介绍了钣金成形技术的发展和精密钣金成形技术的应用,并对精密银金成形技术过程中的关健技术和发展方向进行了分析。 {e4`D1B
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1 引言 3*9<JHu
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在航空工业中,钣金零件是组成现代飞机机体的主要部分,约占飞机零件总数量的70%,制造工作量约占整架飞机劳动量的15%,并有品种多数量少,结构复杂、外廓尺寸大、刚性小等特点,直接影响飞机整机质量和生产周期。 ~ow_&ftlo
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钣金件分为直线型弯曲件和复杂型面零件。对于直线型弯曲件目前采用多处理机数控系统的压弯机已占主流,可自动而连续地对后挡架和滑块位置进行测量,与给定值进行比较以便校正,并可利用数控系统预选油缸油压,可调节后挡架的运动速度且可自动编程。对于复杂型面零件的成形较为复杂,其成形设备有蒙皮拉形机、型材拉弯机和喷丸成形机。蒙皮拉形机的固有难题是确定适量的预拉力,其值应在材料屈服强度和极限强度之间,否则会过早地出现金属疲劳。 AW;"` ].
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精密钣金成形技术常用的方法有橡皮囊液压成形、数控蒙拉、型拉、滚弯成形技术、超塑成形/扩散连接技术及冲击成形技术。这些技术已被广泛应用于飞机制造中并成为钣金成形的传统成形方法。其中超塑成形技术的应用是钣金成形的一个飞跃,其应用机种有F-15B,EAP,EFA,ATF,F-SEIF,B-1B及狂风战斗机等,其应用的材料也从钦合金发展到铝铿合金和铝合金。70年代起,英国Alcan,美国Acoa和法国的Penchiney等公司以及前苏联投人大量人力和物力研制并开发铝铿合金成形技术。在国外,铝锉合金构件从80年代中、后期开始小批量在飞机上试用,应用范围逐渐扩大,应用机型有F-15B, EAP,EFA,F-22,F-SE/F,B-1B等等,应用的部位有机身框架、襟翼翼肋、电子设备盖板、飞机前舱、垂直安定面、整流罩、发动机通道门、飞机检修舱门及一些壁板件,获得了显著的经济效益。 p`ai2`qC`
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2精密钣金成形技术 YK Nz[x$|
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精密钣金成形技术是将金属板料、型材、管材等半成品,利用材料的可塑性,在不产生切削的情况下制成各种薄壁零件的加工技术。成形工艺是与成形时所用机床设备和工艺装备(模具等)密切相关的。该技术的开发不仅提高钣金工艺技术水平,而且提高钣金零件成形质量和提高钣金机械化自动化水平,减少手工劳动量。其研究范围包括:飞机钣金成形变形量自动控制技术研究;超塑成形/扩散连接结构工艺和检测方法研究;机翼整体壁板喷丸强化技术研究;钣金柔性制造系统的研究等。钣金零件加工的特点主要是飞机的结构特点和生产方式决定的。钣金零件构成飞机机体的框架和气动外形,零件尺寸大小不一,形状复杂,选材各异,产量不等,品种繁多。大型飞机约3}5万项钣金零件,而其中的个别项目只有一两件。另外,零件有较复杂的外形,严格的重量控制和一定的使用寿命要求,并且对成形后零件材料的机械性能有确定的指标,与其它行业的钣金零件相比技术要求高,加工难度大。其加工方法除采用传统方法外,还有本行业独特的工艺技术。就技术水平而言,从手工操作、半机械化直到柔性制造系统,加工难度差异很大。 _]W
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2.1超塑成形技术(SPF) -gZI^EII
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按照实现超塑性的条件(组织、温度、应力状态等)分类,主要有3类超塑性:细晶超塑性、相变超塑性和其它超塑性。而实际生产中应用最广泛的是细晶超塑性,获取这种超塑性除了要求材料具有等轴细晶组织和优异的热稳定性以外,还须满足两个条件:变形温度T>Tm(Tm为材料熔点温度,以绝对温度表示);应变速率低(10-0} 10-'s协。SPF技术有3种基本成形方法,即阴模成形、区域成形和阳模成形,其中应用最普遍的是阴模和区域成形。阳模成形需要专用设备,其生产的零件壁厚比较均匀。阳模成形方法实际仁是将超塑性气压成形的方法与拉伸成形的工艺结合起来,得到的深腔板成形件腔底与腔壁的壁厚差很小,对气瓶类零件的成形加工具有独特的技术优势。 Jybx'vZj
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2.2超塑成形/扩散连接组合工艺 8w &