先進鈑金成形技術在航空制造領域應用分析

屈春英

摘要：我國的科學水平不斷提高，航空制造的機械化水平也越來越高。在航空制造領城中，先進鈑金成形技術是一項重要的技術。將先進鈑金成形技術應用在航空制造領域，可以提高航空制造的生產效率，收獲良好的應用效果，因此該技術得到了航空領城的廣泛重視。本文將具體探討先進鈑金成形技術在航空制造領城的應用，希望能為相關人士提供一些參考。

關鍵詞：先進鈑金成形技術;航空制造領城;應用

鈑金成形工藝在航空制造領域發(fā)揮著重要作用，伴隨航空制造行業(yè)不斷發(fā)展，產品需求也隨之不斷產生變化，對新一代鈑金零件也提出更高要求如性能高、強度高及質量輕等。因此，要求相關人員須不斷探索、研發(fā)新裝備、新工藝、新材料，并將產品生產周期縮至較短，以此實現(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域為一項重要零件，在飛機機體構成中占據重要比重，約為70%，飛機整體制作勞動量中零件制作約占15%，且具備零件種類多、剛性小及結構復雜等特點，對飛機生產周期、飛機整體質量可產生直接影響。鈑金零件主要分為直線型彎曲件及復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數控系統(tǒng)壓彎機，可不間斷且自動的對滑塊位置、后擋架等位置予以測量，并同所給出予以比對，便于自動校正。預選油缸油壓時可利用數控系統(tǒng)進行預選，同時也可實現(xiàn)對后擋架運行速度的調節(jié)，完成自動編程工作。此外，復雜型面零件的成形工藝復雜性較高，蒙皮拉形機及噴丸成形機等為主要設備。蒙皮拉形機使用關鍵點在于，需保障預拉力適中，預拉力值須處于材料極限強度、屈服強度間，反之，將會過早產生金屬疲勞現(xiàn)象。其中噴丸成形技術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生塑性變形，進而延伸，促使板材彎曲成形制作所需外形的一類成形方式，此成形方式多應用至飛機壁板類零件成形中。噴丸成形技術目前已在空客公司、波音公司發(fā)展為一類較為成熟的飛機壁板成形手段。德國KSA公司便利用噴丸成形技術所制造的Ari-ane5動力模塊框架的錐形板為空客A380型飛機提供機身壁板。

二、鈑金生產成型技術類型

2.1板材充液成形技術

板材充液成形是利用液體作為傳力介質代替剛性凸模或凹模傳遞載荷，使板材成形到單側模具上的一種板料成形方法，根據液體介質取代凹模或凸模可以分為充液拉深和液壓成形技術。充液成形具有以下特點：成形極限高;成形零件精度高、回彈小、壁厚分布均勻;可成形復雜結構零件：只需單模，模具設計生產周期短、適用于多品種少批量產品等。目前，運載火箭等航天器對降低成本、快速生產的需求促進了板材充液成形技術在航天產品上應用的不斷發(fā)展。板材充液成形技術逐步成為航天薄壁零件制造的主流技術之一。

2.2脈沖成形技術

磁脈沖成形技術是一種加工金屬板材的高能、快速成形方法，利用電流在極短時間內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。磁脈沖成形技術具有以下優(yōu)點：材料變薄率比常規(guī)方法均勻：可以大幅提高材料的塑性，試驗表明采用磁脈沖成形的5A06板材延伸率可達到31.7%以上，翻邊系數達到0.76pJ;具有較高的過程可控制性，重復性好，可以實現(xiàn)自動化、機械化生產：適合多種材料管材的縮徑、脹形、擴口、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，適合成形復雜或異型的零件，且模具易于制造，成本低。

三、鈑金成形技術在航空制造領域應用

3.1SPF技術在航空制造領域中的應用

首先，SPF技術是航空制造領域中的重要鈑金成形技術之一。SPF技術又稱超塑技術，是一種先進的鈑金成形技術。這種鈑金成形技術的優(yōu)點非常明顯，第一它的技術成本較低，應用范圍比較廠泛，第二它的技術效果較好，能收獲較高的收益"。使用SPF技術，主要是對航空產品的制作材料進行加工，將其打造成空心結構。工作人員可以利用SPF技術把不同的鈑金零件進行焊接組合，成為一個整體零件，再投入航空產品的制造中。在未應用這項技術之前，工作人員需要把一個個細小的零件組裝在航空產品中，耗費了大量的工作時間。在應用這項技術之后，工作人員依靠科技進行鈑金零件的組合，大大提高了工作效率。當細小的鈑金零件組合成大型零件時，其整體結構會發(fā)生一定的變化。比如，零件的承載水平會更高，整體性能會更好等等。近年來我國的科學技術不斷發(fā)展，對SPF的技術研究更加深入，工作人員應用先進的SPF技術，不僅能實現(xiàn)零件由小到大的轉換，更能擴大材料的結構層數，增強航空產品的抗破壞性能力。

3.2時效技術在航空制造領域中的應用

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

四、結語

隨著計算機數字控制技術的發(fā)展和新材料的開發(fā)與應用，板料成形零件具有精度更高、重量更輕、強度更高、形狀更復雜、成形效率更快等優(yōu)點，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，同時兼顧節(jié)能、環(huán)保等方面。

參考文獻：

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

（作者單位：沈陽沈飛集團鋁業(yè)幕墻工程有限公司）