先进钣金成型技术在航空制造领域的应用实践

方健 李永祥

摘要：随着我国航空航天领域的快速发展，航空装备质量水平不断提高，制造工艺技术要求日益提升，传统的金属成型技术已经无法满足日益增加的航空制造零构件需求。这就需要进一步引入先进钣金成型技术，灵活运用多种不同成型技术，充分满足多样的航空零构件需求，为我国航空制造领域的健康发展提供技术支持。本文分别从不同的钣金成型技术入手，对多种技术在航空制造领域的实际应用进行深入探究，以期能够为业内人士提供有价值的参考资料。

关键词：钣金成型技术;航空制造;应用

钣金成型工技术是钣金制品成型的关键技术，包括：下料、冲裁、弯压成型、冷冲压模等不同环节，也包括一些新型冲压技术。一般来说，对金属材质的零构件进行加工，都需要使用到钣金成型技术。相较于其他领域的金属零件制造，航天制造领域的金属零件加工的要求更高，需灵活利用不同的先进钣金成型技术，充分发挥钣金成型技术的加工性能，生产制造出精密度较高、质量稳定、性能良好的航空航天零构件[1]。

一、液压成型技术的应用实践

液压成型是常见的钣金成型技术形式之一，在航空制造领域的零构件制造中，工作人员根据液体方法替换成型，采用液压的手段在凹模中进行液压冲加处理，发挥液压室作用，保证零件成型的精准性。在实际液压成型技术的应用过程中，需要进行适当的润滑处理，以此减少液压处理谷草中的摩擦阻碍，提升成型极限效果;还能够通过润滑减少液压中的拉伸作用力，有效改好三局部缺陷问题。工作人员需根据零件质量与性能要求，在成型的过程中调整液体计入方法，分析可能产生的摩擦阻力，逐渐减少钣金成型次数，改善成型效果。若为航空零件的模具生产，则需要在液压成型之后进行焊接处理，调整凸模的阻抗力参数，控制液压密封技术。根据不同零构件、模具的制作材料性能，可以按照轻量化标准，在复杂曲面作用之下调整钣金工艺范围，依据常温下的受限比例明确提出拉伸钣金件的制造标准。

二、超塑成型技术的应用实践

超塑成型技术也可称为SPF技术，具有低成本、高效益的应用优势。随着航空制造领域的不断发展，单一的液压成型技术已经无法满足不同种类、高性能与精度要求的航空零件制造加工要求。因此，工作人员可以进一步应用超塑成型的钣金加工技术，应对多层空心结构的零件加工制造要求。在实际应用过程中，运用超塑成型技术，能够将多个零件连接起来，或者将其焊接在一起，形成结构稳定的大型复杂构件;之后对其进行加热处理、加压处理，完成加工目标。相较于传统的液压技术，这一方法能够有效提升加工效率、缩短加工时间，获取更短的制作周期[2]。现如今，这一技术已经广泛运用于国内外的航空制作领域中，主要用来加工制作一些飞行器的零部件、次承力构件、单层构件、主承力构件等;构件尺寸越大，其形态愈发复杂。举例分析，美国的F-14战斗机的前置翼部位、F-22战斗机的后机身隔热板构件均可以采用超塑成型技术进行加工，能有效降低加工成本25%-30%之间。在国内，可以将这一技术运用于飞机舱门的铝合金铆接件制作、主承力框制作、发动机维护口盖制作中，能够大大减少加工制造成本，在保证构件质量的基础上节约加工时间与成本[3]。

三、热蠕变成型技术的应用实践

热蠕变成型技术是一种基于新理念延伸出来的金属材料加工技术，主要是利用金属材料在高温环境下的蠕变特性，让金属材料发生持续、缓慢的变形，一直到其满足零件形态要求。在目前的航空制造领域中，航空设备与构件的轻量化是主要发展趋势，因此，工作人员要借助热蠕变技术实现构件的轻量化制造目标，从而降低构件所在飞机的燃油消耗量，提高飞机机动性能。在航空制造的加工过程中，工作人员利用热蠕变成型技术，可以从两个方向入手，分别为：采用轻质材料、开展轻量化结构设计[4]。前者就是采用镁合金、钛合金等质量较轻的金属材料，对其进行加热，当温度达到500℃以上时，能够有效提升合金材料的塑性，降低其变形抗力，消除内应力与回弹量，通过处理实现成型，满足成型精度要求。在热蠕变成型技术的应用实践过程中，可以满足90%以上的航天器钛合金钣金件的加工制作需求。

四、时效成型技术的应用实践

时效成型技术就是指一种利用金属蠕变性进行加工成型的钣金技术。在技术操作环节，工作人员对金属零件进行预加工，通过淬火、加载工艺，将零件固定在相应形态的工装上，此时金属零件已经发生弹性变形;之后将零件与工装一起放置于加热炉之内，在相应的人工时效温度内保温，促使零件发生蠕变，此时金属材质的应力出现松弛;在保温结束之后去除工装，零件的弹性变形会转变成永久变形，且一直以这个形态保存下来。这一技术的应用优势在于能够有效释放金属零件内部的残余应力，且在其成型之后具有较强稳定性与抗腐蚀性能。通过时效成型技术进行加工，能够大大零件表面的光滑度，提高航空配件质量与外形美观度;还可以同步完成材料成型与时效强化两步工艺，有效缩短加工之间，降低技术零件的加工制作成本，满足航空制造需求[5]。在今后的应用过程中，可以充分发挥时效成型技术的优势，运用于飞机整体壁板的加工制作中，比如：B-IB型号机翼的长度约为15.24m，宽度约为2.74m，厚度约为2.54-63.5m，采用时效成型进行加工，能够大大提升机翼表面光滑度，不仅能够便于之后的施工安装，还能将贴合误差控制在0.25mm范围之内。

五、旋压成型技术的应用实践

旋压成型技术属于局部塑型钣金技术，主要运用于一些薄壁的零件制作中，具柔性强、精度高、节约材料、自动化水平较高的特点。在飞机的薄壁回转体构件加工制作中，就可以使用旋压成型技术，能有效降低加工成本，加强对壁厚的控制，改善气孔、分层、焊缝等情况，避免出现零件质量隐患。考虑旋壓成型技术的实际性能，可以将其更多的运用于飞机发动机机匣、尾喷头、隔热罩、飞机螺旋桨帽、螺旋桨副油箱、螺旋桨起落架等零件加工制作中，加强对这些零件薄厚度的控制，充分满足复杂的加工工艺需求，提升航空制造领域的整体加工水平，为我国航空制造领域的现代化发展提供有力支持[6]。

结语：

综上所述，在航空制造领域运用钣金成型技术，能够充分满足高精度、高质量零件生产要求，满足航空制造需要。在实际过程中，建议工作人员要根据航空制造的实际目标，立足制造零件本身，明确分析零件的精度、硬度、耐腐蚀等不同性能，选择合适的成型技术。通过合理选择成型技术的应用，能够充分发挥液压成型、超塑成型、热蠕变成型、时效成型、旋压成型、喷丸成型等多种先进钣金成型技术应用优势，满足多样化的航空零件制造需求，为航空制造领域的健康发展提供技术支持。

参考文献：

[1]孙哲，刘震磊，黄福幸，李鑫洋，李博远.辽宁省民用运输航空制造业现状与问题研究[J].中国市场，2021（14）：67-68+74.

[2]陈晓童.航空钣金拉深模具快速设计优化研究[J].现代工业经济和信息化，2020，10（07）：22-23.

[3]同博，陈波，李荣.数字化技术在航空钣金成形模具制造中的运用研究[J].中国金属通报，2020（05）：47-48.

[4]李晓军，董锦亮，门向南，邓涛，曾一畔，成靖.大曲率变截面复杂航空钣金构件成形技术研究[J].航空制造技术，2020，63（07）：96-101.

[5]朱永胜，刘洋.先进钣金成形技术在航空制造领域应用分析[J].科技创新与应用，2019（34）：110-111.

[6]李春和.先进钣金成型技术在航空制造领域的应用[J].内燃机与配件，2019（20）：250-251.