本发明属于航空飞机铝合金钣金加工，涉及一种复杂型面带凸边孔铝合金三通半管零件组合制造方法。
背景技术：
1、铝合金三通半管零件为动力油导管零件，安装在油箱后舱部位，作为连接管具有复杂曲面型面及凸边孔结构。由于半管类零件型面结构复杂，成形过程板料流动不规则，无法给出准确展开料尺寸，仅能使用毛料成形后，按工装边缘线切割零件外缘，典型工艺流程为“直线下料―手工成形―手工剪切外形”。本发明中所述零件，材料为2.5mm厚防锈铝板材，外形如图1所示，典型加工方法：剪板机剪切方形铝合金板料，手工剪切板料初形，使用型胎手工成形零件型面，然后通过型胎开底孔后借助型芯手工成形制出凸边孔，按配套模胎使用划针手工划出零件边缘外形线，使用高速带锯结合手工剪切方法按划线切割不规则外形轮廓，并锉修边缘凸起及毛刺，修整至符合外形极限偏差±0.5mm。由于零件结构复杂，生产中存在如下问题：①三通半管零件拐角处型面曲率变化大，板料流动受限，手工成形拐角部位容易开裂，报废率高，且拐角边缘褶皱严重，表面锤痕多，后续砂纸打磨后难以满足零件表面粗糙度不大于ra3.2μm的要求。②由于板料厚，手工成形三通半管曲面上凸边孔时，成形不到位，贴胎度难以满足小于0.5mm要求。③零件边缘外形手工划线后，带锯切割结合手工剪切2.5mm厚铝合金零件，操作困难，劳动强度大，效率低，且零件尺寸精度无法保证，易超差。综上所述，采用传统加工方法，零件报废率高达70％，加工1件总时间6～8小时，生产效率低，且零件质量有待提升。
技术实现思路
1、本发明的目的在于发明了一种铝合金三通半管钣金零件组合制造方法，所述的制造方法优化了零件加工工艺方法，机械成形替代手工成形，并应用了激光切割技术，采用“拉深成形―钻孔―冲压凸边―激光切割机切割外形”的工艺流程替代“手工成形―钻孔―手工剪切外形”的传统工艺流程。
2、拉深成形使用专用的拉深模，钻孔使用专用带钻套模胎，冲压凸边使用专用凸边模，激光切割机切割外形使用专用激光切割夹具。第一步拉深成形零件整体型面；第二步使用专用模胎上的钻套在凸边孔中心位置钻1-φ5.2mm孔，并扩孔为1-φ10mm通孔；第三步使用专用凸边模冲压成形半管曲面上凸边孔；第四步使用激光切割机切割零件周边的理论外形轮廓，使零件达到合格要求。
3、为了达到上述目的，本发明的技术方案为：
4、第一步：拉深成形。拉深成形工序采用的工装为“拉深模”，“拉深模”工装包括：上模板、凹模、压边圈、凸模、下模板、导柱、导套、卸料螺钉、吊环、模柄固定螺钉、圆柱销、固定螺钉、模柄。
5、所述的工装“拉深模”，可以实现铝合金板料的拉深成形，上模板和下模板使用q235-a.f钢材料；凹模、压边圈和凸模使用cr12mov钢材料，热处理至硬度59-62hrc。凹模和凸模之间的间隙为1.1倍料厚。“拉深模”工装型面制造公差小于0.1mm，表面粗糙度不大于ra6.3μm。“拉深模”工装的凸模和下模板通过孔配合连接固定，凹模和上模板通过孔配合连接固定，卸料螺钉和压边圈组成顶件器，始终将成形后的零件上顶，起到卸料作用。上模板上安装的2个导套与下模板上安装的2个导柱采用h5/h5间隙配合，2个导柱起到限位作用。拉深前，通过卸料螺钉将压边圈上顶，使压边圈远离下模板，置于凸模上方，与下模板距离大于零件型面高度，将零件毛料放在压边圈上，零件毛料正反面沿理论外形均匀涂润滑油。
6、“拉深模”工作时，冲压液压机下行，模柄带动上模板、凹模共同下行，模具开始合模。凹模持续下行，直至与压边圈贴合后带动压边圈一起向下运动，板料与凸模接触，零件开始成形，上模板、凹模、压边圈与凸模、下模板通过导套和导柱限位滑动，板料被凸模上顶进入凹模凹槽内，直至压边圈下行至下模板，合模结束。模具开模时，凹模上行与凸模分离，零件贴合在凸模上，通过卸料螺钉上顶压边圈，将零件从凸模上卸下，拉深成形完成。在上模板和下模板侧端面分别设置4处钢制吊环，用于吊运工装。
7、第二步：钻孔。钻孔工序采用的工装为“带钻套模胎”，“带钻套模胎”工装包括：胎体、固定钻套。
8、所述的工装“带钻套模胎”，以零件型面轮廓为定位基准，将零件放入胎体内，使用手钻沿固定钻套在零件上钻1-φ5.2mm孔，使用通用冲孔模将1-φ5.2mm孔扩成1-φ10mm孔，用作第三道工序冲压凸边的底孔。
9、第三步：冲压凸边。冲压凸边工序采用的工装为“凸边模”，“凸边模”工装包括：上模板a、凸模a、凹模a、下模板a、导柱a、导套a、固定螺钉a、圆柱销a、吊环a、模柄a。
10、所述的工装“凸边模”，可以实现铝合金板料的凸边孔成形，上模板a和下模板a使用q235-a.f钢材料；凸模a和凹模a使用45#钢材料，热处理至硬度35-39hrc。凸凹模间隙为1.1倍料厚。工装型面制造公差小于0.1mm，表面粗糙度不大于ra6.3μm。
11、模柄a和上模板a、凸模a和凹模a和下模板a均通过固定螺钉a孔配合连接固定。上模板a上安装的2个导套a与下模板a上安装的2个导柱a采用h5/h5间隙配合，2个导柱a起到限位作用。冲压凸边前，通过冲床带动模柄a、上模板a和凸模a上行，使凸模a远离凹模a，将零件毛料放在凹模a上，使零件型面与凹模a贴合固定，零件毛料上φ10mm孔附近和凸边模工作面均匀涂润滑油。
12、“凸边模”工作时，踩下离合设备，冲床瞬间下行，模柄a带动上模板a、凸模a共同下行，模具瞬间合模。凸模a与凹模a发生相对运动，零件实现冲压凸边成形。模具开模时，凸模a上行与凹模a分离，零件贴合在凹模a上，凸边孔部位完成成形，通过镊子取出零件，冲压凸边完成。在上模板a和下模板a侧端面分别设置4处钢制吊环a，用于吊运工装。
13、第四道工序激光切割机切割外形。激光切割机切割外形工序采用的工装为“激光切割夹具”，“激光切割夹具”工装包括：底板、激光切割夹具胎体、标记块、标记块固定螺钉、标记块固定销、双面压板。
14、所述的工装“激光切割夹具”，底板起稳定支撑作用，3个标记块作为定位基准，通过标记块固定螺钉和标记块固定销固定在底板上。将零件安装在激光切割夹具胎体上，通过双面压板、螺柱和螺母压置固定。首先将零件通过型面定位放置在激光切割夹具胎体上，双面压板对准零件凸边孔位置扣在零件上，将螺柱插入双面压板和零件凸边孔内，拧紧螺母，将零件夹紧在激光切割夹具胎体上。激光切割机按切割程序切割零件侧壁的理论外形轮廓，零件加工完成。
15、本发明的有益效果：
16、通过采用新型组合制造方法成形具有复杂型面带凸边孔铝合金三通半管零件后，避免了手工成形带来的开裂、褶皱、成形不到位、表面锤痕多问题，避免了手工剪切外形带来的劳动强度大、尺寸超差问题，提高了零件表面质量，表面粗糙度提高至不大于ra3.2μm。通过此方法成形的零件，贴胎度小于0.5mm，外形极限偏差满足±0.5mm，加工1件具有复杂型面的铝合金三通半管零件的生产周期由6～8小时缩短到2小时，报废率由70％降低至10％。
1.一种复杂型面带凸边孔铝合金三通半管零件组合制造方法，其特征在于，步骤如下：
2.如权利要求1所述的一种复杂型面带凸边孔铝合金三通半管零件组合制造方法，其特征在于，所述的上模板(1)和下模板(5)使用q235-a.f钢材料；凹模(2)、压边圈(3)和凸模(4)使用cr12mov钢材料，热处理至硬度59-62hrc；凹模(2)和凸模(4)之间的间隙为1.1倍料厚；“拉深模”工装型面制造公差小于0.1mm，表面粗糙度不大于ra6.3μm。
3.如权利要求1或2所述的一种复杂型面带凸边孔铝合金三通半管零件组合制造方法，其特征在于，所述的第一步中，在拉深前，通过卸料螺钉(8)将压边圈(3)上顶，使压边圈(3)远离下模板(5)，置于凸模(4)上方，与下模板(5)距离大于零件型面高度，将零件毛料放在压边圈(3)上，零件毛料正反面涂润滑油。
4.如权利要求1或2所述的一种复杂型面带凸边孔铝合金三通半管零件组合制造方法，其特征在于，所述的上模板a(16)和下模板a(19)使用q235-a.f钢材料；凸模a(17)和凹模a(18)使用45#钢材料，热处理至硬度35-39hrc；凸凹模间隙为1.1倍料厚；“凸边模”工装型面制造公差小于0.1mm，表面粗糙度不大于ra6.3μm。
5.如权利要求3所述的一种复杂型面带凸边孔铝合金三通半管零件组合制造方法，其特征在于，所述的上模板a(16)和下模板a(19)使用q235-a.f钢材料；凸模a(17)和凹模a(18)使用45#钢材料，热处理至硬度35-39hrc；凸凹模间隙为1.1倍料厚；“凸边模”工装型面制造公差小于0.1mm，表面粗糙度不大于ra6.3μm。
6.如权利要求1或2或5所述的一种复杂型面带凸边孔铝合金三通半管零件组合制造方法，其特征在于，所述的第三步中，冲压凸边前，通过冲床带动模柄a(25)、上模板a(16)和凸模a(17)上行，使凸模a(17)远离凹模a(18)，将零件毛料放在凹模a(18)上，使零件型面与凹模a(18)贴合固定，零件毛料上φ10mm孔附近和凸边模工作面涂润滑油。
7.如权利要求3所述的一种复杂型面带凸边孔铝合金三通半管零件组合制造方法，其特征在于，所述的第三步中，冲压凸边前，通过冲床带动模柄a(25)、上模板a(16)和凸模a(17)上行，使凸模a(17)远离凹模a(18)，将零件毛料放在凹模a(18)上，使零件型面与凹模a(18)贴合固定，零件毛料上φ10mm孔附近和凸边模工作面涂润滑油。
8.如权利要求4所述的一种复杂型面带凸边孔铝合金三通半管零件组合制造方法，其特征在于，所述的第三步中，冲压凸边前，通过冲床带动模柄a(25)、上模板a(16)和凸模a(17)上行，使凸模a(17)远离凹模a(18)，将零件毛料放在凹模a(18)上，使零件型面与凹模a(18)贴合固定，零件毛料上φ10mm孔附近和凸边模工作面涂润滑油。
9.如权利要求1所述的一种复杂型面带凸边孔铝合金三通半管零件组合制造方法，其特征在于，所述的上模板(1)和下模板(5)侧端面分别设置4处钢制吊环(9)，上模板a(16)和下模板a(19)侧端面分别设置4处钢制吊环a(24)，用于吊运工装。
10.如权利要求3所述的一种复杂型面带凸边孔铝合金三通半管零件组合制造方法，其特征在于，所述的上模板(1)和下模板(5)侧端面分别设置4处钢制吊环(9)，上模板a(16)和下模板a(19)侧端面分别设置4处钢制吊环a(24)，用于吊运工装。
