熱引伸輔助超塑成形製作機翼整流罩之設計及分析

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林維帥(Wei-Shuai Lin) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系在職專班

論文名稱

熱引伸輔助超塑成形製作機翼整流罩之設計及分析
(Superplastic Forming Combined with Hot Drawing Process to Manufacture the Airliner Wing’s Fairing Covers)

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摘要(中)

超塑成形的材料有很多種，一般常見以鋁合金平板材料來進行吹製，成形深寬比較小，另外對於大型之製造業也有針對複雜且不對稱之幾合外形來進行實際工件製作，當然對於難度較高之工件，成形的製程更是顯得重要，本論文即以飛機製造業生產之鋁合金蒙皮零件“機翼前緣整流罩”所使用的模具與製程來做研究的方向。
本研究在執行超塑成形之前，先將鋁合金5083材料進行預成形折彎加工，再計算形狀所需之氣壓-時間成形曲線來完成超塑成形，折彎加工主要為了使板材在尚未執行超塑成形前，即可預先縮短材料與成形模具之間的成形距離，並使工件容易完成超塑成形，所以在探討該成形距離的重要性後，決定於該模具設計一熱引伸輔助加工的機構，並考量該機構的引伸尺寸大小，來進一步縮短該成形距離，以期此工件可以更容易完成超塑成形。

摘要(英)

There are diverse raw material be used to process superplastic forming, and the most common raw material is aluminum alloy plate. If we use aluminum alloy plate to process superplastic forming, then the depth and width both are smaller than others raw material. Besides, SFP is used to large-scale equipment manufacture against the complex and unsymmetrical appearance. Apparently, the more difficult shaping is, the more important form processing is. In this paper we will study the model and processing of aluminum alloy spare parts “Fairing Cover” for aircraft manufacture industry.
In this paper we will calculate the pressure-time curve which is drawing from the test data of aluminum alloy 5083 pre-form bending process before carrying out SFP. The pre-form bending process can make the plate is easier to be shaped via shorten the distance between material and model. After realizing the importance of shorten forming distance, we improve the model and add a hot drawing equipment to help us to shorten the distance. Through changing the hot drawing size to shorten the distance, we expect the plate is easier to be shaped.

關鍵字(中)

★ 熱引伸
★ 超塑成形
★ 5083鋁合金

關鍵字(英)

★ Hot drawing
★ Aluminum alloy 5083
★ Superplastic forming

論文目次

目錄
摘要 i
Abstract ii
誌謝 iii
圖目錄 viii
表目錄 xiv
符號說明 xv
第一章: 緒論 1
1-1. 前言 1
1-2. 超塑性成形理論與應用 3
1-2-1. 超塑性(Superplasticity) 3
1-2-2. 超塑材料之性質與必要條件 5
1-2-3. 超塑材料之應用方向 10
1-3. 超塑成形製程方式簡介 11
1-3-1. 一般超塑性與傳統機械加工方式比較 13
1-3-2. 一般超塑性缺點 13
1-4. 超塑成形製程方法與工作原理 14
1-4-1. 傳統超塑成形(Conventional SPF, CSPF)的工作原理 15
1-4-2. 兩階段超塑成形(two stage gas forming, TSGF)的工作原理 15
1-4-3. 熱引伸機械成形(hot draw mechanical pre-forming, HDMP)的工作原理 16
1-5. 研究動機 17
第二章: 文獻回顧 20
2-1. 超塑成形各製程方法比較分析 20
2-1-1. 傳統超塑成形(CSPF)製程方法 22
2-1-2. 兩階段超塑成形(TSGF)製程方法 23
2-1-3. 熱引伸機械成形(HDMP)製程方法 24
2-1-4. 各製程比較分析與結果 27
2-2. 熱引伸機構之夾料板力量大小分析 29
2-2-1. 夾料板面積與夾料力量分析 30
2-3. 常溫引伸再吹製之實驗紀錄 32
第三章: 熱引伸輔助超塑成形模具機構設計與分析 37
3-1. 實驗設備目前的狀況 37
3-1-1. 實驗機具 37
3-1-2. 實驗材料 43
3-1-3. 實驗模具 45
3-2. 母模具設計與分析 48
3-2-1. 母模具設計方案 48
3-2-2. 方案分析 48
3-3. 公模具設計與分析 50
3-3-1. 公模具設計方案 50
3-3-2. 方案分析 50
3-4. 氣密設計與分析 52
3-4-1. 氣密設計方案 52
3-4-2. 方案分析 53
3-5. 引伸機構設計與分析 56
3-5-1. 引伸機構設計方案 56
3-5-2. 方案分析 56
3-6. 公模吊掛機構設計與分析 59
3-6-1. 公模吊掛機構設計方案 59
3-6-2. 方案分析 60
3-7. 壓板夾持力之配重機構設計與分析 62
3-7-1. 配重機構設計方案 62
3-7-2. 方案分析 62
3-8. 引伸桿防止自轉之機構設計與分析 64
3-8-1. 防自轉機構設計方案 64
3-8-2. 方案分析 64
3-9. 引伸頭形狀設計 66
3-10. 引伸位置與深度設計與分析 67
3-10-1. 引伸位置設計方案 67
3-10-2. 方案分析 67
第四章: 製作機翼整流罩之製程設計與討論 69
4-1. 製程設計方案 69
4-2. 製程方案討論 73
第五章: 結論 74
參考文獻 79

參考文獻

參考文獻
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指導教授

李雄(Shyong Lee)

審核日期

2012-7-6

推文