第十三章飞机钣金工艺的一般性问题

第十三章 飞机钣金工艺的一般性问题

飞机钣金工艺是航空制造工程的重要组成部分，是使飞机能同时获得高结构效率和优良性能的基础制造技术之一。目前，国内钣金技术落后，设备陈旧，和先进国家相比有较大差距，不能适应我国航空工业的总体发展，应予以足够重视。飞机钣金工艺是航空制造工程的重要组成部分，是使飞机能同时获得高结构效率和优良性能的基础制造技术之一。目前，国内钣金技术落后，设备陈旧，和先进国家相比有较大差距，不能适应我国航空工业的总体发展，应予以足够重视。

一、飞机钣金工艺的重要性 统计资料表明，钣金零件约占飞机零件数量的50％，工艺装备数量约占65％，制造工作量约占20％。钣金工艺是机械制造业的传统技术，是飞机制造工程的支柱工艺之一。飞机整体壁板的采用，发展了喷丸成形。飞机整体组合构件的出现，产生了钛、铝合金超塑成形技术。大型镜面蒙皮在民用飞机的广泛使用，提出了钣金零件表面完整性要求。

飞机是参与市场竞争的高技术产品，民用飞机尤为突出。一种飞机的性能、成本、研制周期是提高市场竞争力的三个要素。据悉，现代歼击机的寿命为8000小时，民用飞机高达6万小时。就飞机的机体而言，表现在气动外形、结构效率和使用寿命。机体大部分零件要借助钣金工艺来制造。只有不断寻求新的钣金成形方法，研制先进的专用设备，才能适应品种、数量多，劳动量大的钣金零件生产，使新的设计构思付诸实现。飞机是参与市场竞争的高技术产品，民用飞机尤为突出。一种飞机的性能、成本、研制周期是提高市场竞争力的三个要素。据悉，现代歼击机的寿命为8000小时，民用飞机高达6万小时。就飞机的机体而言，表现在气动外形、结构效率和使用寿命。机体大部分零件要借助钣金工艺来制造。只有不断寻求新的钣金成形方法，研制先进的专用设备，才能适应品种、数量多，劳动量大的钣金零件生产，使新的设计构思付诸实现。综上所述，钣金工艺技术在航空工业中的地位不容轻视。

二、飞机钣金工艺的特点 飞机钣金工艺之所以有别于一般机械制造的钣金工艺，是由飞机的结构特点和生产方式所决定。钣金零件构成飞机机体的框架和气动外形，零件尺寸大小不一，形状复杂，选材各异，产量不等，品种繁多。大型飞机约3～5万项钣金零件，而其中的个别项目只有一两件。零件有较复杂的外形，严格的重量控制和一定的使用寿命要求。对成形后零件材料的机械性能有确定的指标，与其他行业的钣金零件相比技术要求高，加工难度大。

钣金零件加工以专用设备为主，钣金专用设备是飞机钣金工艺技术发展的标志和工艺技术预研成果的载体。对零件成形质量有着决定性作用。这些设备的研制周期长，技术含量大，投资巨额而社会需求少，设备利用率不高。对非航空产品加工也有相当的适应能力。国内开发和研制此类设备的安排尚不落实。目前，飞机工厂钣金专用设备陈旧，工艺技术落后，远不能适应航空产品的发展需要。钣金零件加工以专用设备为主，钣金专用设备是飞机钣金工艺技术发展的标志和工艺技术预研成果的载体。对零件成形质量有着决定性作用。这些设备的研制周期长，技术含量大，投资巨额而社会需求少，设备利用率不高。对非航空产品加工也有相当的适应能力。国内开发和研制此类设备的安排尚不落实。目前，飞机工厂钣金专用设备陈旧，工艺技术落后，远不能适应航空产品的发展需要。

飞机钣金零件使用的工装品种多，协调关系复杂，工装制造周期长。由于钣金零件的刚度小，加工过程变形大，只有使用足够数量的配工装才能满足设计技术要求。相关工装间的几何信息传递环节多，积累误差大，协调困难。因此，钣金零件的工装设备成为缩短飞机生产准备周期的重要环节。飞机钣金零件使用的工装品种多，协调关系复杂，工装制造周期长。由于钣金零件的刚度小，加工过程变形大，只有使用足够数量的配工装才能满足设计技术要求。相关工装间的几何信息传递环节多，积累误差大，协调困难。因此，钣金零件的工装设备成为缩短飞机生产准备周期的重要环节。为了达到零件设计的各项技术要求，与机械制造其他钣金工艺相比，飞机钣金零件的工艺过程复杂，控制严格。零件外形、尺寸准确度、边缘状况、表面完整性、成形过程材料的组织结构、力学性能变化等都必需采用相应的工艺措施和动态的检测手段，以满足零件的设计技术条件。

钣金工艺的发展取决于飞机结构的改进、新型材料应用和工艺技术自身的进步。军用飞机不断提高的战术技术指标，民用飞机安全、长寿、舒适和市场需求；比重小、刚度大、强度高、耐腐蚀材料的使用；钣金工艺和其他加工工艺的相互补充、渗透；加之航空钣金工艺汇集的大量实践经验；各种学科的科学知识和专门技术的采用；将使飞机钣金工艺发展成一门综合性应用技术。

三、飞机钣金零件分类 飞机钣金零件分类也就是根据零件的相似性，按照一定的原则对零件进行分类。相似性分为材料相似性、工艺相似性和结构相似性。材料相似性指材料品种、状态的相似性；工艺相似性指零件的加工方法、工艺装备和使用设备的相似性；结构相似性指零件的尺寸、形状、使用部位以及零件上所具有的结构要素的相似性。

表13.1 飞机钣金零件常用分类法

飞机钣金零件分类 挤压型材零件板材零件管材零件压下陷型材压弯型材滚弯型材拉弯型材复杂型型材扩口弯曲导管滚波卷边弯曲导管异形弯曲导管焊接管无扩口弯曲导管平板零件板弯形材零件拉伸零件蒙皮成形零件整体壁板落压零件橡皮成形零件旋压零件热成形零件爆炸成形零件超塑成形零件局部成形零件

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