飞机铝合金大型钣金件精确成形工艺研究

摘 要：对于飞机铝合金大型钣金件成形而言，不仅仅有着较差的刚性，同时也有着较大的制造难度，在零件结构的分析中，更是联系装配要求，将四周拐角角度增大，并将补加条带长度减少，实现了零件外形结构的优化，而双动拉深优越性的体现，结合双动拉深成形方法，对合理的制造流程确定，并产生零件热处理变形的基础措施，将零件成形的准确度综合提高。文章通过结合有限元数值模拟，并实现了展开毛坯外形尺寸的优化，对合理的工装结构确定，将零件精确成型的要求达到。

关键词：飞机铝合金；大型钣金件；精确成形；工艺

引言

21世纪的今天，我国航空事业逐渐呈现规模化的发展，同时也有着多种学科以及多种领域知识的涉及，相对而言有着较多的层面，是一项相对复杂的系统性工程，并对质量有着较高的等级要求。

飞机铝合金大型钣金件的成形制造中，往往需要有着精准的要求，这种常见的部件，有着越来越困难的成形，飞机中对铝合金的采用，往往有着不同形态的零件结构，并在退火状态以及新淬火状态中实现的精确成形。为了更好的实现飞机铝合金大型钣金件精确成形加工，因此文章结合实验验证进行工艺研究有一定的现实意义。

1 零件和零件结构的优化

1.1 零件

对于前舱门而言，主要是结合纵横向隔板进行组装，加强的同时借助于盆形加强口框的方式。前舱门上部铰链，往往和货舱门框直接的相连。关于装配结构，口框零件装配的时候，往往和前舱门门框有着较为紧密的联系，并将零件型面的加工精度不断增加。对于材料的牌号而言，为20240，零件外形的尺寸，规格是1419mm×1351mm，对于零件内开口尺寸的规格而言，主要是1270mm×1346mm。前舱门在口框零件的加强时，主要是结合环状封闭框形的结构，和机身外形产生光滑的流线。

1.2 优化零件结构

零件结构的優化中，就要做好工艺的准备过程。通过分析零件初始结构设计的不合理处，并使得四周拐角角度呈现出88°。零件有着收口状的结构，这种设计往往有着较为艰难的拿取过程。关于条带尺寸而言，有着相对独立性的结构，刚性较弱。

装配图通过认真的分析，并对四周拐角的角度更改，将条带的长度逐渐减少，并结合周围材料的直接补偿，做好图形的及时更改，将零件成形中的手工修正量减少，在椭圆孔开口尺寸的减少下，将零件成形的工艺性逐渐提高。

2 飞机铝合金大型钣金件精确成形工艺分析

结合Pam-Stamp软件，做好零件的工艺成形加工，在辅助指导中，对配料反算功能进行成形性的预测，在成形过程的控制和分析中，结合软件的冲压模拟功能，将零件结构进行直接性的优化和控制，对于盆形件的基础成形过程，其零件的深度控制为32mm，而四周转角的半径，控制为R141mm，关于模拟的效果。

对于侧壁材料的流动而言，处于一种相对均匀的状态，在盆底转角处的材料分析中，往往处于一种变薄的状态，而料厚最小处，其厚度主要是1.03mm，对于法兰边的局部材料而言，处于不断增厚的状态，在料厚最大处的举例分析中，主要是1.35mm。对于坯料的模拟而言，如图1所示。

展开毛坯尺寸的规格，经过测量为1478.9mm×1535.3mm。关于成型后材料的工艺分析中，主要是对修边余量增加。由于模具上缺乏排气装置，零件将会处于不断鼓动的状态，毛坯材料的展开中，就要将零件拉深中的排气问题有效解决，关于最终坯料形状，如图2所示。

拉深系数的确定，主要是对拉深零件变形程度的分析，同时也是模具设计的一种参数，对于零件拉深需要次数的分析有着基础性的权衡。

3 试验分析

结合型双动液压机进行试验过程。对于制造的模具，如图3所示。

板料在实际拉深成形中，板料成形质量有着多种因素的影响。通过对当属压边力的大小进行控制和调节，保证有着较好的防皱效果。借助于润滑的环节，将材料和模具接触表面的摩擦逐渐降低，并在润滑效果的采取中，做好机油的涂抹，毛坯展开之后，将薄薄的塑料膜覆盖，并在润滑剂的涂抹中，保证塑料的弹性较好，将试压材料的流动性增加，同时零件外观的质量也显著提高。材料刚度的提升中，主要是结合淬火工序，并将零件淬火变形有效减少，余量中通过对圆孔增加，并做好淬火中余量的相互牵制，零件装配之后，如图4所示，合格。

4 结束语

总而言之，飞机铝合金大型钣金件精确成型工艺设计中，结合计算机仿真技术，并做好冲压模具的设计，结合冲压过程的基础设计，并对复杂冲压过程设计有效解决，不仅仅将昂贵的模具试验费用有效节省，同时也将新产品的试制周期不断的多算，对紧密结合生产的先进设计方法有效实现，将冲压工艺的发展积极促进。

参考文献

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[2]刘兵，彭超群，王日初，等.大飞机用铝合金的研究现状及展望[J].中国有色金属学报，2010，20（9）：1705-1715.

[3]梅中义，高红，王运巧，等.飞机铝合金结构件数控加工变形分析与控制[J].北京航空航天大学学报，2009，35（2）：146-150.

作者简介：陆静（1982，1-），女，汉族，沈阳飞机工业（集团）有限公司，工程师，大学本科。