先進(jìn)鈑金成形技術(shù)在航空制造領(lǐng)域應(yīng)用分析

屈春英

摘要：我國的科學(xué)水平不斷提高，航空制造的機(jī)械化水平也越來越高。在航空制造領(lǐng)城中，先進(jìn)鈑金成形技術(shù)是一項(xiàng)重要的技術(shù)。將先進(jìn)鈑金成形技術(shù)應(yīng)用在航空制造領(lǐng)域，可以提高航空制造的生產(chǎn)效率，收獲良好的應(yīng)用效果，因此該技術(shù)得到了航空領(lǐng)城的廣泛重視。本文將具體探討先進(jìn)鈑金成形技術(shù)在航空制造領(lǐng)城的應(yīng)用，希望能為相關(guān)人士提供一些參考。

關(guān)鍵詞：先進(jìn)鈑金成形技術(shù);航空制造領(lǐng)城;應(yīng)用

鈑金成形工藝在航空制造領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，伴隨航空制造行業(yè)不斷發(fā)展，產(chǎn)品需求也隨之不斷產(chǎn)生變化，對(duì)新一代鈑金零件也提出更高要求如性能高、強(qiáng)度高及質(zhì)量輕等。因此，要求相關(guān)人員須不斷探索、研發(fā)新裝備、新工藝、新材料，并將產(chǎn)品生產(chǎn)周期縮至較短，以此實(shí)現(xiàn)鈑金零件的柔性、快速、精確、高效成形。

一、鈑金成形工藝概述

鈑金零件在航空制造領(lǐng)域?yàn)橐豁?xiàng)重要零件，在飛機(jī)機(jī)體構(gòu)成中占據(jù)重要比重，約為70%，飛機(jī)整體制作勞動(dòng)量中零件制作約占15%，且具備零件種類多、剛性小及結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，對(duì)飛機(jī)生產(chǎn)周期、飛機(jī)整體質(zhì)量可產(chǎn)生直接影響。鈑金零件主要分為直線型彎曲件及復(fù)雜型面零件兩種類型，其中直線型彎曲件在制作過程中多借助多處理機(jī)數(shù)控系統(tǒng)壓彎機(jī)，可不間斷且自動(dòng)的對(duì)滑塊位置、后擋架等位置予以測(cè)量，并同所給出予以比對(duì)，便于自動(dòng)校正。預(yù)選油缸油壓時(shí)可利用數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)選，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)對(duì)后擋架運(yùn)行速度的調(diào)節(jié)，完成自動(dòng)編程工作。此外，復(fù)雜型面零件的成形工藝復(fù)雜性較高，蒙皮拉形機(jī)及噴丸成形機(jī)等為主要設(shè)備。蒙皮拉形機(jī)使用關(guān)鍵點(diǎn)在于，需保障預(yù)拉力適中，預(yù)拉力值須處于材料極限強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度間，反之，將會(huì)過早產(chǎn)生金屬疲勞現(xiàn)象。其中噴丸成形技術(shù)即指借助高速彈丸向金屬板材表面撞擊，使金屬板材表面及下層金屬在高速彈丸撞擊下產(chǎn)生塑性變形，進(jìn)而延伸，促使板材彎曲成形制作所需外形的一類成形方式，此成形方式多應(yīng)用至飛機(jī)壁板類零件成形中。噴丸成形技術(shù)目前已在空客公司、波音公司發(fā)展為一類較為成熟的飛機(jī)壁板成形手段。德國KSA公司便利用噴丸成形技術(shù)所制造的Ari-ane5動(dòng)力模塊框架的錐形板為空客A380型飛機(jī)提供機(jī)身壁板。

二、鈑金生產(chǎn)成型技術(shù)類型

2.1板材充液成形技術(shù)

板材充液成形是利用液體作為傳力介質(zhì)代替剛性凸?；虬寄鬟f載荷，使板材成形到單側(cè)模具上的一種板料成形方法，根據(jù)液體介質(zhì)取代凹?；蛲鼓？梢苑譃槌湟豪詈鸵簤撼尚渭夹g(shù)。充液成形具有以下特點(diǎn)：成形極限高;成形零件精度高、回彈小、壁厚分布均勻;可成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件：只需單模，模具設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期短、適用于多品種少批量產(chǎn)品等。目前，運(yùn)載火箭等航天器對(duì)降低成本、快速生產(chǎn)的需求促進(jìn)了板材充液成形技術(shù)在航天產(chǎn)品上應(yīng)用的不斷發(fā)展。板材充液成形技術(shù)逐步成為航天薄壁零件制造的主流技術(shù)之一。

2.2脈沖成形技術(shù)

磁脈沖成形技術(shù)是一種加工金屬板材的高能、快速成形方法，利用電流在極短時(shí)間內(nèi)釋放的高能量使金屬變形并以很高的速度貼模來完成加工。磁脈沖成形技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：材料變薄率比常規(guī)方法均勻：可以大幅提高材料的塑性，試驗(yàn)表明采用磁脈沖成形的5A06板材延伸率可達(dá)到31.7%以上，翻邊系數(shù)達(dá)到0.76pJ;具有較高的過程可控制性，重復(fù)性好，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、機(jī)械化生產(chǎn)：適合多種材料管材的縮徑、脹形、擴(kuò)口、拉延，波紋管成形，板材的翻邊、沖孔以及常規(guī)沖壓方法難以成形的工件;磁脈沖成形只需要凹模或凸模，適合成形復(fù)雜或異型的零件，且模具易于制造，成本低。

三、鈑金成形技術(shù)在航空制造領(lǐng)域應(yīng)用

3.1SPF技術(shù)在航空制造領(lǐng)域中的應(yīng)用

首先，SPF技術(shù)是航空制造領(lǐng)域中的重要鈑金成形技術(shù)之一。SPF技術(shù)又稱超塑技術(shù)，是一種先進(jìn)的鈑金成形技術(shù)。這種鈑金成形技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)非常明顯，第一它的技術(shù)成本較低，應(yīng)用范圍比較廠泛，第二它的技術(shù)效果較好，能收獲較高的收益"。使用SPF技術(shù)，主要是對(duì)航空產(chǎn)品的制作材料進(jìn)行加工，將其打造成空心結(jié)構(gòu)。工作人員可以利用SPF技術(shù)把不同的鈑金零件進(jìn)行焊接組合，成為一個(gè)整體零件，再投入航空產(chǎn)品的制造中。在未應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)之前，工作人員需要把一個(gè)個(gè)細(xì)小的零件組裝在航空產(chǎn)品中，耗費(fèi)了大量的工作時(shí)間。在應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)之后，工作人員依靠科技進(jìn)行鈑金零件的組合，大大提高了工作效率。當(dāng)細(xì)小的鈑金零件組合成大型零件時(shí)，其整體結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生一定的變化。比如，零件的承載水平會(huì)更高，整體性能會(huì)更好等等。近年來我國的科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，對(duì)SPF的技術(shù)研究更加深入，工作人員應(yīng)用先進(jìn)的SPF技術(shù)，不僅能實(shí)現(xiàn)零件由小到大的轉(zhuǎn)換，更能擴(kuò)大材料的結(jié)構(gòu)層數(shù)，增強(qiáng)航空產(chǎn)品的抗破壞性能力。

3.2時(shí)效技術(shù)在航空制造領(lǐng)域中的應(yīng)用

時(shí)效技術(shù)是航空制造領(lǐng)域中的重要鈑金成形技術(shù)之一。應(yīng)用時(shí)效技術(shù)需要對(duì)金屬材料的性質(zhì)進(jìn)行分析，如果金屬材料不具備蠕變的特性，就無法把時(shí)效技術(shù)應(yīng)用在成形實(shí)驗(yàn)中。工作人員在應(yīng)用時(shí)效技術(shù)時(shí)要遵循一定的操作步驟：第一，工作人員要把鈑金材料進(jìn)行固定，并通過加熱來改變鈑金材料的形狀。第二，在鈑金材料已經(jīng)發(fā)生了變形之后，工作人員要進(jìn)行保溫工作。第三，工作人員結(jié)束保溫的程序，把鈑金材料的外部工裝去掉，使鈑金材料的形狀固定下來。時(shí)效技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)也很多，具體包括以下幾個(gè)方面：第一，時(shí)效技術(shù)的成形效果非常好，經(jīng)過時(shí)效技術(shù)作用的鈑金材料一般不會(huì)再發(fā)生形變。第二，時(shí)效技術(shù)的效率水平比較高，只需要經(jīng)過三個(gè)操作步驟即可完成鈑金材料的成形工作。第三，時(shí)效技術(shù)的工藝效果好，在時(shí)效技術(shù)的作用下，鈑金材料的抗腐蝕性明顯提高，而且質(zhì)量得到了優(yōu)化。第四，時(shí)效技術(shù)可以反復(fù)利用，而且操作相對(duì)簡單，可以節(jié)省航空制造的成本。

四、結(jié)語

隨著計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)的發(fā)展和新材料的開發(fā)與應(yīng)用，板料成形零件具有精度更高、重量更輕、強(qiáng)度更高、形狀更復(fù)雜、成形效率更快等優(yōu)點(diǎn)，并且降低了原材料和能源的消耗，縮短了開發(fā)周期，大大降低了成本制造成本。板料成形設(shè)備正朝著大型化、精密化、智能化、集成化、成套化、柔性化方向發(fā)展，同時(shí)兼顧節(jié)能、環(huán)保等方面。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱永勝，劉洋.先進(jìn)鈑金成形技術(shù)在航空制造領(lǐng)域應(yīng)用分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019，（34）：110-111.

（作者單位：沈陽沈飛集團(tuán)鋁業(yè)幕墻工程有限公司）