鈑金件滾彎工藝成形、零件檢測與缺陷研究

艾軍恩，黃 偉

(航空工業洪都,江西南昌 330024)

0 引言

隨著航空工業的突飛猛進，飛機對產品性能的要求提升，推動工藝技術方案不斷取得突破。新型材料的試用，工藝方法的革新，新技術的推廣使用為飛機制造提供了技術支持與保障。三維四輥先進數控型材滾彎機采用數字輸入或代碼輸入式軟件，對“2”、“L”、“工”字型材及框板進行鈑金滾彎成形。本文對產品缺陷的分析提出了改進方案，確保了新型鋁合金及鋁鋰合金等材料在飛機上廣泛應用的安全可靠性。

1 滾彎成形過程及工藝分析

1.1 成形過程

傳統滾彎工藝成形有手工三軸滾彎機成形和液壓滾彎機滾彎成形。步驟分為：人工送料進滾輪，調節滾彎間隙及壓力，滾輪帶動零件滾彎成形。MC4P431IAS三維四輥數控型材滾彎機床加工產品時，根據零件材料、規格、牌號、尺寸、曲率等輸入X、W、Y數值或零件代碼，調整左右輪初始值及上下滾輪間隙，按滾動鍵對照反外樣板或者檢驗模對零件成形。采用漸進式滾彎，逐漸成形至達到零件彎曲曲率。滾彎后可用反外樣板或檢驗模檢驗零件，對出現的零件曲率不對或扭曲，可對零件進行滾彎校正或鈑金校正，滾彎校正只可進行同向校正。

1.2 工藝分析

1.2.1 滾彎

滾彎（圖1）是通過滾模在摩擦力的作用下，自動咬入前進，產生塑性變形，實質就是連續不斷的彎曲而沒有拉力的作用。數控滾彎機左右滾輪可以上下調節，上下移動“LEFT”操縱桿或“RS”操縱桿，左側和右側輥軸就可以向里或向外移動，控制扭曲變形，以適應彎制不同曲率半徑的零件（圖2）。零件理論彎曲半徑應大于型材滾彎成形最小彎曲半徑。

1.2.2 擠壓型材的成形方向（圖3）和常見類型（圖4）

允許的最小成形半徑為型材高度的300倍，在整個滾彎成形過程中，不允許零件出現測量半徑小于型材高度的300倍，以防止零件出現變形。材料在冷變形過程中，晶格孿動產生塑性變形和彈性變形，引起強度、硬度的提高，塑性、韌性下降。其中，彎曲回彈表現在曲率減小、彎角增大兩個方面，影響因素有：

1）材料機械性能；

2）相對彎曲半徑值；

3）彎曲角（指彎曲弧所對的中心角）；

4）曲率條件（彎曲方式，模具間隙、零件的形狀、一次彎曲成形角數量）。

1.2.3 滾彎成形過程部分工序流程

領料→滾彎→制下陷→校正→檢驗→硬度檢測→滲透檢查。

2 滾彎成形校正后的技術檢測

2.1 尺寸要求

按反切外樣板或者檢驗模具檢驗零件，外形公差及角度公差±1°符合作業指導書和技術規范的要求，平面度0.3mm、直線度0.3mm、面輪廓度0.2mm均應控制在規范要求之內。

按外形樣板檢驗時的偏差：

1）屬理論外緣和有裝配關系的，偏差為（+0.3，-0.2）mm；

2）屬非理論外緣和無裝配關系的，偏差為±0.5 mm。

2.2 成形零件的貼合檢查(圖5)

按型胎和檢驗模檢驗時的間隙：

1)屬理論外緣和有裝配關系的，間隙為0～0.3mm；

2)屬非理外緣和無裝配關系的，間隙為0～0.5mm。

在測量零件時可局部加力使零件與它的檢驗模貼合，使用塞片在貼合處測量，所施加的力（約5kg/cm2）與間隙大小按照檢驗依據要求不超過技術條件的限制。

如果規定的最小間隙保持不變，則可按間隔距離長度的一半計算施加1/2的力，或者施加等量的重量加載來檢測零件的不貼合度。

在加壓后的一處符合公差要求，但另外一處超過公差要求的情況則產品視為不合格。

2.3 扭曲檢測

可在檢驗模上貼靠檢測，零件緣條面貼合檢驗模平面，彎邊貼靠臺階面檢測型材扭轉。

2.4 彎曲變薄處檢查

對于零件彎曲變薄處，需進行最小厚度檢查，Smin=材料下偏差-允許變薄量,允許變薄量為0.2公稱尺寸。考慮飛機的強度要求和安全性能及壽命，工藝上還需安排滲透檢查。

以上各項檢驗若與零件圖樣要求不一致時，以零件圖樣為最終檢驗依據。

2.5 表面質量要求

表面質量：不允許有裂紋、劃傷、擦傷、壓痕、凹陷、粗晶、毛刺、銹痕、剝層、氣孔、可見的非金屬雜質等。

工廠常用樣板比較法（目測和手摸）、觸針式儀器測量表面粗糙度。表面粗糙度按圖紙、技術規范要求，所有采用打磨去除毛刺及擦傷、凹坑的鋁合金零件應清洗和預滲透侵蝕處理，并做滲透檢查。擦傷、凹坑處打磨深度不能超過材料下偏差，且周圍圓滑過渡，沒有明顯凹痕。對于包鋁層板材，打磨深度不能超過包鋁層厚度，可滴NaOH在零件打磨處，看是否有變黑判斷，如變黑則說明打磨穿透包鋁層，然后滴HNO3進行中和。

3 滾彎零件常見故障原因分析及排除方法

3.1 在三軸手動和液壓機床上滾彎，出現缺陷與排除方法（表1）

表1 三軸手動和液壓機床上滾彎缺陷與排除方法

3.2 在三維四輥數控型材滾彎機床上出現的缺陷及排除方法（表2）

表2 數控滾彎機滾彎型材出現的缺陷及排除方法

4 結語

本文探討了鈑金件滾彎成形工藝及零件技術檢測，對滾彎型材在生產過程中容易產生的各種缺陷特征進行了分析，并提出了糾正措施，可為解決鈑金件滾彎成形過程中出現的各種質量問題提供參考。

[1]王海宇.飛機鈑金工藝學[M].西北工業大學，2011，2.

[2]胡智華等.C919客機型材滾彎成形工藝研究項目技術總結報告[M].南京航空航天大學，2015,5.

[3]航空工業檢驗員手冊編寫組.航空工業檢驗員手冊[M].北京：國防工業出版社，1979,8.