航空可切削塑料拉形模型面開裂分析及其控制

張勇兵 ， 蘇艷紅 ， 鄭再陽

（1.中航工業成都飛機工業（集團）有限責任公司，成都 610091；2.成都航空職業技術學院,成都 610100）

現代民用客機的蒙皮材料正在向金屬復合材料方向發展，但以鋁合金材料為主的金屬材料仍在大量應用。波音787飛機蒙皮以非金屬復合材料為主、鋁合金材料為輔，空客A380飛機蒙皮以鋁合金料為主、金屬復合材料為輔，其他型號的民用客機蒙皮也在同時運用金屬材料和非金屬復合材料。因此，研究金屬材料蒙皮的高質量、低成本成形仍具有廣泛的現實意義。

復雜曲面的鋁合金材料蒙皮主要采用拉形工藝，每架飛機的蒙皮數量從數十張到數百張不等，每張復雜曲面的鋁合金蒙皮都需要一套對應的拉形模。拉形模質量決定每張蒙皮的幾何精度質量和表面質量，拉形模是確保鋁合金蒙皮質量的重要工藝裝備。單套拉形模的制造成本從數萬元到數十萬元不等，每個機型的拉形模總成本會達數百萬元甚至上千萬元。

因此，拉形模制造總成本是飛機制造總成本的重要組成部分。基于此，提升拉形模質量、降低拉形模成本是各航空工藝裝備制造商研究的重要內容之一[1]。

近年來，大型拉形模需求越來越多，但在生產過程中發現拉形模可切削塑料型面開裂現象越來越普遍，成為影響飛機研制、批量生產的重大質量問題。

1 拉形模型面開裂的原因分析

1.1 傳統的拉形模結構

早期的拉形模結構是“木質基體+環氧樹脂型面”，由于木質基體容易變形、破損、腐爛，壽命短、精度差，而且用于制造大型拉形模（民用客機蒙皮長度一般都超過3m，有的達到10m有余）時木質基體與可切削塑料層均開裂嚴重，如圖1所示。……