飞机制造工程技术基础 第二章 航空钣金成形

第一节航空钣金成形技术第一节航空钣金件分类第二节成形原理第三节航空钣金件主要成形方法1第一节航空钣金件分类2航空钣金件分类

分类方法

内容按材料品种板材零件、管材零件、挤压型材零件按材质种类铝合金、铝锂合金、铜合金、钛合金、不锈钢、合金钢和复合材料等零件按零件结构特征蒙皮、框板、肋骨、梁、整流罩、带板和角材等零件按工艺方法下料、压弯、拉弯、滚弯、绕弯、拉深、拉形、落压、旋压、闸压、橡皮成形、喷丸成形、爆炸成形、热成形、超塑成形按零件成形温度冷成形零件、热成形零件3第二节成形原理41.材料的塑性以单向拉伸实验得到的应力应变曲线为例说明.OA部分为弹性阶段,如果外力去掉,物体的变形能恢复到原来的形状,这个变形被称为弹性变形.当应力超过某一极限(称为弹性极限)以后,即在B点将外力去掉,此时有一部分变形被保留下来即OC,被称为非弹性变形.CE部分变形立即消失,称为弹性变形.

在非弹性变形部分OC,随时间而慢慢消失即DC,称为弹性后效.如果随时间永久变形会徐缓增加的现象被称为蠕变.这种和时间有关的永久变形被称为流态变形.与时间无关的永久变形被称为塑性变形.一般情况认为C和D重合,非弹性变形就是塑性变形.OABDCE永久变形52、塑性成形求解方程（1）平衡方程

（2）几何方程

（3）物理方程基本方程

6（4）边界条件

物体外表面为S，Sd和St分别表示位移和外力

位移给定值外力给定值（5）补充方程屈服准则塑性变形体积不变73、基本解法

位移法

以位移为未知量，经过几何方程和物理方程，得到一位移表示的应力诸分量。然后带入平衡方程，得到位移表示的平衡方程。在边界条件下，从平衡方程解出连续且单值的位移。再按几何方程求出，此时将自动满足协调方程。进而按物理方程求出，此时将满足平衡方程。

ui几何方程物理方程平衡+边界

(ui)物理方程8以满足平衡条件的应力诸分量为未知量，经过物理方程得到应力表示的应变诸分量再利用几何方程的积分应变求位移ui时，要求积分为单值，即积分只依赖于积分路线，必须使被积函数满足全微分条件；对几何方程求积分的全微分条件就是变形协调方程。为保证此条件成立，应将以应力表示的应变诸分量带入协调方程，结合边界条件解出，再按物理方程求相应的应变分量，此时利用几何方程积分，即可得到单值的位移分量ui。应力法

物理方程

协调方程+边界条件

物理方程

几何方程ui

94、钣金成形主要成形性能（1）单拉曲线厚向异性系数10板内两个主应变。在不同应变路径下的局部失稳极限应变构成的条带形区域或曲线（2）成形极限图11（3）模拟实验12极限拉深比13第三节航空钣金件主要成形方法141.喷(抛)丸成形

基本原理：当无数个金属小球反复喷打薄壁零件表面时，金属表层发生塑性变形而延伸，从而使零件发生向受喷面凸起的弯曲变形。抛丸成形原理图抛丸成形过程示意图15

优点：

1）残余压应力、加工硬化

疲劳寿命

2）无模具局部成形

对产品的适应性

生产成本

3）工艺参数可实现计算机控制

生产效率

缺点：

1）工艺参数的选择及变形的控制难于掌握

过于依赖经验

2）变形力小

只适用于薄壁零件

适合矮筋条整体壁板和蒙皮零件成形162.增量压弯成形

基本原理：局部三点弯曲变形设备：普通压弯机床、自适应精密压弯机床17优点：

1）变形力大

可成形各种带筋结构件

2）局部增量成形

对产品的适应性

设备吨位

缺点：

1）筋条过高易出现屈曲和开裂

需采取防失稳措施

2）局部增量成形

生产效率适合矮筋条整体壁板和蒙皮零件成形183.蒙皮闸压成形

局部单曲度蒙皮：闸压成形4.滚弯成形单曲度蒙皮：滚弯成形19

双曲度蒙皮：纵向拉形、横向拉形复杂曲面蒙皮：加上压拉形等20多点柔性模具蒙皮拉伸成形5.蒙皮拉形

双曲度蒙皮：纵向拉形、横向拉形复杂曲面蒙皮：加上压拉形21材料的超塑性

极高的延伸率

普通材料：70%MAX

超塑状态：8000%MAX6.超塑成形226.超塑成形

扩散连接/超塑性成形(DB/SPF)