大型薄壁复杂特征板材双向加压充液成形技术

随着航空技术的发展，新一代飞机对气动性能和外观要求越 来高，飞机钣金零件朝着高强度，高精度、高表面质量和表面特 征复杂的方向发展。高强铝合金材料由于质量轻，强度高、耐腐 蚀性强、疲劳性能好等诸多优点，在飞机结构件上大量应用，但 是铝合金塑性差，延伸率低，厚向异性指数小，硬化指数低，对 于型面复杂变形较大的钣金零件在成形过程中容易出现起皱和 开裂缺等陷。传统的铝合金类大型薄壁带有复杂特征的零件加工 采用爆炸成形的方法，爆炸成形是压力加工专业中的一门特殊工 艺，它受到场地,工作条件，工作环境等因素的限制。在实际生 产过程中,对于形状复杂的零件欲通过计算给出准确的药量是十 — 28 — 分困难的,因此往往是先对零件形状进行简化,然后通过计算估 算药量,在爆炸过程中再适当加以调整，增加加工道次；复杂零 件需要多炮爆炸成形，其能源利用率较低。在爆炸成形中真空度 要求较高，否则零件会出现烧伤反鼓现象，表面质量很差，需要 人工进行二次修复。 板式充液成形方法是一种利用柔性的液体介质替代部分传 统刚性模具，使坯料在高压液体的作用下按照预先设计的轮廓发 生塑性变形从而成形出所需零件的先进成形方法，具有节省工序、 简化模具结构、降低成本等优点。成形出的零件具有成形精度高， 表面质量好，壁厚分布均匀，回弹小、成形极限高等优点。特别 适合结构复杂的零件的成形。但是要成形带有小圆角特征的大型 板材零件，需要较高的成形压力，设备的吨位需求也相应的提高， 因此设备的吨位成为制约此类零件成形的主要因素。 该项目研发出一种在不增加设备合模吨位情况下，高效、高 精度的大型薄壁复杂特征板材双向加压充液成形方法。该技术将 薄壁板料单面涂抹润滑油进行润滑处理；将润滑后的板料在预成 形模具中进行预胀形，成形出零件的大致形状；然后将预成形出 的板料在整形模具中进行反向整形，成形出小的圆角特征；将零 件的工艺补充面切除后制成最终零件等步骤。 该技术提供的大型薄壁复杂特征板材双向加压充液成形方 法能够充分发挥材料的塑性，有效的控制零件的壁厚减薄率，而 且能够成形出带有任意复杂浅特征的板材零件。与传统的此类零 件制造方法