某型机前缘类蒙皮成型分析

赵薇

摘要：单曲度前缘类蒙皮，该零件是机翼前后缘部分的襟翼部分的内蒙皮零件。主要用于机翼，是飞机上不可或缺的一部分，前缘类零件由于弧度大，成形困难。本文以理论为指导，结合该零件结构特点进行成形工艺性分析，通过大量的试验制定出合理的工艺方案，并不断的完善工装技术条件，最终生产出满足设计和使用要求的产品。

关键词：机翼；钣金；前缘；收放

1 引言

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，是使飞机能同时获得高结构效率和优良性能的基础制造技术之一。随着科学技术的不断发展和进步，我们国家的某些航空制造水平仍然不高，钣金零件的生产制造还有许多零件是依靠工人的手工成形和修复来完成的。与先进国家相比，还有较大差距，不能适应我国航空航天工业的发展需求。

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。钣金件的尺寸大小不一，形状复杂，产量不等，品种繁杂，一般飞机约有一万多项钣金件，零件外形复杂，质量控制严格，对成形后的零件有明确的机械性能和物理性能的要求，与其他行业的钣金件相比技术含量高，加工难度大。飞机钣金工的任务是把金属板料和挤压型材利用材料的塑性，用冷压为主的方法加工成各种零件。钣金零件所用原材料种类广泛，有铝合金、镁合金、钛合金等。其中以硬铝LY12超硬铝为最多。

2零件结构分析

零件材料：LY12- MO-δ1.0，尺寸：180×126。零件精度要求：对于有余量的零件边缘公差为-1.0mm-+2.0mm，对于零件无余量的蒙皮零件公差为-0.5mm-+1.0mm。

本文所论零件为单曲度前缘类蒙皮，该零件是机翼前后缘部分的襟翼部分的内蒙皮零件。作为飞机的前缘类蒙皮零件，要具有足够的强度和刚度，不能产生残余变形，外形还能满足规定的外形准确度要求，以及表面质量要求，重量尽可能轻。零件的外形如图1所示。

机翼的主要功用是升力，在它前后缘的各种形式的襟翼是增升装置（或改变机翼升力的分布），结构设计应从强度、刚度、表面光滑度等各方面来保证机翼气动外形要求的实现。

对于这类前缘类零件在成形过程中我们要注意前缘顶部的贴胎程度，在成形过程中对于两边底部要用力均匀，而且最好是先进行预成形，然后进行淬火，在新淬火状态下成形效果更佳，一定要保证零件在顶部满足贴胎度小于0.5mm，对于底部外形满足1.5mm-3.5mm之间即可，而且针对这类零件要注意成形必须先成形顶部，只有顶部满足R要求方可达到前缘零件的成型要求，并且成形是要逐步进行，由于前缘变曲率半径小上下翼半径大，一般先成形上下翼面弧度，再成形前缘顶部弧度R. 外蒙皮零件由于零件不对称，拉伸模角度的选择非常关键，工装角度设计不合理，很可能影响到后续的拉伸成形工艺；蒙皮零件成形类零件中从未遇到过两边不对称前缘零件的拉伸，同时，原材料为逆纤维方向拉伸，大大限制了零件的成形能力，工艺流程的摸索及工艺参数的摸索非常关键。

3零件工艺分析

钣金零件的成型方法多种多样，该零件选择了钣金工手工成形和修复。手工成形较为局限，所以我们借鉴了多年来前人总结的经验及精华。结合金属板料的变形性质，将加工要领归为两点：“收”和“放”。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，所谓“放”就是依靠板料的拉伸变形来成形零件，“放”的特点表现为板料纤维伸长，厚度减薄，“收”的主要障碍是起皱，“放”的主要障碍是拉裂。

在成形过程中，由于零件有下陷，下陷允许的偏差为H≤3时，0～+0.3，原来，成型零件时用橡皮拍板和木榔头直接在模胎上敲制，由于是纯手工敲制，虽然零件尺寸不大，但制出的下陷不均匀，不光滑，衔接不流畅。下陷不允许反复压制，到零件最后淬火修整偶效果不是很好，后来就试着先用波纹机压制下陷，深度、平面度一次到位，直线流畅，光滑均匀，之后再敲制弯边，如图2。

4零件成形难度及解决措施

该零件的加工包含了“收”和“放”。前缘顶部边缘处为“收”，操作时，用橡皮拍板先拍边缘使其贴向模胎，然后用木榔头从R根部敲击，使其贴膜，使用榔头应锤击均匀，以防起死皱而产生裂纹，应选用旧的毛榔头，这样敲制的零件才能达到工件表面光滑。此零件的“放”处为下陷底部，零件边缘处一缺口。先用木榔头将直线区均匀敲制，然后再敲制R处，不能在R根部反复锤击，这样容易敲裂，可以用小顶木辅助R处贴模。另一处“放”边在“收”的下部，凹陷，由于尺寸小，易裂，所以要求榔头锤击要均匀平稳，不能急于求成，该零件的弯边属于加强弯边，增加强度、刚度。

该零件的材料为LY12MO，在零件整体手工成形完后，再进行淬火，LY12材料在M状态下塑性好，易形成各种形状，但强度和硬度达不到受力要求，该合金材料含有铜和镁，在时效过程中会产生强化项，这类合金即可通过热处理（时效处理）强化来获得较高的强度和硬度，还可以进行变形强化，故该零件经过淬火可以获得所需的强度，达到工艺要求。在零件材料的选择上也要考虑外形情况以及零件所用的部位，所以在使用过程中保证安全性，可靠性。

内蒙皮零件由于设计改型后型面曲度变化大，若采用前缘类工装结构，则零件拉伸用原材料及工装制造用原材料成本非常高，为了降低成本，合理选择工装结构形式非常关键。

5 结论

此零件从来料到成形再到交付的过程，全面分析零件的加工过程，以及在工作中所总结的经验。此零件属于纯手工制作，在加工过程中，我们在使用了所学的理论知识和实践经验相结合的方法，在所叙述的成型过程中加入了一定的理論知识，以及材料变形方面的知识，还有多年来的工作经验所积累的成形方法。在我们现有的加工条件下，我们竭尽所能保证了我们的加工质量，并且满足生产及装配的要求，更好的完成了生产任务，为今后的生产各类零件奠定了良好理论与实践的基础。在此非常感谢指导老师及相关人员的大力支持。

参考文献

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[2]成星怀. 钣金工技能[M].航空工业出版社，1991：180-189

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[4]房世荣.工程材料与金属工艺学[M]. 机械工业出版社，1994：179-205

（作者单位：中航飞机股份有限公司）