飞机超薄铝合金钣金零件成形技术

成形加工时，如果其变形量相对较大，材
钣金加工对设备的依赖性较强，新工 能减少人为搬运，进而有效降低钣金零件
料的受压缩部位就会出现不稳定的情况 艺、新技术的应用必须以先进的加工设备 上出现折痕等问题，以免钣金零件的质量
而导致出现起皱现象，甚至使材料出现断 作为依托，如钣金成形机、数控蒙皮拉伸 受到影响。
在环境状态不变的情况下，所使用的材料 行变形量的调整与消除，并且所应用的材 搬运过程中，稍不注意就会使材料或零件
厚度越小，其晶体内部晶格之间的滑动面 料厚度越小，其所产生的变形也会更加严 产生 " 马蹄印 " 的折痕。从领料到零件交
也会相应减少，此时材料将不会出现较大 重，且变形的消除将会更加困难。
材料具有较高的可成形特性。金属材料内 象的发生。在成形加工过程中，可以对操 提高，从而最大限度地减小了材料在成形
部晶体的晶格出现滑动会导致金属材料 作技术进行严格的规范与控制，如果出现 过程中因刚性不足和残余应力的变化而
出现塑性变形，如果晶格之间的滑动面较 轻微变形，可在后续加工中对零件的变形 引起的非变形区域的变形。
形的几率也会相应提升，这是导致冷加工 技术方面的创新和进步将受到严重制约， 题，进而提高超薄铝合金钣金零件的成形
出现变形的主要因素之一。在出现变形之 加工能力也将受到严重影响。
质量，以便于在保证飞机整体制造质量的
前，板材中所残留的残余应力大小是一致
2.降低热处理变形问题的发生率。 前提下，应用大量超薄铝合金钣金零件而
（作者单位：哈尔滨飞机工业集团有限责任公司 ）
是采用冶炼的方式制备而成，因此材料内 使用的设备较为陈旧或设备老化严重，设 并在加工前先进行材料的预拉伸处理，同
部会存在一定的残余应力，如其所含有的 备的性能和精度已减弱到了极限。如果不 时还应设计与应用叉车及搬运箱架系统，
残余应力较大，在加工过程中零件出现变 对这些设备进行更新换代，加工制造工艺 以此减少超薄铝合金材料出现变形的问
的残余应力。材料经拉伸变形后，在很大
由于材料具有一定的塑形变形特性， 在对钣金零件进行淬火时，由于热力 程度上消除了材料内部残余应力。同时，
利用这一特点可以实现金属材料的成形 作用会导致其内部结构发生变化，如果淬 材料经过变形产生了一定的冷硬化，使材
加工。材料的冷变形加工性能越强说明该 火操作技术不规范，将会导致零件变形现 料的刚性和抗屈服能力得到一定程度的
讨具有重要意义。
于超薄铝合金材料的刚性相对较小，在对 理，即将 M 状态材料在新淬火状态下，或
一、超薄铝合金材料成形过程中存在 钣金零件进行搬运时也会导致其上出现 用 CZ 料再经淬火后，通过蒙皮拉伸机使
问题的影响因素分析
明显的折痕。
材料产生一定拉伸变形，以消除材料内部
1.成形工艺性的影响。
3.热处理过程的影响。
裂，因此与厚板材料相比，超薄材料的成 机、数控折弯机、液压橡皮成形机等。在利
结语：在对飞机超薄铝合金钣金零件
形工艺性相对较低。
用先进设备的同时，结合材料的机械性 进行成形加工时，要采用科学的方式有效
2.材料性能的影响。
能，确定合理的工艺参数，辅以人工修形， 消除变形问题。应及时进行钣金设备的更
由于钣金零件制造时，所应用的材料 就能获得符合图纸尺寸要求的零件。如果 新，降低热处理过程中出现变形的现象，
多，其所产生的塑形变形量也会相应提 问题予以合理的修整，进而提升零件质
4.设计与应用叉车、搬运箱架系统。
升，因此金属材料就具有较好的成形工艺 量。然而如果是由于淬火等热处理问题而
由于超薄材料成形的钣金构件（特别
性，在制备结构复杂的零件时较易成形。 导致的变形或产生的变形过大，将无法进 是蒙皮构件）刚性太弱，抗屈服能力差，在
3.加强材料的预拉伸处理。
因此对飞机进行减重设计极为重要。对飞 易出现变形现象或者变形相对较小。在用
对材料进行预拉伸处理的目的主要
机内部结构进行减重是飞机减重的主要 超薄铝合金材料进行钣金零件制备时，由 有两方面：一是能在较大程度上消除材料
途径，基于此，可选用超薄铝合金材料进 于其材料厚度较小，刚性不足，因此难以 内部的残余应力，二是提高材料的刚性和
的，并且分布较为均匀，而一旦板材出现
热处理过程中，因材料内部组织的改 有效降低飞机的重量。
变形，其中所存在的残余应力大小将会发 变引起的变形是无法避免的，而因操作方
生变化，并且应力分布的平衡会被打破， 法不当引起的变形是可以控制的，因此，
进而在钣金零件变形后会出现鼓动或边 在超薄材料零件热处理过程中，应摸索一
行飞机钣金零件的制备，进而使飞机的整 有效抵御变形问题的发生。在残余应力作 抗屈服强度。目前国内尚无预拉伸薄板材
体自重得以有效降低。基于此，本文对飞 用下，一旦应力发生变化，将会导致钣金 料的生产厂家，只能将材料通过蒙皮拉伸
机超薄铝合金钣金零件成形技术展开探 零件发生变形，且变形极为严重。此外，由 机在单曲度很小的模胎上进行预拉伸处
飞机超薄铝合金钣金零件成形技术
◎吕知先
在无人机设计与制造过程中，为了增 缘松动等问题，如钣金零件的制备材料相 套正确的操作方法，使零件热定 对较厚，其具有较大的刚性，对变形具有 变形达到最小，以便于消除。
重量的机载设备，需要降低飞机的自重， 一定的抵抗能力，在残余应力的作用下不
技术探讨与推广
技术协作信息
在飞机制造当中通常需要大量的钣金零件，在制备蒙皮零件利用超薄铝合金材料可有效降低零件的重量，然 而对此种材料进行加工时对成形技术的工艺要求相对较高。基于此，本文分析了超薄材料加工成形中存在问题的 影响因素，并对提高飞机超薄铝合金钣金零件成形技术的具体对策展开了探讨，以期提升超薄铝合金钣金零件的 质量，进而实现飞机自重的有效降低。
付之间的所有环节都要由人工进行搬运
的变形，因此此种材料的成形工艺性会明
二、提高飞机超薄铝合金钣金零件成 和装卸，难免不出意外。因此，为了减少材
显下降，因此在制备外形结构简单的零件 形技术的有效对策
料在加工过程中和零件交付搬运时的问
时可使用超薄材料。在应用超薄材料进行
1.及时更新钣金成形设备。
题，应建立手动叉车、搬运箱架系统，尽可