某型機(jī)前緣類蒙皮成型分析

趙薇

摘要：單曲度前緣類蒙皮，該零件是機(jī)翼前后緣部分的襟翼部分的內(nèi)蒙皮零件。主要用于機(jī)翼，是飛機(jī)上不可或缺的一部分，前緣類零件由于弧度大，成形困難。本文以理論為指導(dǎo)，結(jié)合該零件結(jié)構(gòu)特點進(jìn)行成形工藝性分析，通過大量的試驗制定出合理的工藝方案，并不斷的完善工裝技術(shù)條件，最終生產(chǎn)出滿足設(shè)計和使用要求的產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：機(jī)翼；鈑金；前緣；收放

1 引言

飛機(jī)鈑金制造技術(shù)是航空航天制造工程的一個重要組成部分，是實現(xiàn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)特性的重要制造技術(shù)之一，是使飛機(jī)能同時獲得高結(jié)構(gòu)效率和優(yōu)良性能的基礎(chǔ)制造技術(shù)之一。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，我們國家的某些航空制造水平仍然不高，鈑金零件的生產(chǎn)制造還有許多零件是依靠工人的手工成形和修復(fù)來完成的。與先進(jìn)國家相比，還有較大差距，不能適應(yīng)我國航空航天工業(yè)的發(fā)展需求。

飛機(jī)的結(jié)構(gòu)特點和獨特的生產(chǎn)方式，決定了飛機(jī)鈑金制造技術(shù)不同于一般機(jī)械制造技術(shù)。鈑金件的尺寸大小不一，形狀復(fù)雜，產(chǎn)量不等，品種繁雜，一般飛機(jī)約有一萬多項鈑金件，零件外形復(fù)雜，質(zhì)量控制嚴(yán)格，對成形后的零件有明確的機(jī)械性能和物理性能的要求，與其他行業(yè)的鈑金件相比技術(shù)含量高，加工難度大。飛機(jī)鈑金工的任務(wù)是把金屬板料和擠壓型材利用材料的塑性，用冷壓為主的方法加工成各種零件。鈑金零件所用原材料種類廣泛，有鋁合金、鎂合金、鈦合金等。其中以硬鋁LY12超硬鋁為最多。

2零件結(jié)構(gòu)分析

零件材料：LY12- MO-δ1.0，尺寸：180×126。零件精度要求：對于有余量的零件邊緣公差為-1.0mm-+2.0mm，對于零件無余量的蒙皮零件公差為-0.5mm-+1.0mm。

本文所論零件為單曲度前緣類蒙皮，該零件是機(jī)翼前后緣部分的襟翼部分的內(nèi)蒙皮零件。作為飛機(jī)的前緣類蒙皮零件，要具有足夠的強(qiáng)度和剛度，不能產(chǎn)生殘余變形，外形還能滿足規(guī)定的外形準(zhǔn)確度要求，以及表面質(zhì)量要求，重量盡可能輕。零件的外形如圖1所示。

機(jī)翼的主要功用是升力，在它前后緣的各種形式的襟翼是增升裝置（或改變機(jī)翼升力的分布），結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)從強(qiáng)度、剛度、表面光滑度等各方面來保證機(jī)翼氣動外形要求的實現(xiàn)。

對于這類前緣類零件在成形過程中我們要注意前緣頂部的貼胎程度，在成形過程中對于兩邊底部要用力均勻，而且最好是先進(jìn)行預(yù)成形，然后進(jìn)行淬火，在新淬火狀態(tài)下成形效果更佳，一定要保證零件在頂部滿足貼胎度小于0.5mm，對于底部外形滿足1.5mm-3.5mm之間即可，而且針對這類零件要注意成形必須先成形頂部，只有頂部滿足R要求方可達(dá)到前緣零件的成型要求，并且成形是要逐步進(jìn)行，由于前緣變曲率半徑小上下翼半徑大，一般先成形上下翼面弧度，再成形前緣頂部弧度R. 外蒙皮零件由于零件不對稱，拉伸模角度的選擇非常關(guān)鍵，工裝角度設(shè)計不合理，很可能影響到后續(xù)的拉伸成形工藝；蒙皮零件成形類零件中從未遇到過兩邊不對稱前緣零件的拉伸，同時，原材料為逆纖維方向拉伸，大大限制了零件的成形能力，工藝流程的摸索及工藝參數(shù)的摸索非常關(guān)鍵。

3零件工藝分析

鈑金零件的成型方法多種多樣，該零件選擇了鈑金工手工成形和修復(fù)。手工成形較為局限，所以我們借鑒了多年來前人總結(jié)的經(jīng)驗及精華。結(jié)合金屬板料的變形性質(zhì)，將加工要領(lǐng)歸為兩點：“收”和“放”。所謂“收”就是依靠板料的收縮變形來成形零件?！笆铡钡奶攸c，表現(xiàn)為板料纖維縮短，厚度增加，所謂“放”就是依靠板料的拉伸變形來成形零件，“放”的特點表現(xiàn)為板料纖維伸長，厚度減薄，“收”的主要障礙是起皺，“放”的主要障礙是拉裂。

在成形過程中，由于零件有下陷，下陷允許的偏差為H≤3時，0～+0.3，原來，成型零件時用橡皮拍板和木榔頭直接在模胎上敲制，由于是純手工敲制，雖然零件尺寸不大，但制出的下陷不均勻，不光滑，銜接不流暢。下陷不允許反復(fù)壓制，到零件最后淬火修整偶效果不是很好，后來就試著先用波紋機(jī)壓制下陷，深度、平面度一次到位，直線流暢，光滑均勻，之后再敲制彎邊，如圖2。

4零件成形難度及解決措施

該零件的加工包含了“收”和“放”。前緣頂部邊緣處為“收”，操作時，用橡皮拍板先拍邊緣使其貼向模胎，然后用木榔頭從R根部敲擊，使其貼膜，使用榔頭應(yīng)錘擊均勻，以防起死皺而產(chǎn)生裂紋，應(yīng)選用舊的毛榔頭，這樣敲制的零件才能達(dá)到工件表面光滑。此零件的“放”處為下陷底部，零件邊緣處一缺口。先用木榔頭將直線區(qū)均勻敲制，然后再敲制R處，不能在R根部反復(fù)錘擊，這樣容易敲裂，可以用小頂木輔助R處貼模。另一處“放”邊在“收”的下部，凹陷，由于尺寸小，易裂，所以要求榔頭錘擊要均勻平穩(wěn)，不能急于求成，該零件的彎邊屬于加強(qiáng)彎邊，增加強(qiáng)度、剛度。

該零件的材料為LY12MO，在零件整體手工成形完后，再進(jìn)行淬火，LY12材料在M狀態(tài)下塑性好，易形成各種形狀，但強(qiáng)度和硬度達(dá)不到受力要求，該合金材料含有銅和鎂，在時效過程中會產(chǎn)生強(qiáng)化項，這類合金即可通過熱處理（時效處理）強(qiáng)化來獲得較高的強(qiáng)度和硬度，還可以進(jìn)行變形強(qiáng)化，故該零件經(jīng)過淬火可以獲得所需的強(qiáng)度，達(dá)到工藝要求。在零件材料的選擇上也要考慮外形情況以及零件所用的部位，所以在使用過程中保證安全性，可靠性。

內(nèi)蒙皮零件由于設(shè)計改型后型面曲度變化大，若采用前緣類工裝結(jié)構(gòu)，則零件拉伸用原材料及工裝制造用原材料成本非常高，為了降低成本，合理選擇工裝結(jié)構(gòu)形式非常關(guān)鍵。

5 結(jié)論

此零件從來料到成形再到交付的過程，全面分析零件的加工過程，以及在工作中所總結(jié)的經(jīng)驗。此零件屬于純手工制作，在加工過程中，我們在使用了所學(xué)的理論知識和實踐經(jīng)驗相結(jié)合的方法，在所敘述的成型過程中加入了一定的理論知識，以及材料變形方面的知識，還有多年來的工作經(jīng)驗所積累的成形方法。在我們現(xiàn)有的加工條件下，我們竭盡所能保證了我們的加工質(zhì)量，并且滿足生產(chǎn)及裝配的要求，更好的完成了生產(chǎn)任務(wù)，為今后的生產(chǎn)各類零件奠定了良好理論與實踐的基礎(chǔ)。在此非常感謝指導(dǎo)老師及相關(guān)人員的大力支持。

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（作者單位：中航飛機(jī)股份有限公司）