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北京航空航天大学科技成果

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北京航空航天大学科技成果大型薄壁复杂特征成果简介随着航空技术的发展，新一代飞机对气动性能和外观要求越来高飞机钣金零件朝着高强度，高精度、高表面质量和表面特征复杂的方向发展。高强铝合金材料由于质量轻，强度高、耐腐蚀性强、疲劳性能好等诸多优点，在飞机结构件上大量应用，但是铝合金塑性差，延伸率低，厚向异性指数小，硬化指数低，对于型面复杂变形较大的钣金零件在成形过程中容易出现起皱和开裂缺等陷。传统的铝合金类大型薄壁带有复杂特征的零件加工采用爆炸成形的方法，爆炸成形是压力加工专业中的一门特殊工艺，它受到场地，工作条件，工作环境等因素的限制。在实际生产过程中，对于形状复杂的零件欲通过计算给出准确的药量是十分困难的，因此往往是先对零件形状进行简化，然后通过计算估算药量，在爆炸过程中再适当加以调整，增加加工道次；复杂零件需要多炮爆炸成形，其能源利用率较低。在爆炸成形中真空度要求较高，否则零件会出现烧伤反鼓现象，表面质量很差，需要人工进行二次修复。板式充液成形方法是一种利用柔性的液体介质替代部分传统刚性模具，使坯料在高压液体的作用下按照预先设计的轮廓发生塑性变形从而成形出所需零件的先进成形方法，具有节省工序、简化模具结构、降低成本等优点。成形出的零件具有成形精度高，表面质量好，壁厚分布均匀，回弹小、成形极限高等优点。特别适合结构复杂的零件的成形。但是要成形带有小圆角特征的大型板材零件，需要较高的成形压力，设备的吨位需求也相应的提高，因此设备的吨位成为制约此类零件成形的主要因素。该项目研发出一种在不增加设备合模吨位情况下，高效、高精度的大型薄壁复杂特征板材双向加压充液成形方法。该技术将薄壁板料单面涂抹润滑油进行润滑处理；将润滑后的板料在预成形模具中进行预胀形，成形出零件的大致形状；然后将预成形出的板料在整形模具中进行反向整形，成形出小的圆角特征；将零件的工艺补充面切除后制成最终零件等步骤。该技术提供的大型薄壁复杂特征板材双向加压充液成形方法能够充分发挥材料的塑性，有效的控制零件的壁厚减薄率，而且能够成形出带有任意复杂浅特征的板材零件。与传统的此类零件制造方法爆炸成形相比具有效率高、成本低、操作安全方便、成形的零件精度高、无需人工修复等优点。

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