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铝合金液
科普|航空铝合金特种成形方法(超全必收藏) 发表时间 : 2023-11-22 来源: 铝合金液

  常用爆炸成形法方法是模具和工件都浸没在水中,金属板材由一环形夹固定在模具内,将模具形腔内的空气抽去使其成为真空状态,炸药放置在工件和形腔之间。同时炸药与工件保持一定的距离,炸药放置在深水里面,

  如北美航空公司用爆炸加工法生产了“土星”宇宙火箭助推器用的直径10m(33ft)的2014铝合金球形封头瓜瓣零件,航空通用动力公司也用此法生产了厚度为3.175mm(0.125in)直径1371mm(54in)的AMS6434高强度钢封头。中国研制了最大厚度40~50mm、直径3m的大形封头。

  另外有一种罐装弹药或桶装弹药的密闭系统,这种系统通常用来制造比喷射系统更小的零件,所有的能量都作用在模腔的内壁上,罐装弹药所释放的能量迫使金属板材按照模腔内壁形状成形。

  电液成形也称放电成形,是航空铝合金钣金成形中一种比较独特的高能成形工艺,该成形过程的能量由细金属线的燃烧来提供,该成形工艺适用于比较小的成形零件

  制造过程中用环形夹将金属板材毛坯固定在模具顶部,将板材下部的模腔抽成真空状态,金属丝熔化后,存储在电容内的电能就通过电极和导线放电

  水产生的冲击波将工件压至模腔内成形。电液成形产生的冲击波能量比较小,产生的冲击力也较小,所以适合用于薄板的成形,每放电一次,连接两电极的电线就需更换一次

  其成形原理是:将通电线圈放置在靠近板材的地方,连接两电极的通电线圈中电流发生骤变,于是在线圈周围就会产生磁场,当导体处于变化的磁场中时,该导体内部将会产生电流。

  通电线圈能够准确的通过所期望的效果放置在工件内表面,也可放置在工件上表面。许多电磁成形用来扩大管道管径或扩大管道某个部位的管径,该成形方法通常用于成形较薄的钣金零件,如航空结构中常用的管形件

  液压成形也被称为“内高压成形”,它的基础原理是以管材作为坯料,在管材内部施加超高压液体同时,对管坯的两端施加轴向推力,进行补料

  板材液压成形是采用液体作为传力介质,代替刚性凸模或者凹模,使金属板材在压力作用下贴模,加工所需形状曲面零件的成形工艺。由于液体的运用,使得成形压力均匀,零件回弹小,表面上的质量和尺寸精度高,模具成本低。因此,液压成形得到普遍的适用。

  管材液压成形技术,也叫内高压成形技术,它是将管材置于模具中,利用管材内部充入的混合液体产生的压力,使材料膨胀最后流入模具内

  橡皮囊液压成形原理是橡皮隔膜将高压液体和板料分隔开,省略了另外一个半模,充入的高压液体将橡皮隔膜胀形,其胀形压力使板坯贴模成形

  液压拉深成形是采用高压液体介质代替刚性模具,使板材在液体介质压力作用下贴模成形为所需零件。欧美、日本等国家开展此技术较早,并应用于航空发动机、运载火箭整流罩等复杂零件成形中

  与传统的冲压工艺相比,液压成型工艺在减轻重量、减少零件数量和模具数量、提高刚度与强度、降低生产所带来的成本等方面有着非常明显的技术和经济优势

  液压成形是实现结构轻量化的一种先进制造技术。对于空心变截面结构件,传统的制造工艺是先冲压成形两个半片,然后再焊接成整体,而液压成形则可以一次整体成形沿构件截面有变化的空心结构件。

  温热成形技术能提高板材的成形性,并得到均匀厚度的零件,适合小批量零件的生产。

  喷丸成形技术是利用高速弹丸撞击金属板材表面,使受撞击表面及其下层金属发生塑性变形而延伸

  目前,喷丸成形技术在波音公司和空客公司已发展成为一种相当成熟的壁板成形手段

  ,德国 KSA公司采用喷丸成形技术成形Ariane5动力模块框架的锥形板,为空客 A380 提供了机身整体壁板制造的数控喷丸强化和喷丸成形设备,美国 MIC 公司(Metal ImprovementCompany)采用预应力喷丸成 A380 超临界机翼下壁板。我国于2006年成功实现了ARJ21超临界机翼整体壁板喷丸成形。

  随着喷丸技术的发展,涌现了一些新的喷丸技术:激光喷丸、超声喷丸和高压水喷丸技术。

  激光喷丸代替传统的金属、陶瓷或者玻璃喷丸,其激光能量脉冲直接作用于零件特定部位,产生的冲击波能够压缩金属表面

  激光喷丸还能够适用于成形较大的复杂轮廓部件的成形,如美国的MIC公司采用此成形技术成形波音747-8飞机机翼蒙皮面板。多点模具成形技术

  多点模具成形技术是把模具曲面离散成有限个高度可调的基本单元,用这些单元代替传统模具进行三维曲面成形,柔性多点模具,用于飞机蒙皮拉伸成形。它根据零件的外形,通过数字化程序控制成形工具按照一定轨迹逐步成形零件。

  英国剑桥大学、美国西北大学和坎布尔印度理工学院等均对渐进成形进行了研究。国内的研究机构,如西北工业大学、哈尔滨工业大学和南京航空航天大学等也均对此技术进行了研究。

  “蠕变”一般是指材料在高温和低于材料宏观屈服应力条件下发生的缓慢塑性变形行为。蠕变时效成形技术(时效应力松弛成形技术),是将人工时效和成形制造相结合,利用了铝合金材料在弹性应力作用下在一定温度发生蠕变变形,从而得到一定形状的结构件。

  。将整体壁板和工装/模具一起放入热压罐,然后将温度上升至人工时效温度,并保温一定的时间。在保温的过程中,由于材料受到人工时效、蠕变和应力松弛的耦合作用,材料内部微观组织发生显著变化,部分弹性变形逐渐转化为了塑性变形。同时,在人工时效的过程中,材料完成了时效强化的过程,材料的性能得到一定的改善;

  1) 蠕变时效成形时,外加应力一般低于材料的屈服应力,蠕变时效成形过程减小了构件引发损伤甚至破裂的可能性

  2) 利用材料的蠕变特性和时效强化,在成形的同时,完成了对构件材料的人工时效强化过程,材料的微观组织得到改善,力学性能得到提升

  4) 蠕变时效过程中,构件内部残余应力基本上可完全被释放。因此,成形构件的尺寸相对稳定

  由于蠕变时效成形技术具有上述优点,美欧等西方发达国家很早就开始研究蠕变时效成形技术。

  B-1B机翼整体壁板曾被认为是飞机工业发展史上制造的结构最复杂、尺寸最大的机翼壁板。

  在民用飞机方面的也得到了应用,麦道、空客和波音等早期机型已经部分应用了蠕变时效成形技术。