航空钣金特种成形设备与工艺介绍

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1、台州亚古机床设备有限公司航空钣金特种成形设备与工艺介绍制造业是国民经济重要基础产业，金属成形是制造业的重要组成部分，钣金成形属于金属成形领域；航空钣金成形技术是钣金成形技术的一个重要方面，也是航空制造工程支柱技术之一，能够使航空产品同时获得高结构效率和优良性能的基础制造技术之一，对航空产品制造质量、周期和成本影响显著，作用与地位十分重要。　　　　航空工业始终面临世界范围激烈而残酷的竞争，一贯追求航空产品性能更高、寿命更长、竞争力更强及经济性更佳，因此航空钣金成形技术也不断被深化与拓展，形成特色鲜明的航空钣金特种成形技术。如可以提高难变形材料塑性和成

2、形精度的（加）热成形技术、能够获得复杂外形与结构并显著减少工序数量的超塑成形／扩散连接技术、用于复杂回转体零件成形的旋压成形技术及实现大型复杂整体壁板低成本和高性能成形的喷丸成形技术等。设备是工艺的载体，航空钣金特种成形设备与工艺也不例外，而且两者历来相辅相成，新型工艺往往催生新型设备，而先进设备又促进工艺的发展与应用；同时，先进航空钣金特种成形设备开发能力是一个国家航空制造工程实力的重要标志之一，世界航空工业强国竞相开发先进航空钣金特种成形设备。　　　　特种成形工艺　　　　在这里航空钣金特种成形工艺主要是指（加）热成形、超塑成形／扩散连接、旋压成

3、形及喷丸成形等4类成形技术，该4类特种成形工艺使用设备、成形方式、模具形式、成形温度、主要成形对象、材料（热处理）状态、主要成形零件、工艺优点及国内外水平对比等见表1，成形典型钣金零件见图1，其中国产壁板利用北京航空制造工程研究所负责开发的喷丸成形技术研制，其余国产零件均由北京航空制造工程研究所研制或成形加工。　　　　航空钣金特种成形工艺，与相应的普通钣金成形工艺相比，看似仅仅是工艺影响因素的简单增加或改变，然而每增加或改变一个工艺影响因素往往会使工艺过程复杂程度成倍、成数倍地增加或改变。如钛合金（加）热成形，尽管仅在普通冲压工艺中引入温度这一个工

4、艺因素，但是因此而产生的工艺问题则远不止一个：高效加热与台州亚古机床设备有限公司有效冷却的矛盾、加热平台材料耐热性和热硬性与其加工工艺性之间的矛盾、模具急冷急热破裂、模具表面及内腔高温氧化、模具热涨、零件冷缩、零件表面氧化、模具与毛坯表面润滑、低熔点金属接触腐蚀、材料吸氢、材料与模具粘黏等。面对因工艺过程更加复杂而产生的诸多工艺问题，必须逐个予以有效解决，否则工艺难以获得良好的应用。通常，一项航空钣金特种成形工艺由开发到基本成熟的过程复杂、漫长且充满困难，耗时短则数年、多则十数年甚至数十年，如国内开发钛合金超塑成形／扩散连接技术花费了20余年时间。

5、　　　　作为国内唯一从事航空制造技术研发的专业研究机构，北京航空制造工程研究所在国内长期开发（加）热成形、超塑成形／扩散连接、旋压成形及喷丸成形等技术，并且奠定了良好的技术和应用基础，技术水平处于国内领先水平与世界先进水平；通过合作，在以上航空钣金特种成形技术领域基本满足了过去和现阶段国内航空产品的研制和生产需要，也可部分满足今后的实际应用需要。　　　　与国外相比，国内虽然在技术水平、应用深度及广度上仍然存在一定差距，但是已经具备与国际顶级同行一争高下的坚实基础。　　　　特种成形设备　　　　航空钣金特种成形设备，与以上4类特种成形工艺相对应，包括分

6、别用于（加）热成形、超塑成形／扩散连接、旋压成形及喷丸成形的热压机、超塑机床、旋压机及喷丸机。　　　　1热压机　　　　热压机相当于液压机与加热冷却系统的组合体，目前主要用于钛合金钣金零件的成形。其中液压机类似普通液压机，只是较普通液压机的闭合高度多出大约等于上、下加热冷却系统（平台）厚度之和的高度。热压机加热冷却系统是一对矛盾的统一体，加热系统必须与冷却系统配套使用。冷却系统一般采用水冷，阻断加热平台与床体之间的高温传导与交换，以保证整个机床长时间持续正常工作。　　　　热压机可分为开式和闭式，也可分为单动和双动，各种热压机特点与普通液压机类似。一般

7、带顶料系统以方便取件卸料。此外，也可配套测压系统以便成形出形状更加复杂的零件。　　　　工作温度、加热平台工作区范围及吨位是热压机的3个重要技术指标，国产与国外热压机技术指标正在拉近，但是现实需求等因素决定了国产与国外的热压机之间总体差距在一定时期内仍将继续存在（图2）。台州亚古机床设备有限公司　　　　2超塑机床　　　　超塑机床类似热压机，当前主要用于钛合金零件超塑成形与扩散连接。超塑机床与热压机相比，工作温度高出约200~400℃，加热冷却系统要求更高，机床制造更困难，且必须配套惰性气体气源、管路及气压控制系统。超塑成形／扩散连接高度较大的钛合金钣

8、金零件时，需要额外配备四周加热系统，以保持超塑成形／扩散连接模具温度沿高度均匀分布（图3）。　　　　超塑机床其他方面的情况