飞机钣金加工工艺
复杂薄壁航空整体钣金件的液压成型工艺
◎黄旭（作者单位：哈尔滨飞机工业集团有限责任公司）复杂薄壁航空整体钣金件的液压成型工艺以往在进行航空板材的生产制造时，主要采用人工操作的方法，这种制造工艺不但无法保证整体的工作效率，板材的精准度也无法得到保证。
在当前的发展环境中，加强自动化建设是行业的必然发展趋势，将自动化技术应用到板材制造中，成型工艺也得到了提升，液压成型工艺就是其中一种，具有投入成本低、生产周期短、精确性良好等特点，具有良好性能，可以满足复杂薄壁航空整体钣金件的加工制造要求，因此，加强对成型工艺的研究具有一定的现实意义。
一、液压成型工艺特点液压成型工艺在应用期间，主要是用液体辅助成型。
在拉伸成型的过程中，向模型中添加液体，对其施加压力，让液体与模具更加紧密，对存在的空隙进行有效控制，确保材料加工的精准性，液体在使用期间还起到了润滑效果，便于材料成型，对摩擦力进行有效控制，帮助材料达到最好的效果，还可以避免液压拉伸过程中出现缺陷问题，有效提高了成型质量和效率。
液体在应用过程中具有良好的应用优势，在减小摩擦力的同时，也可以起到一定润滑作用，可以帮助板材快速成型，不用进行反复加工，效率得到了显著提升，企业的加工制造成本也得到了控制，板材的精确度有所保障，满足当前航空领域整体结构的加工需求，使其在实际应用时具有良好的焊接效果。
在实际应用液压成型工艺时，复杂薄壁航空整体钣金件成型，液压压力比较大，也会对凸模的向下作用产生一定的阻力，这就需要保证设备的重量，而且该项工艺的应用对密封技术有着较高要求，直接关系到板材的成型质量，这就需要保证液体充足，在添加液体的过程中，也会对整体的加工效率造成影响。
二、复杂航空整体钣金件液压成型的工艺分析1.成型工艺分析。
钣金件为曲面保护罩，使用材料为铝镁合金，厚度1mm，保护罩设计长度118mm，宽为160mm，深度60mm，沿周为20mm 法兰，保护罩端面为混合曲面。
由于零件的拉伸高度为0.5，经分析，成型过程中主要存在以下困难：板料比较薄延展性较差；转角一次成形困难，会出现起皱或破裂问题；曲面模具设计具有一定难度；三维曲面设计需不断进行试验，成本控制和制造周期存在难题，曲面薄壁板材的焊接加工存在困难。
飞行器钣金和铆装技术
飞行器钣金和铆装技术飞行器钣金和铆装技术是航空工程领域中重要的技术之一。
钣金工作是指用薄板金材料制造飞行器零部件的过程，而铆装工作是在钣金工作完成后用铆钉将各个零部件连接起来的过程。
本文将从以下几个方面展开讨论。
一、钣金技术钣金是指通过各种冲压、折弯、裁剪、压铸、拉伸等工艺对飞行器金属薄板进行成形。
飞行器钣金在制造过程中需要考虑多种因素，如轻量化、大小、强度等。
常见的钣金材料有铝合金、钛合金、锌合金、镁合金等。
其中，铝合金由于重量轻、耐腐蚀、加工性能好等特点，成为了航空工程领域中使用最广泛的材料之一。
钣金过程可分为以下几个步骤：1.设计：根据零部件的功能和彩图，设计出对应的模具，并结合材料特性和其他相关影响因素，进一步完善设计方案。
2.裁剪：将原材料按照尺寸要求进行切割，并计算出合适的裁剪量和裁剪方式。
3.冲压：将钣金加工成需要的形状，采用压力为材料施加外力，使其沿着模具形状变形而成。
冲压是钣金工艺中最常见的方法之一，可用于形状简单的零部件和大量生产的零部件。
4.折弯：将冲压好的零部件按照要求在指定位置折弯成形。
折弯通常需要在钳子、压辊或机械卷曲器中进行。
5.进一步加工：涵盖了打孔、切割、铣削等加工过程，根据零部件的需求将其进一步加工成所需的形状。
二、铆装技术铆装技术是将钣金成品组成的过程。
在飞行器钣金制造完成后，需要将各个零部件通过铆钉等连接件连接起来，形成整个飞行器的机身或部分机身。
铆钉作为连接件使用时需要经过以下几个步骤：1.钻洞：在需要连接的钣金零部件上钻相应的洞。
钻孔通常在整个过程中是最关键的环节之一。
专业的钻孔设备可以保证孔径尺寸和距离的精确量度。
2.调整：将所有零部件加工完成后，需要将其进行调整。
调整主要是通过螺栓、螺母进行的。
调整后的零部件可以保证在铆装过程中的位置相对稳定。
3.铆接：将铆钉插入洞中，然后在反面用铆钉枪将铆钉固定或穿过所有零件并固定。
铆钉连接通常具有以下几个特点：1.强度高：铆钉连接可以提供强大的力学性能，确保飞行器零部件的固定和连接。
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，
飞行器钣金成型工艺
) −δ
0
d
) ± δd ) ± δd
第三章 冲裁
冲孔
1.A类尺寸 Aip = ( Amin + x )−δ 2.B类尺寸 Bip = ( Bmax − x p 3.C类尺寸 C0+ 时 C = ( C + 0.5 ) ± δ （1）零件尺寸 p p 0 （2）零件尺寸 C− 时 C p = ( C − 0.5 ) ± δ p （3）零件尺寸C ± ' 时 C p = C ± δ p
0
d = 22±0.14mm e = 15 −0.12 mm 板料厚度t=1mm，材料为10号钢。试计算 冲裁件的凸模、凹模刃口尺寸及制造公差。
0
解：该冲裁件属落料件，选凹模为设计基准件，只需要计算落料 凹模刃口尺寸及制造公差，凸模刃口尺寸由凹模实际尺寸按间隙 要求配作。 由表查得： Z min = 0.05mm， Z max = 0.07 mm
D p = ( Dd − Z min )−δ = (35.69 − 0.04)0 0.016 mm = 35.650 0.016 mm − −
0
p
2
=18±0.25×0.09 = (18±0.023)mm
校核：0.016 + 0.025 = 0.04 > 0.02（不能满足间隙公差条件） 因此，只有缩小，提高制造精度，才能保证间隙在合理范围内， 由此可取： δ p ≤ 0.4(Z max − Z min ) =0.4×0.02=0.008mm δ d ≤ 0.6(Z max − Z min ) =0.6×0.02=0.012mm
第三章 冲裁
第四节 冲裁工艺计算
冲模压力中心的确定
模具的压力中心： 冲压力合力的作用点。
第2章-飞机钣金零件成型工艺方法
14
剪 裁 过 程
15
圆角区，剪刃压迫板料，使之发生弯曲 变形 剪断区，表面光亮，说明当上剪刃挤压 板料时，曾迫使板料发生塑性变形
剪裂区，无光泽，属剪裂 揉压区，下剪刃压迫板料产生的塑性变 形 16
剪裁质量指标
剪裁质量指标主要有三个： ——截面光滑无毛刺 ——尺寸准确 ——外表平整 上下刃间隙对剪裁后毛料断面质量、尺寸精度和剪裁力
10
2.2.1 剪裁
剪裁是下料方法中最经济的一种方法。因此，钣
金件应尽可能设计成能用剪切下料法来制造。用于 制造平板零件及毛料的剪裁设备有：
—— 龙门剪床（包括平口剪床和斜口剪床）
—— 闸刀剪床 —— 圆盘剪床 —— 振动剪床
11
龙门剪是利用上下刀
片作为刃具，将板料裁 成条料或直线外形组成
的简单零件和毛料。
12
飞机制造厂常用龙门剪的最大宽度可达7m，剪裁板料厚度由2～
20mm，按照板料厚度及宽度选用不同型号的剪床．龙门剪床下料时，
其经验准确度一般±0.5mm 左右。
13
剪裁过程
理想的剪裁过程是使材料由于纯剪切而断裂为二，但实 际上，情况较复杂，可以将其分为三个阶段：
１）弹性变形阶段———这时上剪刃下降，使板料发生压缩和弯 曲，材料中应力尚未超过弹性极限。 ２）塑性变形阶段———这时上剪刃进一步压入板料，材料的纤 维发生强烈的弯曲和拉伸。在这阶段，刃口附近的应力逐渐 达到材料的极限抗剪强度。 ３）剪离阶段———这时上、下刃口附近材料出现微小裂纹，当 裂纹迅速扩张，以至上下相交时，材料就断裂为二。
18～20MN 、工件长达 16m的大型压弯机。
压弯机在钣金设备中，是较早实现NC和NC控制
的。为适应多品种零件的生产，它已发展为柔性制
飞机钣金加工工艺
飞机钣金加工工艺钣金工艺就是把板材、型材、管材等毛料，利用材料的塑性，主要用冷压的方法成形各种零件，另外还包括下料和校修。
飞机钣金制造技术是航空航天制造工程的一个重要组成部分，是实现飞机结构特性的重要制造技术之一。
现代飞机的壳体主要是钣金铆接结构，统计资料表明，钣金零件约占飞机零件数量的50%，钣金工艺装备占全机制造工艺装备的65%，其制造工作量占全机工作量的20%。
鉴于飞机的结构特点和独特的生产方式决定了飞机钣金制造技术不同于一般机械制造技术。
一．飞机钣金零件的基础知识1.1 钣金零件分类1.1.1按飞机钣金零件结构特征分类飞机钣金零件有蒙皮、隔狂、壁板、翼肋、导管等。
1.1.2 按飞机钣金零件材料品种分类飞机钣金零件基本上可分为型材零件、板材零件和管材零件三大类，每类材料零件又可进一步细分：（1）型材零件：压下陷型材、压弯型材、滚绕弯型材、拉弯型材、复杂形型材；（2）板材零件：平板零件、板弯型材零件、拉深零件、蒙皮成形零件、整体壁板、落压零件、橡皮成形零件、旋压零件、热成形零件、爆炸成形零件、超塑性成形零件、超塑性成形和扩散连接零件、局部成形零件。
（3）管材零件：无扩口弯曲导管、扩口弯曲导管、滚波卷边弯曲导管、异形弯曲导管、焊接管。
因为飞机钣金零件形状复杂，数量庞大，板材零件相对较多，现做飞机钣金零件分类图如图1.1所示。
图1.1 飞机钣金零件分类1.2 钣金零件加工路线成千上万的钣金零件，制造方法多种多样，但它们的加工路线基本相同，一般都要经过如图1.2几个环节：图1.2 钣金件加工路线下料：裁剪（剪床）、铣切（铣床）、锯切和熔切。
成形：弯曲、拉深、旋压等。
热处理：粉末喷涂、表面氧化等。
1.3 钣金零件变形的基本特点钣金零件的种类繁多，形式各异，成形方法多种多样，但最基本的变形方式不外乎是弯曲、翻边、拉深、局部成形（或膨胀）。
板料成形时，材料的变形区往往是以上几种基本变形方式的复杂组合。
因此，当分析一个具体的钣金零件时，一方面必须将不同变形性质的部分加以明确区分，利用弯曲、翻边、拉深、局部变形等基本变形方式，作为分析零件变形特点的主要依据；另一方面还必须注意它们之间的相互联系，不能将不同变形性质的部分作为一个个单纯的基本变形方式孤立看待。
飞机钣金零件成型工艺及设计分析
飞机钣金零件成型工艺及设计分析◎吕知先（作者单位：哈尔滨飞机工业集团有限责任公司）在飞机机体制造当中，钣金零件的应用率较高，是所应用零件总量的七成左右。
在具体应用过程中，所应用到的钣金零件种类繁多，且每种只需要应用极少的数量，同时钣金零件尺寸较大，刚性相对较小，易出现变形问题。
如该零件的质量不合格，不仅会对整个飞机的质量产生影响，也会使飞机制造工作延后，因此，必须合理进行钣金零件的设计，严格控制其加工工艺，以提高该零件的加工质量。
一、飞机钣金零件类别分析钣金零件是指通过钣金加工，即金属毛料通过手工或模具施加压力而产生塑性变形，达到所希望形状和尺寸而形成的零件。
按照原材料供应状态的不同，飞机钣金零件可分为挤压型材零件、板材零件及管材零件，分别由型材、薄板及管材通过相关成型工艺制作而成。
挤压型材零件主要适用于长桁、缘条、梁、支柱、连接角片类型材零件，按照型材原材料及零件特征，制造时可按照自身工艺能力选择闸压、滚弯、绕弯及拉弯工艺中的一种或几种进行。
板材零件主要适用于平板、蒙皮、框肋、口盖及整体壁板等类型零件，其主要成型工艺有闸压、液压、滚压、拉形及型辊成型。
管材零件主要适用于液压系统、氧气系统、燃油系统、空调系统中使用的各种导管以及部分管材结构零件。
钣金零件主要成型及制造方法包括冲切、剪切、铣切、闸压、液压、滚压、绕弯、拉弯、拉形及型辊成型。
二、钣金零件的设计要求分析在设计飞机钣金零件时，要重点对该零件的使用性能进行分析，了解使用时所需的强度值，对抗疲劳以及抗腐蚀方面的特性需求加以分析，进而根据这些需求而进行制备材料的选择，同时还要对所选材料是否较易成型纳入考量，此外，要对供应商的材料供应种类、材料规格以及其自身的设备加工能力进行详细分析，考虑到材料自身的性能特点以及应用中的热处理状态，还要合理进行零件构型的分析，进而综合这些因素而进行钣金零件的设计，尽量将之设计成可用多种成型方式进而制备的零件。
1.设计过程中的材料要求。
飞机钣金管子加工课件
03
飞机钣金管子的加工技 术
弯曲技术：热弯、冷弯等
热弯技术
通过加热管子至一定温度，使其软化并易于弯曲。热弯技术适用于大型或形状 复杂的管子，但需要严格控制温度和弯曲过程，以避免管子变形或破裂。
冷弯技术
在常温下通过机械或液压方式弯曲管子。冷弯技术适用于小型或形状简单的管 子，但需要使用高强度的材料和精确的弯曲工具，以确保管子的形状和尺寸精 度。
其他加工技术：打标、涂装等
打标技术
在管子上刻印标识、编号或图案，以便于识别和管理。打标技术可以采用机械或激光方式进行，但需要使用高精 度的打标设备，以确保标识的清晰度和准确性。
涂装技术
在管子表面涂覆防腐、防锈或装饰性涂层。涂装技术可以采用喷涂、刷涂或电镀等方式进行，但需要使用高附着 力和耐候性的涂料，以确保涂层的持久性和可靠性。
重要性
飞机钣金管子是飞机结构中的重要组 成部分，其加工质量直接影响到飞机 的性能和安全性。
飞机钣金管子加工的工艺流程
下料
根据设计图纸要求，使用切割 设备将金属板材切割成所需形
状和尺寸。
弯曲
将切割好的金属板材通过弯曲 设备进行弯曲，使其形成所需 的管子形状。
焊接
将管子的各个部分进行焊接， 确保其连接牢固。
焊接技术：熔焊、钎焊等
熔焊技术
通过加热至熔化管子的端部，然后将其与另一段管子连接起来。熔焊技术适用于 各种材料和厚度，但需要高技能焊工和焊接设备，以确保焊接质量和强度。
钎焊技术
使用比管子熔点低的金属作为填充材料，将管子连接起来。钎焊技术适用于薄壁 或异种材料的管子，但需要使用特殊的钎料和焊接设备，以确保焊接质量和强度 。
检测
对加工完成的管子进行质量检 测，确保其符合设计要求。
飞机钣金零件成型工艺及设计李杰
飞机钣金零件成型工艺及设计李杰发布时间：2021-09-29T06:50:08.291Z 来源：《防护工程》2021年14期作者：李杰王启恒何金萍朱丽汪海峰[导读] ：飞机钣金工艺区别于一般机械制造的工艺，飞机钣金零件构成飞机机体框架、气动外形，在实际运用过程中零件尺寸大小不一、形状复杂材质需求不同，种类繁多，而且零件有相对复杂的外形，必须在使用过程中严格控制重量和使用寿命。
从当前的实际情况来看飞机钣金零件的生产对技术要求非常高，加工难度也非常大。
在飞机金属零件制造生产的过程中可以将零件生产划分为钣金零件加工、机械加工两种。
李杰王启恒何金萍朱丽汪海峰沈阳飞机工业（集团）有限公司辽宁省沈阳市 110850摘要：飞机钣金工艺区别于一般机械制造的工艺，飞机钣金零件构成飞机机体框架、气动外形，在实际运用过程中零件尺寸大小不一、形状复杂材质需求不同，种类繁多，而且零件有相对复杂的外形，必须在使用过程中严格控制重量和使用寿命。
从当前的实际情况来看飞机钣金零件的生产对技术要求非常高，加工难度也非常大。
在飞机金属零件制造生产的过程中可以将零件生产划分为钣金零件加工、机械加工两种。
和其他加工相比钣金零件加工拥有高强度、易加工、轻量化等优势，因此得到广泛运用。
关键词：飞机零部件；钣金零件；成型工艺；设计在飞机零部件的生产中钣金零件成型就是使用钣金工艺加工生产，在零部件加工生产的过程中使用手工或者是模具施加压力让材料发生塑性形变，最终形成既定尺寸、形状，打造新的零部件。
但是市场上供应商不同，供应原料也存在差异，因此可以将其划分为不同零件板材的部件，对应不同的生产工艺。
在飞机零部件中钣金零件占全部零件的50%以上，作为航空制造的重要组成部分，理应受到重视。
1.飞机钣金零件的生产工艺钣金零件比较复杂，占据了飞机大量零部件，在成型中必须选择合适的工艺方式，必须考虑机床设备的加工能力是否满足飞机钣金零件的结构尺寸、造型、成型压力各方面，因此在实际设计当中需要从几个方面去考虑，比如机床台面尺寸大小。
飞机钣金管子加工课件
对成型后的管子进行矫直、修整 等后处理，以提高管子的质量和 外观。
质量检测技术
尺寸检测
采用测量工具对管子的尺寸进 行检测，确保管子的尺寸精度
符合要求。
外观检测
通过目视、触摸等方式对管子 的外观质量进行检测，确保管
子的表面质量符合要求。
性能检测
根据管子的材质和用途，进行 相应的性能检测，如拉伸、弯 曲、冲击等，以确保管子的机
飞机钣金管子加工课件
目录 CONTENT
• 飞机钣金管子加工概述 • 飞机钣金管子加工流程 • 飞机钣金管子加工技术 • 飞机钣金管子加工案例分析
01
飞机钣金管子加工概述
飞机钣金管子加工的定义与特点
定义
飞机钣金管子加工是指通过一系列的 机械和热加工工艺，将金属板材和管 材加工成飞机上所需的钣金零件和管 件的过程。
运输与存储
合理安排运输方式和存储地点，确保 管子在运输和存储过程中不受损伤。
03
飞机钣金管子加工技术
模具设计技术
模具设计原则
根据管子的形状、尺寸和材料特性，设计合 理的模具结构，确保加工过程的稳定性和准 确性。
模具材料选择
根据管子的材质和加工要求，选择合适的模具材料 ，以保证模具的耐用性和加工精度。
割、等离子切割等。
弯曲
通过弯曲机或其他设备，将材 料弯曲成所需的形状和角度。
拼接与焊接
将多个零件拼接或焊接在一起 ，形成完整的钣金管子。
去毛刺与打磨
去除管子表面的毛刺和焊缝， 并进行打磨，提高表面质量。
质量检测与控制
尺寸检测
使用测量工具对管子的尺寸进行测量，确保 符合设计要求。
强度检测
对管子进行拉伸、压缩等试验，检测其力学 性能是否达标。
航空鞍形钣金件加工方法及应用阐述
航空鞍形钣金件加工方法及应用阐述随着航空产业的不断发展和经济的快速增长，越来越多的飞行器需要使用高质量的航空鞍形钣金件。
鞍形钣金件主要用于飞机滑油箱、燃料箱、机翼、尾翼、舵面等部位。
由于鞍形钣金件的加工难度大、精度要求高，因此如何有效地加工鞍形钣金件成为业内人士关注的焦点。
本文将针对航空鞍形钣金件加工方法和应用进行阐述。
一、航空鞍形钣金件加工方法航空鞍形钣金件的加工主要包括下列几个方面：1、材料选择航空鞍形钣金件的加工材料通常选用高强度、高耐蚀和高温抗氧化的材料，如铝合金、钛合金、不锈钢等。
材料选择对加工工艺和成本影响很大，因此在选择材料时应综合考虑材料性能、加工能力和经济性。
2、图纸设计和加工工艺分析图纸设计和加工工艺分析是航空鞍形钣金件加工的重点。
要根据产品的功能、使用环境、制造标准和工艺要求等综合因素制定加工方案。
具体来说，应确定加工余量、模具尺寸、成形顺序和成形工艺等关键参数，确保加工高度精度和一致性。
3、切割和成形航空鞍形钣金件的切割和成形是一项复杂的加工过程。
切割方式一般采用氧、氮气和水刀切割等方式。
成形方式主要包括拉伸成形、旋压成形、液压成形等方式。
在成形时一定要注意加工精度，避免出现成形误差。
4、清洗和表面处理清洗和表面处理是航空鞍形钣金件的最后一道工序。
清洗是为了去除产品表面的杂质和油脂，保证表面的洁净度。
表面处理可以选择阳极氧化、电镀、喷涂等方法。
表面处理的主要目的是提高产品的耐腐蚀性和外观质量。
二、航空鞍形钣金件的应用航空鞍形钣金件是航空产品中不可或缺的组成部分。
主要应用于以下几个方面：1、机身结构航空鞍形钣金件主要应用于机身结构中。
机身结构主要由机身框架、舱壁和机翼等部分组成。
鞍形钣金件可以使机身的空气动力性能更加完善，并增加结构的稳定性和强度。
2、机翼和尾翼机翼和尾翼是飞机的重要部件，需要使用高质量的鞍形钣金件。
鞍形钣金件的应用可以使机翼和尾翼的结构更加紧密，增加飞机的稳定性和安全性。
飞机钣金零件成型特点和方法
2.2.1 剪裁
剪裁是下料方法中最经济的一种方法。因此，钣 金件应尽可能设计成能用剪切下料法来制造。用于 制造平板零件及毛料的剪裁设备有：
—— 龙门剪床（包括平口剪床和斜口剪床） —— 闸刀剪床 —— 圆盘剪床 —— 振动剪床
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龙门剪是利用上下刀 片作为刃具，将板料裁 成条料或直线外形组成 的简单零件和毛料。
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飞机制造厂常用龙门剪的最大宽度可达7m，剪裁板料厚度由2～
20mm，按照板料厚度及宽度选用不同型号的剪床．龙门剪床下料时，
其经验准确度一般±0.5mm 左右。
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剪裁过程
理想的剪裁过程是使材料由于纯剪切而断裂为二，但实 际上，情况较复杂，可以将其分为三个阶段：
１）弹性变形阶段———这时上剪刃下降，使板料发生压缩和弯 曲，材料中应力尚未超过弹性极限。
剪裁、铣切及冲裁
平板零件在飞机结构中所占比重并不大，但考虑到由金属 板料制成的零件，有80%以上皆需先经过裁成毛料工序， 所以改进裁料工作，提高材料利用率对于飞机制造具有重 大意义。
飞机结构中平板零件、零件展开料或毛料按其外形轮廓可 分为三类：直线轮廓件、曲线或线性组合件与小冲压件。 不同类型平板零件可采用不同的设备和工艺方法成形。
2
2.1 飞机钣金工艺概述
钣金成形（sheet metal forming）：钣金零件成形是对薄板、 薄壁型材和薄壁管材等金属毛料施以外力，使毛料在设备和 模具作用下产生变形内力，此变形内力达到一定数值后，毛 料就产生相应的塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和性能 的零件的加工方法。
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飞机钣金零件
板 弯 深 皮 体 压 压 成 皮 炸 SPF/D 部
零 型 零 成 壁 零 零 形 成 成 B成形 成
飞机钣金零件的冲压加工工艺设计
飞机钣金零件的冲压加工工艺设计摘要：飞机钣金零件加工技术对于飞机钣金零件加工应用有非常重要的作用，一定程度上关系到飞机零件的加工技术效果，所以进行技术分析中，更应该做好对相关技术的管控，提升零件加工效果。
本文笔者针对飞机钣金零件冲压加工工艺进行综合优化设计，并且进行加工中，更可以落实好加工技术应用效果，确保技术更加合理，提升加工质量。
本文研究了飞机钣金零件冲压加工技术原理，并对加工技术要点进行分析，同时以飞机托架冲压加工为例，总结了飞机托架钣金零件加工工艺要点。
关键字：飞机；钣金零件；加工工艺飞机是现代交通运行重要的交通工具，由于飞机本身是高性能的飞行装置，所以在飞机冲压零件运行过程中，应该落实好飞机零件的高精度加工，采用冲压加工工艺能够实现对飞机钣金零件的有效加工，实现对飞机零件的综合加工控制，确保加工技术应用更加合理，提升飞机的综合加工应用效果。
飞机钣金零件加工过程中，选择应用冲压加工工艺十分关键，要求进行零件加工中，落实好加工技术效果管控，提升加工质量。
1.冲压加工工艺技术分析冲压加工工艺是现代零件钣金工艺的重要技术，能够实现零件的高精度成型控制，飞机钣金零件加工能够完成对冲压加工工艺的综合分析，提升加工效果。
冲压工艺技术在其应用中直接作用于金属材料的塑性变形能力，同时其进行工艺研究中，更可以完成对金属材料马氏体组织相变，从而完成对整个金属材料的有效控制，确保其零件成型技术应用更加合理，提升技术应用效果。
当前，冲压成形工艺技术主要应用于飞机工业生产领域，飞机生产主要应用铝合金材料，铝合金材料本身对于飞机的应用更加合理，并且进行冲压成形零件实施中，还需要实现对零件工艺进行综合优化管控，同时也可以在一定程度上提升热冲压成形零件应用效果。
利用冲压成形工艺生产的飞机高强度铝合金材料，具有强度高、质量轻、不回弹的效果，所以有利于飞机生产的质量提升。
从技术流程角度分析，冲压成形工艺流程主要包括前期准备工作、冲压过程、后续处理等三部分组成。
第2章-飞机钣金零件成型方法资料讲解
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剪裁质量指标
剪裁质量指标主要有三个： ——截面光滑无毛刺 ——尺寸准确 ——外表平整
上下刃间隙对剪裁后毛料断面质量、尺寸精度和剪裁力 都有影响，不同材料厚度选用不同的间隙，剪刃的间隙随厚 度的增加而增加，通常选取1％～5％。
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—— 剪切时作用在板料上的力
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本章内容
2.1 飞机钣金工艺概述
2.2 平板零件和毛料制造方法
2.3 飞机型材零件的制造方法 2.2 飞机回转体零件制造方法 2.5 框肋类零件的制造方法 2.6 飞机蒙皮零件的成形方法 2.7 飞机复杂壳形零件的成形方法 2.8 飞机钣金零件制造的新工艺新方法 2.9 钣金成形的计算机模拟
8
2.2 平板零件和毛料的制造方法
第2章-飞机钣金零件成型方法
2.1 飞机钣金工艺概述
钣金成形（sheet metal forming）：钣金零件成形是对薄板、 薄壁型材和薄壁管材等金属毛料施以外力，使毛料在设备和 模具作用下产生变形内力，此变形内力达到一定数值后，毛 料就产生相应的塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和性能 的零件的加工方法。
剪裁、铣切及冲裁
平板零件在飞机结构中所占比重并不大，但考虑到由金属 板料制成的零件，有80%以上皆需先经过裁成毛料工序， 所以改进裁料工作，提高材料利用率对于飞机制造具有重 大意义。
飞机结构中平板零件、零件展开料或毛料按其外形轮廓可 分为三类：直线轮廓件、曲线或线性组合件与小冲压件。 不同类型平板零件可采用不同的设备和工艺方法成形。
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飞机钣金零件
蒙皮 隔框
占飞机零部件的50％以上， 大型飞机约3～5万项钣金零件。
飞机钣金工艺是航空制造 工程的重要组成部分。
飞机结构修理钣金铆接技术讲解
毛料画有弯折线可不用后挡板，此时将弯折线对准台面 镶条的外缘线；
(4)下降上台面，压住毛料；
(5)翻转折板，弯折至要求角度。为得到尺寸准确 的零件，应注意回弹，必须很好控制弯折角度；
(6)退回折板，升起上台面，取下零件。
二、弯曲变形的特点
板料弯曲时，内层材料受压缩短；外层材料 受拉伸长。
在中间靠内层之间有一层材料不伸长也不缩 短称中性层，如图1-40所示。
外层由ab伸长至a”b”，
内层由ab缩短至a’b’，
中性层ab无变化。
图2－39
1.最小弯曲半径
板料的弯曲半径是指曲面内边的弯曲半径。 板料的最小弯曲半径是指材料在不发生破坏的情 况下，所能弯曲的最小曲率半径，以Rmin 表示。
4.用橡皮条或木打板打倒材料，使其靠模， 如图2-ຫໍສະໝຸດ 7所示。 图1－48
5.用木榔头和木尖将R处从头至尾均匀捶击一遍， 使其贴模，图1-49所示。
图1－49
6.消除回弹、翘曲及反凹。
弯曲时用榔头敲击过多易产生反向弯曲，此 时用木尖往里尖一遍，如图1-50所示，使材料收 缩贴模，又可避免反向弯曲。
多弯边的操作要点：
1.每次弯曲后对好角尺，保证弯边平直；
2.每次弯边尺寸要准确，否则误差积累无法 返修；
3.在成形时，每次弯曲可用长木打板压倒毛 料后，再用木打板平放于弯边面上，用木榔头打 至贴模，可使R处平直，弯边波纹少，如图1-53 所示。
4.夹在虎钳上垫铁要垫实，否则在敲打时材 料下滑影响弯边尺寸。
展开长度： L＝Σ L直 + Σ L弧 ＝165 + 49.23＝214.23(mm）
飞机钣金零件的冲压加工工艺设计
飞机钣金零件的冲压加工工艺设计摘要：在飞机零件中,最常见的零件是钣金,通常采用冲压技术制造。
因此,冲压是飞机钣金加工的主要方法。
钣金加工需要适度的尺寸和精度,但表面质量好。
冲压件的精度范围从IT9到IT6,满足钣金尺寸精度。
用于冲压的凸部件和凸部件的高表面质量保证了部件的表面质量。
在飞机零部件中,最常用的是钣金,通常使用冲压加工。
因此,钣金零件冲压主要加工方法。
关键词：飞机钣金零件；冲压加工方法；工艺计算随着时代的进步和技术的发展,飞机作为一种先进的交通工具,必须为人们提供舒适。
许多钣金零件用于各种飞机设计,是飞机设计和制造中不可缺少的元素。
冲压钣金是飞机工业中的关键技术。
在飞机设计中,对性能和部件的要求越来越高,有时钣金不能满足要求。
因此,必须控制各种新材料的参数,使飞机钣金符合技术要求。
已经开发了各种钣金,但在使用中存在一些问题,在钣金开发中需要不断改进。
一、有限元软件及冲压成型理论分析1.有限元方法的概念和应用。
板冲压成型钣料复杂力学变化与几何的数学非线性、材料的非线性和边界状态的非线性有关。
在研究板材中的过度变形时，这个过程必须考虑到这些方面来描述板的张力和变形。
仿真模拟是一种轧制加工,在运行和几次热处理后将获得。
钢材的选择通常是由管理和几种热处理引起的。
在模具工艺中,模具工艺通常由晶体结构和板结构组成。
由于同一钢具有不同的应力条件和材料组成,即使选择相同的板,仍然存在显着的各向异性。
2.金属板金冲压工艺实际上是一种塑性变形工艺,冲压工艺中影响板材形状的因素有板材特性、零件、模具尺寸等。
变形参数(包括横向压力、摩擦力、温度、冲压速度)也考虑到了实际的技术水平,这是由于目前的运动和恢复,所以冲压板实际上是一个非常复杂的过程,需要很多的共同努力。
二、钣金件的有限元分析1.模钣金件。
（1）设计理念:板材采用板材加工工艺,一般由冷热塑性板材加工,在实践中可以采用多种工艺,板材的主要特点,这些板材具有重量轻、形状简单、成本低等优点,广泛应用于各个行业,根据最佳成型要求,钣料成型后应具有以下特点:均匀应力和变形分布,钣料在平面上能承受应力和连续断裂,在冲压过程中能达到较高的变形率,钣料在平面上能承受切向应力和断裂,在选择材料时,不仅要保证重量,还要保证强度,以确保安全。
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飞机钣金加工工艺钣金工艺就是把板材、型材、管材等毛料，利用材料的塑性，主要用冷压的方法成形各种零件，另外还包括下料和校修。
飞机钣金制造技术是航空航天制造工程的一个重要组成部分，是实现飞机结构特性的重要制造技术之一。
现代飞机的壳体主要是钣金铆接结构，统计资料表明，钣金零件约占飞机零件数量的50%，钣金工艺装备占全机制造工艺装备的65%，其制造工作量占全机工作量的20%。
鉴于飞机的结构特点和独特的生产方式决定了飞机钣金制造技术不同于一般机械制造技术。
一．飞机钣金零件的基础知识1.1 钣金零件分类1.1.1按飞机钣金零件结构特征分类飞机钣金零件有蒙皮、隔狂、壁板、翼肋、导管等。
1.1.2 按飞机钣金零件材料品种分类飞机钣金零件基本上可分为型材零件、板材零件和管材零件三大类，每类材料零件又可进一步细分：（1）型材零件：压下陷型材、压弯型材、滚绕弯型材、拉弯型材、复杂形型材；（2）板材零件：平板零件、板弯型材零件、拉深零件、蒙皮成形零件、整体壁板、落压零件、橡皮成形零件、旋压零件、热成形零件、爆炸成形零件、超塑性成形零件、超塑性成形和扩散连接零件、局部成形零件。
（3）管材零件：无扩口弯曲导管、扩口弯曲导管、滚波卷边弯曲导管、异形弯曲导管、焊接管。
因为飞机钣金零件形状复杂，数量庞大，板材零件相对较多，现做飞机钣金零件分类图如图1.1所示。
图1.1 飞机钣金零件分类1.2 钣金零件加工路线成千上万的钣金零件，制造方法多种多样，但它们的加工路线基本相同，一般都要经过如图1.2几个环节：图1.2 钣金件加工路线下料：裁剪（剪床）、铣切（铣床）、锯切和熔切。
成形：弯曲、拉深、旋压等。
热处理：粉末喷涂、表面氧化等。
1.3 钣金零件变形的基本特点钣金零件的种类繁多，形式各异，成形方法多种多样，但最基本的变形方式不外乎是弯曲、翻边、拉深、局部成形（或膨胀）。
板料成形时，材料的变形区往往是以上几种基本变形方式的复杂组合。
因此，当分析一个具体的钣金零件时，一方面必须将不同变形性质的部分加以明确区分，利用弯曲、翻边、拉深、局部变形等基本变形方式，作为分析零件变形特点的主要依据；另一方面还必须注意它们之间的相互联系，不能将不同变形性质的部分作为一个个单纯的基本变形方式孤立看待。
钣金零件的成形方法虽然很多，但从板料的变形性质来看，无非是“收”和“放”两种。
所谓“收”就是依靠板料的收缩变形来成形零件，收的特点表现为板料纤维缩短，厚度增加。
“收”的主要障碍时起皱。
所谓“放”就是依靠板料的拉神变形来成形零件，放的特点表现为板料纤维伸长，厚度减薄。
“放”的主要障碍时拉裂。
例如外拔缘为“收”，翻边、局部成形为“放”，弯曲中性层以内为“收”，弯曲中性层以外为“放”。
二．飞机钣金加工工艺2.1飞机钣金工艺的特点（1）钣金零件构成飞机机体和气动外形。
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。
目前，国产小型飞机钣金件大约有6000项，大型飞机钣金件大约有20000项。
钣金零件形状复杂，质量控制严格，有一定的适用寿命要求，对成形后的零件有明确的力学性能和物理性能的要求，与其他行业的钣金零件相比技术要求高，加工难度大。
（2）钣金零件的制造是以专用设备为主，配合手工技艺和经验操作来实现的。
钣金专用设备是飞机钣金工艺技术发展的标志和工艺技术预研成果的载体，对零件成形质量有着决定性作用。
这些设备的研制周期长，技术含量高，投资巨大，社会需求量小，设备利用率不高，设备的更新较慢，这就要求技术工人必须具有良好的手工技艺。
（3）飞机钣金零件使用的工艺装备数量很大。
由于钣金零件加工过程变形大，只有使用足够数量的工艺装备才能满足设计技术的要求，因此生产准备工作繁重。
（4）广泛采用样板、模胎和检验型板等刚性量具进行检验工作。
2.2 飞机钣金工艺2.2.1 下料飞机上钣金零件生产的第一道工序是使所需要的板料或毛料从整块板料分离开，即下料。
由于飞机钣金件形状复杂，且不规则，材料利用率一般只有60%至75%左右。
绝大多数钣金件下料后再成形，因此，提高材料利用率具有重要意义。
下料的方法很多，在生产中常根据毛料的几何形状、尺寸大小、材料种类、精度要求、产量和设备条件选择。
主要方法有剪裁、铣切、冲裁、锯切和熔切等。
如图2.1所示。
图2.1 下料工艺表2-1 各类剪床的技术特性2.2.2 成形飞机钣金零件成形工艺方法很多，主要有手工成形、弯曲成形、拉深成形、橡皮成形、拉形成形、旋压成形和落压成形。
（1）手工成形随着生产的不断发展和技术进步，绝大多数的成形工艺是在机器上完成的，手工方法往往作为补充加工或修整工作。
手工成形也需要一些简单的胎型、靠模和各种各样的工夹具，这些工夹具一般是通用的、万能的。
手工成形件的质量如何，取决于操作程序的安排是否合理以及所选用的工、夹、胎具是否合适，然而总重要的是取决于操作工人的时间经验与操作技巧。
手工成形方法主要有：手工划线、手工弯曲、放边、收边、拔缘、拱曲、卷边、咬缝和校正。
①手工划线：工具有平台、划规、划针、轨铁、夹子、高度划线尺、铅笔、钢板尺等。
②手工弯曲：弯折和卷曲。
工具有木榔头、铝榔头、木尖、直角尺、木打板、平台、橡皮打板、虎钳、弯边模、弓形夹。
弯曲回弹问题。
③放边：使板料边缘伸展变薄的操作。
加工凹曲线弯边零件。
④收边：使毛料起皱收缩变短的过程。
⑤拔缘：将板料的边缘加工成曲线弯边零件。
⑥拱曲：把板料用手工捶击的方法，制成凹凸曲面形状零件的操作。
（2）弯曲机械弯曲时将板料、条料、型材、管材等，用机械的方法在塑性变形的范围内沿直线弯成一定的角度或一定的弧度的操作。
飞机制造中常用压弯、滚弯和拉弯等三种机械弯曲的方法。
由于板料具有一定的塑性，因此能用弯曲的方法将其弯成所需的各种形状。
压弯：压弯是在板料上加压产生弯矩，而使其弯曲成形的方法。
滚弯：通过旋转的滚轴，使毛料弯曲的方法，实质就是连续不断的弯曲。
拉弯：型材零件在弯曲过程中施加一定的拉力，使其产生拉伸弯曲变形。
（3）拉深成形拉深成形是指平板毛料或空心半成品在凸模作用下拉入凹模型腔形成开口空心零件的成形工艺方法。
拉深成形也称为压延成形或拉延成形，是钣金成形的基础性工艺。
拉深成形可分为三个阶段：局部变形阶段、主要变形阶段和推件阶段。
（4）橡皮成形利用橡皮或充满液体的橡皮囊做通用上模，在压力（液体压力）作用下将毛料包贴在刚性下模上成形，又称液压成形。
橡皮成形方法：橡皮囊成形法、橡皮垫成形法。
在橡皮囊成形法中，通常使用一种有弹性的橡皮囊，橡皮囊被封闭管道系统中的油膨胀。
膨胀的橡皮膜迫使板料成形为模具的形状。
在橡皮垫成形中，采用充满厚橡皮板的容框，其目的是为了获得比较均匀和比较高的单位压力。
（5）拉形成形所谓拉形成形，就是毛料按拉形模在拉伸机上拉伸成形。
拉形成形适合成形外形尺寸大、厚度小、表面质量要求高的双曲度零件。
在航空工业，它主要用于制造曲率变化较平缓的大型钣金件，特别是用于一般工艺方法难以加工的蒙皮件的成形，如机身、起落架舱、整流蒙皮、前缘蒙皮等。
（6）旋压成形旋压成形是一种利用旋压工具，对装夹于旋压机上的旋转毛料施加压力，使之产生塑性变形，从而成为所需空心回转体零件的工艺方法。
用旋压方法可制造各种不同形状的空心旋转体零件。
在航空上，机头罩、发动机罩、螺旋桨帽、副油箱头等零件均可用旋压的方法制造。
（7）落压成形落压成形是利用落锤的冲击力将金属板料压制成所需曲面零件的一种钣金成形工艺。
落压成形是一种综合性的成形方法。
落压成形的过程，实质上就是收料和放料的过程。
落压成形的零件按其形状分，有蒙皮（包括翼尖、机头罩、机尾罩、整流包皮、邮箱外皮等）、口框、板弯型材、盒形件及半管等类型。
2.2.3 热处理飞机钣金零件广泛采用铝合金、镁合金、合金钢及钛合金等。
常用的材料牌号如表2-1所列。
表2-1 飞机钣金零件常用材料牌号为使金属工件达到所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。
飞机钣金零件中常用的铝、镁、钛等金属及其合金都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。
硬铝和超硬铝的热处理过程如下：将材料加热到一定温度（LC4约为475~490℃），保持一段时间，使合金组织发生恢复与再结晶，然后进行缓冷，使材料获得最软的稳定状态，即退火处理阶段。
淬火时将材料加热到特定温度（LC4为470±5℃），保温一定时间，使合金中可溶的强化相，向固溶体中充分溶解，然后进行骤冷，使材料强化。
要达到强化需一定时间，这个过程如在室温下进行成为自然时效，如在一定温度下进行称为人工时效。
对于一些变形量很大的零件，如合金钢零件，往往需要进行多次热处理才能变形。
为了消除冷作硬化和内应力，提高塑性，以利于继续成形，应安排中间退火。
对可淬火强化的钢，淬火工序一般都安排在成形工序之后。
钛合金在再结晶温度以上进行高温退火（一般为650~850℃），能使钛合金的组织稳定，获得良好的综合机械性能。
退火状态的钛合金在冷成形或在再结晶温度以下的热成形后，都存在较大的内应力。
铝合金淬火加热温度为（950±10）℃，并在水中冷却，然后在538℃保温4~5h，进行人工时效。
材料在时效过程中，弹性变形变成塑性变形，内应力消失，同时完成了成形后消除内应力的退火处理。
2.2.4 钣金件的表面处理提高抗腐蚀性能，需要在板材表面包裹一层纸铝，纯铝和氧作用会生成一层细密的AL2O3氧化薄膜，以防止进一步氧化。
对于零件要求不同，阳极化分为无色阳极化和黄色阳极化。
无色阳极化是将清洗干净的零件放于稀硫酸中起电解作用，生成氧化膜。
而黄色阳极化是在重铬酸钾件（K2Cr2O7）溶液中浸煮20~25min，出了水化作用外还有重铬酸钾与氧化膜的化学作用，使零件表面呈黄绿色，该零件常用于飞机内部零件（如翼肋等）。
黑色金属一般涂油保护，其零件表面处理方法可采用电镀。
图3.3 不同零件材料品种弯曲成形忽略此处..。