航空鞍形鈑金件加工工藝

空軍93199部隊飛機修理廠 朱金華，曲培磊，鞏偉東

航空鞍形鈑金件加工工藝

空軍93199部隊飛機修理廠 朱金華，曲培磊，鞏偉東

在鈑金加工作業過程中，選擇正確、科學的鈑金加工工藝能夠很好保證產品加工質量，此外也能有效地規范和指導鈑金加工工作。所以這就要求我們在鈑金加工過程中，對加工工藝進行有效深入的研究，確保所使用鈑金加工工藝能夠滿足鈑金加工需要。結合鞍形鈑金件特點，提出加工方法、產生缺陷的原因及預防措施，為保證飛機可靠性維修提供了有力的技術支撐。

鈑金件是飛機的重要組成部分之一，整個飛機由幾百個、甚至上千個鈑金件組成。鈑金件除了起保護和美觀作用外，主要是飛機承受氣體阻力的主要載體。鈑金件質量與壽命，還會因質量及變形原因而增加空氣對飛機的阻力，使整機品質、性能下降，因此，保證鈑金件質量至關重要，所以說在飛機修理過程中對不合格的鈑金件進行加工更換是保證飛機性能的重要手段。

鈑金加工概述

鈑金加工不僅包括了傳統的切割下料、沖裁加工、彎壓成形等方法及工藝參數，還囊括了各種冷沖壓模具結構與工藝參數，以及各種設備原理及操作方法。

鈑金加工“收”的方法是根據金屬材料壓縮原理，使板料或型材在收縮成形時達到所需尺寸、形狀的一種加工方法。

鈑金加工“放”的方法是根據金屬材料拉深原理，使板料或型材在拉深成形時達到所需尺寸、形狀的一種加工方法。

航空鈑金件的特點

盡管自動化技術已用于制造各種薄板金屬零件、模具和模具零件中，但這些工藝技術的應用主要還是依賴于人的經驗與判斷。

在加、改裝項目及修理過程中，經常需要配制部分鈑金件。如飛機蒙皮、桁條的變形修理、整流罩、排氣管的制作等（見圖1），這類零件形狀變化復雜、品種多、批量少，不便采用機械成形，所以用人工敲制成為飛機修理過程中的主要加工制作途徑。

圖1 鈑金零件

薄板與型材的收放在飛機修理中占有非常重要的地位，有一些薄板拱曲都是采用收放結合的方法，這樣既可以保證成形質量，又可提高成形效率，在使用上又比較機動靈活，能收則盡量收，不能收則放。鞍形零件的成形就是其中的一種。

圖2 鞍形鈑金件

圖3 鞍形件的拋物線

圖4 在鐵砧上敲制鞍形板件

圖5 收縮橢圓部分

圖6 在模胎上敲制鞍形板件

鞍形零件加工工藝

（1）鞍形零件工藝分析 鞍形零件兩根軸線，彎曲方向相反，兩根軸線彎曲程度還往往不相等。彎曲程度較大的一根軸線(如圖2所示X軸)是板件主要彎曲方向，彎曲程度較小的另一根軸線，是板件的次要彎曲方向。

板件主要彎曲方向的變形程度較大時，應首先成形，可以減少工作的困難。因此，成形時，采取先主后次的辦法，即先使板料X軸彎曲，將板料彎成（見圖3）拋物線形狀，解決了主要彎曲方向變形后，再使Y軸方向彎曲，解決次要方向變形使其形成鞍形。使Y軸彎曲的方法，仍然可采用“放”的方法或“收”的方法以及“收”、“放”結合的方法。

（2）用“放”的方法敲制鞍形板件 用“放”的方法敲制鞍形板件，就是使板料四邊產生程度不等的延伸變形。圖3為4條拋物線，每條拋物線所包圍的范圍為延伸區。該區域的延伸變形是從大到小逐漸變化的。越靠近邊緣延伸變形越大，越靠近拋物線變形越小。四條拋物線所構成的“X”形區接近非延伸區，敲制時，應避免該區域的材料產生過量延伸變形，否則就要加大延伸區的變形程度，費工費時，甚至影響成形質量。

用“放”方法敲制鞍形板件，可以在砂袋上進行，也可以在木墩或鐵砧上進行。圖4是在鐵砧上敲制鞍形板件情形。用扁頭錘錘擊板料四邊，使其產生不等延伸變形。錘擊時，扁頭錘短軸應與伸長方向一致，使板料有效產生延伸變形，并用樣板進行經常檢查。當形狀基本達到要求后，應改用錘的圓頭部分進行錘擊，這時，錘擊要輕，檢查要勤，防止在修平過程中板料邊緣處產生過多的延伸變形。在鐵砧上敲制零件時，板料處于三向壓應力狀態，塑性較好，不易裂紋；但變形抗力較大，成形效率較低。因此，只適宜敲制變形程度較小的板件。

（3）用“收”的方法敲制鞍形板件 用“收”的方法敲制鞍形板件，就是使板料中部產生程度不等的收縮變形。收縮區為圖的橢圓部分（見圖5）。越靠橢圓中間收縮變形越多，越靠橢圓邊緣收縮變形越少。橢圓以外的區域近似非收縮區，在該區域里應避免產生過量收縮變形。

用“收”的方法敲制鞍形板件，通常在模胎上進行（見圖6）。成形時，將板料彎曲成一定形狀，用帶子固定在模胎上，然后用鉛條或橡皮抽打板料，使其產生收縮變形。抽打時不要無目的地東抽西打，而應從兩端開始，逐漸推向中央，使板料一部分一部分地與模胎貼合。在模胎上敲制鞍形板件，材料處于兩壓一拉的應力狀態和兩向收縮一向延伸的應變狀態，塑性較好，變形拉力較小，比較容易成形，而且板件的形狀主要由模胎來保證，成形質量較高。

（4）用“收”、“放”結合的方法敲制鞍形板件 用“收”、“放”結合的方法敲制鞍形板件，就是把上述兩種方法結合起來使用。通常用來敲制一些變形程度較大的板件。因此只用“放”的方法來敲制變形程度較大的板件，會使板料邊緣由于過度的延伸而變薄，甚至可能被拉裂，只用“收”的方法來敲制變形程度較大的板件，由于板料中部收縮過多，容易出現皺摺，甚至產生裂紋而報廢。當采用“收”、“放”結合的方法，可以使板料的邊緣和中部產生變形，從而減少非變形區，減少各處材料的變形程度，為板件的成形創造有利條件。例如，在模胎上使板料中部收縮之前，先將板料的四周放一放，就可以減少板料中部的收縮變形，也就容易成形。

鞍形板件產生缺陷的原因

（1）在“放”的過程中破裂失穩 在“放”的過程中導致破裂失穩，破裂產生的主要原因：一是由于板面在敲打錘擊過程中用力過大，造成局部毛坯過度受拉導致零件破裂；二是材料在敲打錘擊過程中會因冷作硬化而使塑性降低，導致零件破裂。

（2）在“收”的過程中起皺失穩 在“收”的過程中導致起皺失穩，起皺產生的主要原因：一是由于板面在敲打錘擊過程中用力過大，造成局部毛坯受壓引起零件起皺；二是材料在敲打錘擊過程中會因冷作硬化而使材料流動不均勻與過剩等引起的堆積。

鞍形板件產生缺陷的預防措施如下：

（1）在“放”的過程中預防破裂的措施 ①嚴格按照設計要求，采用性能延伸良好的塑性材料。②避免微小、深劃痕跡（拉絲）的材料。③盡量避免拉絲、拉絲紋路與延伸方向一致。④為避免材料錘擊過久而產生冷作硬化，在加工過程中，應及時對材料進行退火處理。

（2）在“收”的過程中預防起皺的措施 ①嚴格按照設計要求，采用性能收縮良好的塑性材料。②避免麻點、斑痕表面粗糙的材料。③板料與胎模固定要牢靠，敲打要均勻，由外而里，逐步成形。④為避免材料錘擊過久而產生冷作硬化，在加工過程中，應及時對材料進行退火處理。

結語

鈑金加工的過程是理論與實踐的結合，是將有關機械制造的基本工藝知識、基本工藝方法和基本工藝實踐等有機結合起來的一道制作過程。鈑金加工流程每個環節都很重要，任何一個環節出現問題都會影響到產品的加工質量，因此必須確保每道工序的準確性，只有這樣才能做出外觀精美、質量合格的鈑金件。

對關鍵尺寸的描述

結語

對于單位長度的板料與折彎上模，折彎力與板厚平方乘正比，與板料抗拉強度成正比，與折彎下模槽寬成反比。折彎上模可承受最低壓力與鵝頸等效厚度的平方成正比，與模具材料屈服強度成正比，與鵝頸等效長度成反比。了解這些特性并輔以有限元分析后可以幫助我們設計出更加合理的折彎模具。