第4章 飞机钣金零件制造
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飞行器钣金和铆装技术飞行器钣金和铆装技术是航空工程领域中重要的技术之一。
钣金工作是指用薄板金材料制造飞行器零部件的过程,而铆装工作是在钣金工作完成后用铆钉将各个零部件连接起来的过程。
本文将从以下几个方面展开讨论。
一、钣金技术钣金是指通过各种冲压、折弯、裁剪、压铸、拉伸等工艺对飞行器金属薄板进行成形。
飞行器钣金在制造过程中需要考虑多种因素,如轻量化、大小、强度等。
常见的钣金材料有铝合金、钛合金、锌合金、镁合金等。
其中,铝合金由于重量轻、耐腐蚀、加工性能好等特点,成为了航空工程领域中使用最广泛的材料之一。
钣金过程可分为以下几个步骤:1.设计:根据零部件的功能和彩图,设计出对应的模具,并结合材料特性和其他相关影响因素,进一步完善设计方案。
2.裁剪:将原材料按照尺寸要求进行切割,并计算出合适的裁剪量和裁剪方式。
3.冲压:将钣金加工成需要的形状,采用压力为材料施加外力,使其沿着模具形状变形而成。
冲压是钣金工艺中最常见的方法之一,可用于形状简单的零部件和大量生产的零部件。
4.折弯:将冲压好的零部件按照要求在指定位置折弯成形。
折弯通常需要在钳子、压辊或机械卷曲器中进行。
5.进一步加工:涵盖了打孔、切割、铣削等加工过程,根据零部件的需求将其进一步加工成所需的形状。
二、铆装技术铆装技术是将钣金成品组成的过程。
在飞行器钣金制造完成后,需要将各个零部件通过铆钉等连接件连接起来,形成整个飞行器的机身或部分机身。
铆钉作为连接件使用时需要经过以下几个步骤:1.钻洞:在需要连接的钣金零部件上钻相应的洞。
钻孔通常在整个过程中是最关键的环节之一。
专业的钻孔设备可以保证孔径尺寸和距离的精确量度。
2.调整:将所有零部件加工完成后,需要将其进行调整。
调整主要是通过螺栓、螺母进行的。
调整后的零部件可以保证在铆装过程中的位置相对稳定。
3.铆接:将铆钉插入洞中,然后在反面用铆钉枪将铆钉固定或穿过所有零件并固定。
铆钉连接通常具有以下几个特点:1.强度高:铆钉连接可以提供强大的力学性能,确保飞行器零部件的固定和连接。
飞机制造技术流程飞机制造技术流程飞机机体制造要经过工艺准备、工艺装备的制造、毛坯的制备、零件的加工、装配和检测诸过程。
下面是店铺为大家分享飞机制造技术流程,欢迎大家阅读浏览。
制造过程飞机机体制造要经过工艺准备、工艺装备的制造、毛坯的制备、零件的加工、装配和检测诸过程。
飞机制造中采用不同于一般机械制造的协调技术(如模线样板工作法)和大量的工艺装备(如各种工夹具、模胎和型架等),以保证所制造的飞机具有准确的外形。
工艺准备工作即包括制造中的协调方法和协调路线的确定(见协调技术),工艺装备的设计等。
主要材料飞机机体的主要材料是铝合金、钛合金、镁合金等,多以板材、型材和管材的形式由冶金工厂提供。
飞机上还有大量锻件和铸件,如机身加强框,机翼翼梁和加强肋多用高强度铝合金和合金钢锻造毛坯,这些大型锻件要在300~700兆牛(3~7万吨力)的巨型水压机上锻压成形。
零件加工主要有钣金零件成形、机械加工和非金属材料加工。
金属零件在加工中和加工后一般还要热处理和表面处理。
飞机的装配是按构造特点分段进行的,首先将零件在型架中装配成翼梁、框、肋和壁板等构件,再将构件组合成部段(如机翼中段、前缘,机身前段、中段和尾段等)。
最后完成一架飞机的对接。
装配装配中各部件外形靠型架保证,对接好的全机各部件相对位置,特别是影响飞机气动特性的参数(如机翼安装角、后掠角、上反角等)和飞机的对称性,要通过水平测量来检测。
在各部件上都有一些打上标记的特征点,在整架飞机对接好后,用水平仪测出它们的相对位置,经过换算即可得到实际参数值。
总装工作还包括发动机、起落架的安装调整,各系统电缆、导管的敷设,天线和附件的安装,各系统的功能试验等。
总装完成后,飞机即可推出外场试飞。
通过试飞调整,当飞机各项技术性能指标达到设计要求时即可交付使用。
制造方法飞机制造从零件加工到装配都有不同于一般机器制造的特点。
零件加工飞机生产的批量小,生产中还要经常修改,所以飞机钣金零件(蒙皮、翼肋、框等)的制造力求用简单的模具。
实验1 板材剪切实验一、实验目的1、掌握板材剪切的工艺原理和方法2、计算剪切过程中的剪切力3、验证板材剪切的截面断裂特点二、实验仪器设备和工具1、龙门剪床2、铝合金板材3、游标卡尺、钢板尺三、实验原理和方法将板材置于上、下剪刃之间(如图1所示),上剪刃下行,当剪切力足够大时,被剪材料首先产生弯曲和伸长的弹性变形;然后,出现细微裂纹,裂纹随着剪切力的增加而扩展,直至材料被分离。
图1 板材剪切示意图刃口间隙合理,则剪切质量好,材料断面平整规则。
如果间隙过小,易使刃口磨损,增大剪切力;间隙过大,易引起板料弯曲,降低断面质量并出现较多毛刺,尺寸精度也降低。
刃口间隙的一般选取板厚t 的2%-5%。
剪切力F 的大小与剪切断面的面积S 、材料的抗剪强度有关τ;另外,考虑到剪切间隙不均匀、剪刃磨损、材料状态的不同,会使得剪切力偏大,因此在计算中引入修正系数K 。
材料的尺寸如图2所示,剪切力的计算公式(1)和(2)所示:(1) (2)图2 材料的尺寸剪切后的断面一般分为四个区域,如图3所示。
1、圆角带,由材料发生塑性变形而来; 2、光亮带,由剪刃挤压板料形成; 3、剪切带,由材料分离形成的; 4、揉压带,由下剪刃挤压形成。
图3 剪切断面形貌四、实验步骤1、设计好本实验所需的各类实验表格;2、用游标卡尺和钢板尺测量板材试样的尺寸;其中,板材厚度需要在不同位置测量三次b1/b2/b3,取平均值b;3、检查机床状态、周围环境、线路是否处于安全状况;4、将板料安装好,根据板厚调整剪切间隙,选取间隙为板厚的2%;5、查资料得到铝合金板料的剪切强度,根据剪切力的计算公式,计算剪切过程中的剪切力;6、加载,观察剪切过程中的材料变形情况;7、剪切后,观察断面的形貌特征;8、实验完毕,整理设备和现场。
五、数据处理1、根据实验所测得数据计算实验过程中板材所受到的剪切力;2、验证板材剪切断面的形貌特征。
实验2 板材滚弯实验一、实验目的1、计算毛料的展开尺寸2、验证三轴滚弯机滚轴的位置对板材弯曲特点的影响规律二、实验仪器设备和工具1、三轴滚弯机2、铝合金板材3、游标卡尺、钢板尺三、实验原理和方法板料滚弯时,毛料在滚轴作用力和摩擦力的连续加载下,通过滚轴产生塑性弯曲变形,如图1所示。
国外航空钣金专用制造技术与装备发展飞机钣金制造技术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,也是飞机制造工程的支柱工艺之一。
飞机钣金制造技术水平是一个国家飞机制造技术水平和能力的主要标志。
钣金零件构成飞机机体的框架和气动外形,零件尺寸不一、形状复杂、选材各异、品种繁多,有严格的重量控制和一定的使用寿命要求。
航空制造业对成形后零件的机械性能有确定的指标要求,与其他行业的钣金零件相比技术要求高,制造难度大。
航空钣金零件的制造除采用通用的方法外,还有本行业独特的工艺技术,随之产生了相应的钣金专用制造装备。
本文给出了蒙皮拉形、柔性多点切边、镜像铣削型材拉弯、橡皮成形、喷丸成形、蠕变时效成形、充液成形、热冲压成形、超塑成形/ 扩散连接等航空钣金专用制造技术与装备的国外最新进展。
各种钣金制造技术与装备1 拉伸成形技术与装备拉形工艺主要用于成形飞机外表双曲蒙皮零件。
拉形工艺主要分为两种:包覆拉形和拉包成形。
前者主要用于成形简单曲率蒙皮零件,具体工艺过程如下:将毛料包覆在模具上,然后进行补拉。
后者主要用于成形型材和复杂形状蒙皮。
这种情况下,毛料首先预拉,然后恒力包覆,等零件完全包覆模具后,施加补拉。
国外数控蒙皮拉形机基本可以分为4 类:横拉机、纵拉机、纵横合一综合拉形机以及转臂式拉形机。
典型的如法国ACB 公司生产的FET 型横拉机,其最大成形力可达到2500t,它有4 个独立水平油缸和4 个独立垂直油缸,控制一对夹钳进行板材拉伸。
法国ACB 公司FEL 纵拉机的最大成形力达到2×1000t,其夹钳包括多个夹钳块,每个夹钳块可以相对转动,以使夹钳顺应零件端面外形,设备如图1 所示。
美国Cyril-Bath 公司VTL 型纵横合一综合拉形机除既可进行横向拉伸成形,又可进行纵向拉伸成形外,还可以通过更换夹钳实现型材的拉弯成形。
L&F 公司生产的转臂式拉形机如图2 所示。
飞机钣金零件成型工艺及设计分析◎吕知先(作者单位:哈尔滨飞机工业集团有限责任公司)在飞机机体制造当中,钣金零件的应用率较高,是所应用零件总量的七成左右。
在具体应用过程中,所应用到的钣金零件种类繁多,且每种只需要应用极少的数量,同时钣金零件尺寸较大,刚性相对较小,易出现变形问题。
如该零件的质量不合格,不仅会对整个飞机的质量产生影响,也会使飞机制造工作延后,因此,必须合理进行钣金零件的设计,严格控制其加工工艺,以提高该零件的加工质量。
一、飞机钣金零件类别分析钣金零件是指通过钣金加工,即金属毛料通过手工或模具施加压力而产生塑性变形,达到所希望形状和尺寸而形成的零件。
按照原材料供应状态的不同,飞机钣金零件可分为挤压型材零件、板材零件及管材零件,分别由型材、薄板及管材通过相关成型工艺制作而成。
挤压型材零件主要适用于长桁、缘条、梁、支柱、连接角片类型材零件,按照型材原材料及零件特征,制造时可按照自身工艺能力选择闸压、滚弯、绕弯及拉弯工艺中的一种或几种进行。
板材零件主要适用于平板、蒙皮、框肋、口盖及整体壁板等类型零件,其主要成型工艺有闸压、液压、滚压、拉形及型辊成型。
管材零件主要适用于液压系统、氧气系统、燃油系统、空调系统中使用的各种导管以及部分管材结构零件。
钣金零件主要成型及制造方法包括冲切、剪切、铣切、闸压、液压、滚压、绕弯、拉弯、拉形及型辊成型。
二、钣金零件的设计要求分析在设计飞机钣金零件时,要重点对该零件的使用性能进行分析,了解使用时所需的强度值,对抗疲劳以及抗腐蚀方面的特性需求加以分析,进而根据这些需求而进行制备材料的选择,同时还要对所选材料是否较易成型纳入考量,此外,要对供应商的材料供应种类、材料规格以及其自身的设备加工能力进行详细分析,考虑到材料自身的性能特点以及应用中的热处理状态,还要合理进行零件构型的分析,进而综合这些因素而进行钣金零件的设计,尽量将之设计成可用多种成型方式进而制备的零件。
1.设计过程中的材料要求。
学生班级:学号:姓名:课代表:实验日期:实验地点:成绩:指导教师:小组长:组员及分工:实验三:型材拉弯一、实验目的使学生了解拉弯机的工作原理、结构和拉弯过程,掌握拉弯成形回弹及材料应变的测量方法,从而理解和掌握拉弯工艺的特点。
二、实验设备和器材三、拉弯原理综述(一)拉弯工艺的主要特点◆能成形尺寸大、相对弯曲半径大、变曲率的型材弯曲件◆成形精度高◆能成形材料屈强比大的型材弯曲件◆柔性制造,能成形形状复杂的型材弯曲件飞机的框肋缘条、长桁等零件均是由型材加工而成的型材弯曲件。
此类零件为纵向尺寸大、相对弯曲半径大和形状准确度要求高的受力件,在生产中普遍采用拉弯成形方法制造。
(二)拉弯工艺过程拉弯工艺过程主要包括:1.安装拉弯模胎2.夹持毛料(根据型材断面形状选装夹头)3.施加纵向预拉力P4.初始贴靠(毛料与拉弯模胎刚刚接触)5.施加侧向压力Q6.施加弯矩M(转台转动,毛料受力并逐步向拉弯模胎贴靠)7.卸除载荷8.松开毛料两端并取出弯曲件9.模胎和夹头复位(四)拉弯过程中可能引发的零件质量问题经过拉弯成形的型材弯曲件,因工艺问题引发的零件质量问题表现为:◆腹板起皱◆内弦板凸凹交替◆外弦板部分变薄超差◆外弦板破裂◆回弹大◆回弹量不稳定◆断面畸变◆整体翘曲(五)解决回弹问题的工艺措施拉弯成形技术是在安全成形条件下,为提高型材弯曲件形状和尺寸精度所采用的工艺措施。
回弹是影响型材弯曲件形状和尺寸精度的主要问题。
目前,解决回弹问题的工艺措施包括:●修改拉弯模胎的形状和尺寸●改变拉弯的工艺类型●改变预拉力●改变补拉力●改变侧压力修改拉弯模胎的形状和尺寸的优点是可以完全补偿回弹,缺点是必须通过试验进行,显得费时费力,是不得已而为之的措施。
四、实验方法五、实验过程1.确定试件材料的机械性能参数:E、σs、σb、εs、εb等。
2.估算预拉力P的取值范围,P min=A0σs,P max= 0.8 A0σb其中A为型材横断面原始面积。
飞机维修钣金和铆接实训总结2000字第一篇:钣金铆接实训报告铆接实训报告学校系别:专业:班级: 姓名:学号:指导老师:实训日期:第九周、第十周实训地点:机库实训大楼实训目的:有了理论课做铺垫,再通过手把手的亲自在实训机库操作,熟悉使用铆接工具的同时,熟练地掌握正铆、反铆和拆铆钉几个项目,提高自己的核心竞争力,为以后的机务职业生涯奠定一个坚实的基础!铆接原理及概念:铆接就是运用拉力膨胀原理而来的,能够紧密铆接物体。
铆钉连接两件或两件以上的工件叫铆接。
实训工具:气钻:气钻主要由手柄、叶片式风动发动机、减速器和钻夹头等组成。
麻花钻头:麻花钻头是尖头工具,通过旋转运动在材料上钻孔。
钻头由高速工具钢制造。
锪窝钻:在飞机结构修理为了获得表面平滑的效果,安装埋头铆钉或螺钉时,需要在材料上制出于铆钉头相近的凹窝。
埋头钻就是用于在孔的边缘切削锥形窝的工具。
顶铁:顶铁一般用碳钢经淬火制成,有各种形状。
使用中顶铁的表面必须平而光滑,用此光滑平面顶住突出的顶杆并将其铆成墩头。
我们实训所用的是圆柱形的。
铆枪:铆枪用于铆接实心铆钉的普通气动铆枪,它通过铆卡对铆钉的连续冲击,使铆钉杆变形膨胀,形成墩头,达到铆接的目的。
施铆的方法:利用铆枪和顶铁的配合工作,锤击铆钉使其形成墩头的过程叫施铆。
工作程序:a 正铆工作程序:顶铁顶住铆钉头,铆枪上的铆卡直接锤击的铆钉杆,使之形成墩头。
如图:注意事项:正铆最忌讳的就是跳枪,一跳枪,这颗铆钉准报废。
b 反铆工作程序:铆枪上的铆卡放在铆钉头上,顶铁顶住钉杆,铆枪上的铆卡锤击铆钉头,使钉杆尾端形成墩头。
如图:注意事项:主要是拿顶铁的人的力度的转换,最开始的时候,力度要小于拿铆枪的人,当感觉墩头形成一部分时,这是需要加大力度,并且力量要大于拿铆枪的人,这个相当关键。
最后检查可用墩头极限样板检查铆钉墩头的直径和高度。
拆除铆钉圆头铆钉时,在铆钉头中心处打冲点,以避免钻头打滑损伤铝板。
用于铆钉孔直径相同的钻头钻掉铆钉头,钻孔深度不应超过铆钉头的高度。
飞机钣金零件的冲压加工工艺设计摘要:在飞机零件中,最常见的零件是钣金,通常采用冲压技术制造。
因此,冲压是飞机钣金加工的主要方法。
钣金加工需要适度的尺寸和精度,但表面质量好。
冲压件的精度范围从IT9到IT6,满足钣金尺寸精度。
用于冲压的凸部件和凸部件的高表面质量保证了部件的表面质量。
在飞机零部件中,最常用的是钣金,通常使用冲压加工。
因此,钣金零件冲压主要加工方法。
关键词:飞机钣金零件;冲压加工方法;工艺计算随着时代的进步和技术的发展,飞机作为一种先进的交通工具,必须为人们提供舒适。
许多钣金零件用于各种飞机设计,是飞机设计和制造中不可缺少的元素。
冲压钣金是飞机工业中的关键技术。
在飞机设计中,对性能和部件的要求越来越高,有时钣金不能满足要求。
因此,必须控制各种新材料的参数,使飞机钣金符合技术要求。
已经开发了各种钣金,但在使用中存在一些问题,在钣金开发中需要不断改进。
一、有限元软件及冲压成型理论分析1.有限元方法的概念和应用。
板冲压成型钣料复杂力学变化与几何的数学非线性、材料的非线性和边界状态的非线性有关。
在研究板材中的过度变形时,这个过程必须考虑到这些方面来描述板的张力和变形。
仿真模拟是一种轧制加工,在运行和几次热处理后将获得。
钢材的选择通常是由管理和几种热处理引起的。
在模具工艺中,模具工艺通常由晶体结构和板结构组成。
由于同一钢具有不同的应力条件和材料组成,即使选择相同的板,仍然存在显着的各向异性。
2.金属板金冲压工艺实际上是一种塑性变形工艺,冲压工艺中影响板材形状的因素有板材特性、零件、模具尺寸等。
变形参数(包括横向压力、摩擦力、温度、冲压速度)也考虑到了实际的技术水平,这是由于目前的运动和恢复,所以冲压板实际上是一个非常复杂的过程,需要很多的共同努力。
二、钣金件的有限元分析1.模钣金件。
(1)设计理念:板材采用板材加工工艺,一般由冷热塑性板材加工,在实践中可以采用多种工艺,板材的主要特点,这些板材具有重量轻、形状简单、成本低等优点,广泛应用于各个行业,根据最佳成型要求,钣料成型后应具有以下特点:均匀应力和变形分布,钣料在平面上能承受应力和连续断裂,在冲压过程中能达到较高的变形率,钣料在平面上能承受切向应力和断裂,在选择材料时,不仅要保证重量,还要保证强度,以确保安全。