一种异形截面型材零件的下陷成形模具及成形方法，该异形截面型材零件含有水平状的翼板和立筋状的腹板，成形模具的下模含有第一半模、第二半模、芯模和活动模，芯模与第一半模与第二半模固定配合用于定位型材零件的非下陷部分，活动模与第一半模与第二半模配合用于动态定位丁字截面型材零件的下陷部分，活动模的活动行程与型材零件的下陷深度相等。
1.一种异形截面型材零件的下陷成形模具，该异形截面型材零件含有水平状的翼板和立筋状的腹板，所述的成形模具含有上模和下模，其特征在于：所述上模的下表面有与型材零件翼板上表面匹配的下陷型面，所述的下模含有第一半模、第二半模、芯模和活动模，第一半模的上表面与型材零件一侧的翼板下表面匹配，第一半模的内侧壁与型材零件腹板的一侧壁匹配，第二半模的上表面与型材零件的另一侧的翼板下表面匹配，第一半模与第二半模通过定位销连接，第一半模与第二半模之间有间隙，芯模位于第一半模和第二半模非下陷部分的间隙中，芯模的一侧具有与型材零件腹板另一侧壁贴合的型面，芯模与第一半模与第二半模固定配合用于定位型材零件的非下陷部分，活动模是一个标准块结构，活动镶嵌在第一半模与第二半模下陷部分的间隙中，活动模具有与型材零件腹板一侧壁贴合的型面，活动模与第一半模与第二半模配合用于动态定位丁字截面型材零件的下陷部分，活动模的活动行程与型材零件的下陷深度相当。
2.如权利要求1所述的异形截面型材零件的下陷成形模具，其特征在于，所述的芯模与第二半模之间用定位销连接。
3.如权利要求1或2所述的异形截面型材零件的下陷成形模具，其特征在于，所述的活动模上有长圆形导向孔，该导向孔受第二半模的定位销限位。
4.一种异形截面型材零件的下陷成形方法，其特征在于，1)有一个成形模具，含有上模和下模，所述上模的下表面有与型材零件翼板上表面匹配的下陷型面，所述的下模含有第一半模、第二半模、芯模和活动模，第一半模的上表面与型材零件一侧的翼板下表面匹配，第一半模的内侧壁与型材零件腹板的一侧壁匹配，第二半模的上表面与型材零件的另一侧的翼板下表面匹配，第一半模与第二半模通过定位销连接，第一半模与第二半模之间有间隙，芯模位于第一半模和第二半模非下陷部分的间隙中，芯模的一侧具有与型材零件腹板另一侧壁贴合的型面，芯模与第一半模与第二半模固定配合用于定位型材零件的非下陷部分，活动模是一个标准块结构，活动镶嵌在第一半模与第二半模下陷部分的间隙中，活动模具有与型材零件腹板一侧壁贴合的型面，活动模与第一半模与第二半模配合用于动态定位丁字截面型材零件的下陷部分，活动模的活动行程与型材零件的下陷深度相等；2)将第一半模与第二半模先用定位销固定，再将待成形的型材零件置于第一半模与第二半模的间隙中；用芯模填充型材零件的非下陷部分的第一半模与第二半模型材的间隙，用定位销将芯模与第二半模固定；用活动模填充型材零件需下陷部分的第一半模与第二半模型材的间隙，将活动模的上表面支撑在需下陷部分型材的腹板下，用定位销通过导向孔将活动模与第二半模定位连接；3)上模与下模合模，使型材零件下陷部分与活动模同时下陷成形。
一种异形截面型材零件的下陷成形方法及成形模具
技术领域
[0001] 本发明涉及飞机制造技术，特别是飞机型材零件的成形，具体是一种异形截面型材零件的下陷成形方法及成形模具。
背景技术
[0002] 型材常用于成形各种大型、复杂截面、非对称、变曲率三维型材零件，因而，被广泛应用于航空航天、汽车、建筑、桥梁、电梯和火车等制造业。飞机上的缘条、机身前后段和发动机短舱的长桁等，这类零件组成飞机骨架的受力零件，直接影响到飞机的气动力外形，因而形状精度要求很高，该类型材零件大多通过下陷成形来与其他钣金件配合，但有些异型截面型材下陷成形难度较大，需要特殊的模具结构来达到预期的成形效果。
[0003] 中国专利CN203936262U(一种用于成型型材下陷的热成型模具) 介绍了一种涉及“T”或者“L”形型材背靠背安放热压下陷成形的模具。其热成型模由上模、下模组件及用于在机床上固定模具的模座组成，能够满足“T”形型材或者“L”形型材背靠背安放,零件下陷成型的需求,可以大大减少“T”形型材或者“L”形型材背靠背安放, 零件加工的工作量、缩短产品制造周期,提高了产品的质量。这种下陷成形模具有以下缺点：上下模之间没有活块过渡，零件成型后很容易卡死在下模里不易取出，零件装卸困难；上下模之间的紧固螺栓较少，在压制一些较硬的特殊材料时易松动变形；上述缺点都会造成零件生产效率降低、零件成形质量较差的问题。
发明内容
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种用于丁字形截面型材下陷成形下陷模具及成形方法，这种下陷模具能较好地解决异形截面型材下陷成形技术中变形区域产生裂纹、起皱、塌肩等缺陷，并且制造工艺简单，成本低廉，节省大量劳动力，具有较高的经济价值。
[0005] 一种异形截面型材零件的下陷成形模具，该异形截面型材零件含有水平状的翼板和立筋状的腹板，所述的成形模具含有上模和下模，其特征在于：所述上模的下表面有与型材零件翼板上表面匹配的下陷型面，所述的下模含有第一半模、第二半模、芯模和活动模，第一半模的上表面与型材零件一侧的翼板下表面匹配，第一半模的内侧壁与型材零件腹板的一侧壁匹配，第二半模的上表面与型材零件的另一侧的翼板下表面匹配，第一半模与第二半模通过定位销连接，第一半模与第二半模之间有间隙，芯模位于第一半模和第二半模非下陷部分的间隙中，芯模的一侧具有与型材零件腹板另一侧壁贴合的型面，芯模与第一半模与第二半模固定配合用于定位型材零件的非下陷部分，活动模是一个标准块结构，活动镶嵌在第一半模与第二半模下陷部分的间隙中，活动模具有与型材零件腹板一侧壁贴合的型面，活动模与第一半模与第二半模配合用于动态定位丁字截面型材零件的下陷部分，活动模的活动行程与型材零件的下陷深度相等。
[0006] 使用时，将第一半模与第二半模先用定位销固定，再将待成形的型材置于第一半模与第二半模的间隙中；用芯模填充型材的非下陷部分的第一半模与第二半模型材的间隙，用定位销将芯模与第二半模固定；用活动模填充型材需下陷部分的第一半模与第二半模型材的间隙，将活动模的上表面支撑在需下陷部分型材的腹板下，用定位销通过导向孔将活动模与第二半模定位连接；上模与下模合模，使型材零件下陷部分与活动模同时下陷成形。
[0007] 本申请的有益效果在于：利用整体上模、分体下模、以及芯模和活动模，用定位销连接的特殊结构，以保证零件的成形精度和变窄量要求，活动模安装于上下模与零件之间，用于零件腹板面支撑。保证零件的强度要求与外形一致性，提高零件成形表面质量，并减少成形后残余应力和人工校形时效，大幅减少手工修校量，同时便于装卸零件，大大缩短产品制造周期，有效抑制了异形截面型材下陷成形技术中变形区域产生裂纹、起皱、塌肩，保证了零件的外形要求和表面质量，解决了异型型材零件下陷成形难题。
[0008] 以下结合实施例附图对本申请作进一步详细描述：
附图说明
[0009] 图1是丁字形截面型材零件结构示意
[0010] 图2是丁字形截面型材零件的下陷成形模具示意
[0011] 图3是下模与芯模及活动块的装配示意
[0012] 图4是成形模具组件相对配合状态示意
[0013] 图5是零件成形前模具整体纵向剖面示意
[0014] 图6是零件成形后模具整体纵向剖面 示意
[0015] 图7是零件非下陷部分模具横向剖面示意
[0016] 图8是零件下陷部分模具横向剖面示意
[0017] 图中编号说明：1零件、2翼板、3腹板、4非下陷部分、5下陷部分、6上模、7第一半模、8第二半模、9活动模、10芯模、11长圆孔、12定位孔、13定位销
具体实施方式
[0018] 参见附图，实施例提供的零件1是一种由丁字截面型材下陷成形的，零件的翼板2呈水平状的，零件的腹板3为立筋状，该零件是飞机典型的铝锂合金型材零件。
[0019] 对该零件的成形，本申请提出的成形模具含有上模6和下模，上模的下表面有与型材零件翼板2上表面匹配的下陷型面，所述的下模含有第一半模7、第二半模8、芯模10和活动模9，第一半模7的上表面与型材零件一侧的翼板下表面匹配，第一半模的内侧壁与型材零件腹板的一侧壁匹配，第二半模8的上表面与型材零件的另一侧的翼板下表面匹配，第一半模与第二半模通过定位销13连接，第一半模与第二半模之间有间隙，芯模10是一个与型材腹板匹配的芯块，位于第一半模7和第二半模8非下陷部分的间隙中，芯模的一侧具有与型材零件腹板另一侧壁贴合的型面，芯模10与第一半模7与第二半模8固定配合用于定位型材零件的非下陷部分4，活动模9是一个标准块结构，活动镶嵌在第一半模7与第二半模8下陷部分的间隙中，活动模9具有与型材零件腹板一侧壁贴合的型面，活动模上有长圆形导向孔11，该导向孔受第二半模8的定位销13限位，活动模9与第一半模7与第二半模8配合用于动态定位丁字截面型材零件的下陷部分5，活动模9的活动行程与型材零件1下陷部分的下陷深度相当。
[0020] 使用时，将第一半模7与第二半模8先用定位销13固定，再将待成形的型材零件1置于第一半模7与第二半模8的间隙中；用芯模 10填充型材零件非下陷部分4的第一半模与第二半模型材的间隙，用定位销13将芯模10与第二半模8固定；用活动模9填充型材零件需下陷部分的第一半模与第二半模型材的间隙，将活动模9的上表面支撑在需下陷部分型材零件的腹板下，用定位销13通过导向孔11将活动模与第二半模定位连接，零件成形前，定位销13位于长圆形导向孔11的下端，活动模9上表面与零件1的下表面贴合，如图5所示。最好将上模6与下模合模，使型材零件1下陷部分5与活动模9 同时下陷成形。
[0021] 实施中，上模6与第一半模7和第二半模8的外轮廓配合尺寸相同，上模6与第一半模7和第二半模8的外轮廓配合尺寸均大于零件 1的外轮廓尺寸，活动模9、芯模10与第一半模7之间的间隙在固定连接时应等于零件材料厚度。
[0022] 安装完毕后使用Y41-160单柱液压机对零件进行液压下陷成形。此方法解决了飞机异型型材零件下陷成形难题，全面提高了零件成形质量，大幅减少手工修校量，且结构简单，装卸方便，缩短了产品制造周期。
[0023] 以上实施例仅是对本发明结构所作的举例和说明，本发明所述的下陷成形模结构不仅仅使用于“丁”字型型材的下陷成形。通过改变活动模9、芯模10的外形可以适用于多数异型截面型材下陷成形技术。本发明所述下陷成形模结构简单易于制造，取材使用方便，制造成本低，经济效益好，具有较高的实际应用价值。
