而且选用的百叶标准也很特殊。因此，我们需要经过严格、细致的研究，在如何让选取工装、如何制定合理的工艺成形方法以及质量的检测、控制措施等方面，进行探索，试制。

三、工艺方法的分析和确定

经过对图纸和零件结构特点的认真分析，我们采用落压成形与手工修整相结合的工艺方法进行试制。

1、采用落压成形的工艺方法分析

该零件外形复杂，共有39条百叶。根据这一特点，按常规申请一个带理论外形的整体型胎，在型胎上制出所有百叶外形，采用落压成形方法直接压出零件的基本外形后，最终按型胎进行手工修整达到图纸要求的技术状态。根据当时生产情况进一步分析：

（1）生产周期短。如以常规申请一个外形轮廓为1500×700×750mm带理论外形的型胎，首先是这么大的铝胚的申请和铸造所需时间周期约在半年以上；二是要制出这么大工作量的百叶外形模具，其生产周期将更加延长。这样一来会大为拖延零件生产及交付节点，直接影响整架飞机的交付进度。

（2）要压制每条百叶外形，落压模应采用锌材料（以保证落压模上的每条百叶的强度），浇筑好的锌模应当由钳工进行研合。由于采用的是手工研合，要将上、下落压模上的78条百叶研合到相配套，对于如此大工作量的模具加工从精度和进度上将是很大的投入。

（3）在落压过程中，上下模如果稍有微弱的窜动，将会导致零件压裂，甚至使上下模的百叶变形。

采用落压工艺方法虽然可行，但该放大所用工装多。同时零件的加工周期长，模具制造存在很大的难度且费用较高。为缩短零件的生产周期，减低模具制造难度和节省费用，经分析比较以后，选择了分体工装和手工成形的方法。

2、手工成形方法的分析

百叶敲制过程中会产生很大变形，为确保零件的理论外形准确性，先钻出零件在型胎上的定位孔，用来最终修整外形和切割时的定位零件。

经过深入的分析与实验，发现在手工成形中，有几个应注意的关键问题。

在划线时，如何确定每组百叶的中心线位置是非常关键的。实验过程中，先在平板料状态下按图纸划线，在敲制百叶，最后按型胎修整外形。

分析原因：该零件百叶数量多，切割难度及工作量非常大；止裂槽长度为200mm，深度5mm，同时，还要求有1×200mm的止裂槽，这也是此零件的特点；同时为了防止零件在成形过程中拉裂还需要在缝的端头开2个直径4的止裂孔。

由工人在39处以上的地方手工切割划线，开出1×200mm的止裂槽，但是手工切割划线不方便、切割量极大、而且切割效果不好，平行度差。为此，我们又采用了用风动锯切割止裂稽，但是止裂槽宽度为1mm，而且百叶数量多、间距小，相互牵制，同时深度较大容易在切割过程中产生偏移，生产效率非常低。该零件生产周期太长，采用以上两种方案已经无法满足对零件生产的急迫节点要求。为此，经过与设计多方面的沟通，决定采用激光切割机进行此项零件成型前的辅助切割。整个切割过程简单、方便，速度快、效率高，切割效果极好，能大大缩短零件生产周期，提高产品质量，促进零件高效率、高质量的交付。

在手工成形过程中穿插了中间退火工序。

通过上述对手工成形零件工艺方法的技术要求。同时因该零件用量少，采用手工成形工艺方法，可大大的降低了生产成本，也缩短了零件制造周期。

四、零件的加工成形过程

经过前期大量的实验和工艺技术方面的研究、讨论后，在后期和毛料一到位便投入了试生产。加工、生产过程中，对存在或产生的问题以及解决方法：

1、上机取样确定百叶中心线位置

由于设计将百叶中心线位置尺寸更改。因此要确定百叶中心位置必须先上机取样。取样的材料采用铝板，存在准予成形和切割的问题。于是工人采用“喀斯特”板，该材料便于弯曲、切割，而且成本低于铝板。

2、零件制造过程中止裂槽的切割

按标准要求，在制造百叶时，首先应开出l×200mm的止裂槽。用风动锯切割长条孔，容易在切割过程中产生偏移。为解决这一问题，可采用激光切割。

3、百叶的成形

制造过程中可将开好止裂槽的半成品零件放到型胎上，利用工装上的定位孔用直径8mm的定位销将半成品零件固定到型胎上，然后垫铅皮用榔头敲制成型百叶。

通过以上的试制及生产的结论证明，该零件采用的工艺成型方法和工序安排是合理的，可行的，完全可以生产出符合设计要求的合格的零件。

在该零件的成形工艺方法上，首次采用分体工装、手工成型大尺寸复杂零件。经过对该零件的试制时间，可在生产小批复杂零件上，即将采用该工艺方法应用于后续生产中，大大降低生产成本和缩短零件生产与工装制造周期。

对于加工过程中可能还存在一些问题，可根据问题的进行分析和研究，制定出合理的方案，采用相应的措施解决，不断的总结经验，进行技术改进并应用到今后的生产中。通过对该项零件的生产，使我们初步掌握了类似零件生产技术并积累了经验，为此生产此类零件奠定了加工技术基础。

参考文献

[1] 王海宇.《钣金工艺学》，西北工业大学出版社，2011年.

[2] 劳动和社会保障部教材办公室组织编写.《机械制造工艺基础》，中国劳动社会保障出版社，2007年.