俄罗斯飞机整体壁板成形技术

图 ４ 滚 弯 成 形 原 理 图
造 中。但是 在 焊接 过 程 中 ， 由于局 部 受热 使 壁板 内 部产 生 非 均 匀 的 热 应力 ，导 致 加工 完 成 后 的 壁 板常 带 有 一定 的 初 始 变形 及 内 部残 余 应力 ， 利 于后 期 整 体 壁 板 的成 形 。 不 １２ 整 体 壁 板 的优 点 ． 与传统 装配式 壁板相 比， 整体 壁板 主要有 以下优 点＿： ２ ＿ （ ）可 以灵活 选 择几 何 构 型 ，实现 复 杂 的空 间 曲面 ， １ 以 满足 飞行 器光 滑 过 渡 的 气 动外 表 面的 需 求或 空 间飞 行 防护 的要 求 ； （ 可 以减重 １ ％～ ０ 减 重效 果 明显 ； ２） ０ ３ ％， （ 扩 大 自动 化 设 备 的使 用 规 模 ， 而 大 大 减 少 手 工 ３） 从
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现 制 技 装 代 造 术与 备
２ ８ 期总 ８期 ０ 第３ 第１ ０ ４
法 焊接 到 腹 板 上 形成 整 体 壁 板 的 一种 方 法 。 焊接 式 壁 板
多 点 柔性 组 合 ，则 可 以 大大 扩 大 增 量 压 弯成 形 的适 用 范
保 证壁 板 的成 形 质量 。为 了改 进 壁 板 的成 形工 艺 ， 者们 学 纷 纷 致力 于整 体 壁 板成 形 的先 进 方 法 的 研 究 。本 文介 绍 了 整体 壁 板 的概 念 和分 类 ，总 结 了传 统 和 现 代 的 整体 壁 板 成 形工 艺方 法 ， 滚 弯 成 形 ， 量 压 弯 成 形 ， 变 时效 如 增 蠕 成 形 ， 丸 成 形 和 激 光 弯 曲成 形 ， 喷 比较 了 它们 之 间 的 优 、 缺 点及 适 应 范 围 ，简述 了各 成 形 工 艺 目前 的应 用 状 态 及

构。
一.整体壁板毛坯 主要为铝合金，另有钛合金、镁合金。整体壁板毛坯的主要制造方法： 热摸锻、挤压、自由锻板坯、热轧平板毛坯和特种铸造。
1.大吨位液压机和锻模生产壁板毛坯 优点：生产率高、锻件纤维组织连续，晶粒致密，强度高，可制造复杂 形状筋肋和对接接头。
热模锻毛坯接近于成品尺寸，厚度和桁 条间距误差小于0.6mm，锻造斜度小锻需要吨位极大的机床，铝合金壁 板每平方米投影面积约需3万吨压力， 精锻时要5～6万吨。且锻模制造困难、 周期长、劳动量大。如某飞机整体壁板 的锻模重量达50～60吨。 这些问题限制了热模锻方法的广泛应用。
Most authors used in their experimental study on incremental forming regular 3 axis milling machine. Figure 7 presents the incremental forming process.
characteristics of the incremental forming process are pointed out:
- the sheet is formed according to a given locus - the deformation of the sheet is point-by-point - the deformation of every step is small.
Figure 8 The control system of Dieless NC Forming machine.
Figure 9 Equipment for Dieless NC Forming process
The blank sheet is attached to a blank holder. The blank holder moves in vertical direction according to descending of Ztool and along X- and Y-planes.

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。

结构件加工不但形位精度要求高，而且有严格的重量控制和使用 寿命要求。由于现代飞机性能的不断提高，整体结构件成为广泛 采用的主要承力构件。
3.1 概述
过去飞机机体主要局部都由钣金零件装配而成，而后来随着飞 机性能的不断提高，整体结构〔integral structure〕日益增多 。由于整体框、梁、肋的出现及整体壁板结构的广泛应用，机 械加工零件的类型和品种日益增加，在某些类型飞机的生产中 ，机械加工零件所占劳动量比重已超过钣金成形零件，而且飞 机工厂设备和厂房布局也由此相应有所改变。例如协和号超音 速客机的整体结构件占机身重量的65% 整体结构件主要有：
3.3 整体壁板的制造
3.3 整体壁板的制造
3.3.1整体壁板的类型
〔1〕按筋条在腹板上的分布特点分类
平行筋条类
放射筋条类
网格筋条类
平行放射筋条类
点辐射筋条类
3.3.1整体壁板的类型
〔2〕按横向剖面形状分类
3.3.2整体壁板的制造过程
方案一：毛坯生产〔制坯〕后 先进行切削加工，经过矫正， 然后成形加工，最后光整加工 和外表处理。
3.3.3整体壁板的切削加工
为了更合理地采用数控加工，在选择数控方法来加工零件时应考 虑以下的一些因素：
零件几何形状的复杂程度如何？是否便于用数学方法定义其外 表？ 零件几何的形状要求刀具做几坐标联动？
采用数控能节省多少夹具、靠模、模具等工艺设备？
要求缩短的加工周期和提高的加工质量。 管理人员和设备条件如何？
数控加工过程：
五坐标数控龙门铣
五坐标数控高速壁板铣
六坐标卧式数控铣镗床
数控激光样板切割机
数控加工设备的控制方式
伺服系统的驱动方式
开环控制方式

看了国外的飞机自动钻铆技术，才知道什么是差距！飞机壁板的连接质量对飞机的气动外形及其疲劳寿命有至关重要的影响，铆接作为一种传统的机械连接技术，由于其连接可靠、质量轻、成本低等特点被广泛用于航空航天领域，因此铆接质量对飞机的安全性能有重要的影响。

采用自动钻铆技术实现飞机壁板的制孔和铆接是提高飞机装配质量与效率的有效途径。

资料显示，手工钻铆效率平均为15s/ 钉，自动钻铆效率最快能达到3s/ 钉，效率提高5 倍；手工铆接镦头高度公差为±0.5mm，自动钻铆所形成镦头高度公差能达到±0.05mm，精度提高10倍。

自动钻铆设备按结构形式可分为龙门式自动钻铆系统、C 型架式自动钻铆系统以及机器人自动钻铆系统。

前两种设备刚性好，精度高，提供的铆接力大，可用于开敞性好的大型结构件的自动钻铆；机器人自动钻铆系统成本低，运动灵活，空间利用率高，可达性高，适用于开敞性差的壁板的自动钻铆装配。

自动钻铆设备按铆接驱动方式又可分为气动锤铆、伺服压铆和电磁铆接。

气动锤铆结构简单，体积小，铆接力小，易于集成，与工业机器人构成机器人自动钻铆系统已成为发展趋势。

伺服压铆采用伺服电机驱动，行星滚珠丝杠传动，可实现高精度、大负载的伺服压铆，较传统的气动铆接具备更高的控制精度与柔性化的速度调节能力，能够按照设定的位移曲线或力曲线进行加载，目前已成功取代液压铆接广泛运用在飞机装配中。

电磁铆接是在电磁成形工艺的基础上发展起来的一种新型铆接工艺，能够实现钛合金和复合材料的连接，以及大直径和难成形材料铆钉成形。

国外自动钻铆技术研究应用现状自动钻铆技术起源于20 世纪50 年代，经过几十年的发展，已成为能够自动完成定位、制孔、送钉、铆接及检测功能的先进制造技术。

国外自动钻铆设备主要供应商以美国捷姆科（GEMCOR）、EI （Electroimpact）、德国宝捷（BROETJE）、意大利B&C （BISUACH & CARRU）为代表，各公司的典型产品型号及其应用情况如表1 所示。

A320型客机曲面壁板墙纸铺设成型工艺探讨宗法忠;张秉科;吴剑兵【摘要】通过对A320型飞机客舱曲面壁板墙纸成型后出现的故障现象分析,讨论壁板的维修工艺流程展开论述,进而对墙纸的真空成型工艺进行探讨,总结出提高墙纸成型质量的工艺参数和工艺流程.【期刊名称】《长沙航空职业技术学院学报》【年(卷),期】2018(018)004【总页数】4页(P56-59)【关键词】A320型客机;曲面壁板墙纸成型;维修工艺;工艺流程【作者】宗法忠;张秉科;吴剑兵【作者单位】广州飞机维修工程有限公司,广东广州510470;广州飞机维修工程有限公司,广东广州510470;广州飞机维修工程有限公司,广东广州510470【正文语种】中文【中图分类】V267A320型客机客舱曲面壁板墙纸铺设成型后，墙纸表面会出现不同程度的缺陷，本文通过对缺陷的造成原因进行总结，并对造成缺陷的各种可能原因进行深入的分析和探讨，力求在施工工艺方面获得能提高铺设此类墙纸质量的方法。

1 A320曲面壁板墙纸成型常见故障及成因客舱曲面壁板上的墙纸表面材料为一层Tedlar层（聚氟乙烯PVF），有稳定的物理化学性质表现出优良的耐老化性，此外墙纸特有的拉伸变形的特性能够让墙纸成型于三维曲面壁板的表面。

然而在墙纸成型于曲面壁板后，墙纸表面会出现诸如类似褶皱、破损、鼓泡等现象，极大的影响墙纸的成型质量。

下面试着对墙纸成型后表现的不同种类的缺陷及各自成因展开探讨。

类褶皱现象及成因分析:类似褶皱现象，即在真空成型的过程中因墙纸的拉伸变形导致的墙纸变形黏连的现象。

出现这种现象是因为墙纸拉伸变形的不均匀，温度效果不够时易造成墙纸的褶皱现象；另外作用在墙纸两端的压力不同，一边高一边低同样会造成墙纸表面褶皱的现象。

破损现象及成因：墙纸在热真空成型过程里墙纸会出现破损现象，这种现象主要因应力集中所致。

常出现的位置是椭圆形的窗框位，主要是在制作减压孔时损伤墙纸致使拉伸形变时产生破损。

南京航空航天大学 硕士学位论文 机身整体壁板结构分析 姓名：郑辉洲 申请学位级别：硕士 专业：飞行器设计 指导教师：童明波 20070101
南京航空航天大学硕壁板结构的设计、分析、制造与试验技术是 21 世纪干线及大 型飞机研制的关键技术之一。随着整体壁板的大量使用，为了对设计提供足够的 强度参考依据，必须对整体壁板进行相应的应力分析。本文从有限元分析、工程 算法以及试验三方面对整体壁板在轴压和剪切载荷下的强度进行了研究。 工程算法则重点研究了整体壁板在轴压、剪切状态下的静强度计算。轴压采 用与试验值相吻合的 Johnson 法，剪切采用半经验的“张力场分析方法” 。还参 照机身的结构形式、受载特点及其传力特性，分析比较了壁板结构的不同有限元 建模方法。使用 CATIA 建立了壁板全尺寸模型并导入 MSC.PATRAN 建立有限元模 型。 通过计算结果与试验数据的比较， 得出比较接近实际的有限元模型建模方法， 从而为更精确的计算和结构设计提供参考依据。 关键词：整体壁板，机身，有限元，应力分析，静强度
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南京航空航天大学硕士学位论文
图、表清单
图 1.1 先进机身整体结构与常规组装结构对比.......................................................1 图 1.2 空客公司的 A380 和波音公司的 B787............................................................2 图 1.3 飞机整体设计结构关键部位分解图................................................................4 图 1.4 ARJ21 新支线飞机............................................................................................5 图 2.1 民机机身结构...................................................................................................7 图 2.2 普通框构造.......................................................................................................8 图 2.3 普通框载荷.......................................................................................................8 图 2.4 机身在垂直面内外载及内力图.......................................................................9 图 2.5 桁条式机身框平面内受 PY 力时传力分析 ...................................................10 图 3.1 组装壁板轴压试验件装配图.........................................................................12 图 3.2 组装壁板轴压试验件爆炸图.........................................................................13 图 3.3 组装壁板剪切试验件装配图.........................................................................13 图 3.4 组装壁板剪切试验件爆炸图.........................................................................13 图 3.5 整体壁板轴压试验件装配图.........................................................................14 图 3.6 整体壁板轴压试验件爆炸图.........................................................................14 图 3.7 整体壁板剪切试验件装配图.........................................................................15 图 3.8 整体壁板剪切试验件爆炸图.........................................................................15 图 4.1 歪斜因子.........................................................................................................18 图 4.2 歪斜角度.........................................................................................................18 图 4.3 锥度.................................................................................................................18 图 4.4 实际单元与母单元坐标.................................................................................19 图 4.5 长桁与蒙皮的中性面示意图.........................................................................21 图 4.6 凸台强制偏心示意图.....................................................................................21 图 4.7 局部刚度重叠示意图.....................................................................................21 图 4.8 整体壁板的板－梁模型简化图.....................................................................21 图 4.9 梁元折算为等效杆元和剪切板元的组合.....................................................22 图 4.10 钉元受力情况...............................................................................................23 图 4.11 铆钉板及其简化模型...................................................................................23 图 4.12 铆钉节点简化方案.......................................................................................24 图 4.13 局部刚度增加示意图...................................................................................24 图 4.14 使用 1 杆元＋2 弹簧元模拟铆钉................................................................24 图 4.15 PATRAN 中提供的 FASTENER 单元 ........................................................25

飞机蒙皮精密成形设备中的质量控制与检测技术飞机蒙皮是构成飞机外部结构的独特材料，在飞行过程中承受重要的压力和外部环境的影响。

为了确保飞机的安全和性能，对飞机蒙皮的质量控制与检测技术至关重要。

本文将介绍飞机蒙皮精密成形设备中的质量控制与检测技术。

一、质量控制技术飞机蒙皮的质量控制是保证飞机外部结构稳定性和安全性的关键环节。

以下是几种常用的质量控制技术。

1.材料选择与处理：飞机蒙皮的选择对于质量控制至关重要。

根据飞机的用途以及外部环境的要求，选择适当的材料具有重要意义。

同时，在材料处理过程中，确保每个环节都符合高标准的要求，杜绝任何缺陷或损伤的产生。

2.蒙皮成型过程的控制：蒙皮成型过程中的每一个步骤都需要进行严格的控制，以保证成型的精确性和质量。

比如，采用先进的数控机床，结合高精度模具，确保每个蒙皮成型件的尺寸和形状达到精准的要求。

另外，采用适当的成型温度和时间控制，确保成型过程中不产生温度变形或损伤。

3.质量监测和记录：通过有效的质量监测和记录，可以及时发现并解决任何蒙皮成型中的问题。

例如，使用精密测量仪器来检测蒙皮件的尺寸和形状，以保证其符合设计要求。

此外，还可以采用成像和图像分析技术，检测蒙皮表面的任何不均匀性或缺陷，并对其进行记录和分析。

二、检测技术飞机蒙皮的检测技术是确保飞机外部结构质量和安全性的重要手段。

以下是几种常用的检测技术。

1.超声波检测：超声波检测是一种非破坏性检测方法，可以通过检测蒙皮材料内部的超声波传播来确定任何缺陷或损伤。

这种技术可以检测出锈蚀、裂纹、松动等问题，并且不会对蒙皮造成任何损伤。

2.红外热像仪检测：使用红外热像仪可以检测蒙皮表面的温度分布，从而发现任何可能的问题，例如局部热点或温度变化异常。

通过红外热像仪的使用，可以提前发现并解决潜在的隐患。

3.光学检测：光学检测技术可以通过使用适当的光源和传感器来检测蒙皮表面的缺陷或不均匀性。

例如，使用激光散斑技术可以发现蒙皮表面的裂纹或凹陷。

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在浅筋条小曲率壁板的研制生产中，采用先进的喷 丸成形技术。波音的数控喷丸系统，不仅可控制成形参数， 而且可预测和控制喷丸强化与抛光工序对壁板外形的影响，
在高筋网格式整体壁板研制生产中，开发压弯与喷丸 复合成形技术，发展了带自适应系统的数控压弯机。
对大型飞机的超大型壁板发展了应力松弛成形/校形 技术，洛克威尔公司和美国空军联合开发这种技术，用于 制造B-1B轰炸机的机翼上、下壁板，长50mm，最大宽度 9mm，厚度从0.1mm变到2.5mm，带有突变和筋条，据称 是世界上用该技术成形的最大壁板。
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5 高速切削技术的应用
高速加工（High Speed Machining,HSM）被认为是
21世纪机加工艺中最重要的手段。高速切削是高切削速度、
高进给率和小切削量的组合。高速切削与常规切削相比具
有明显优点：加工时间减少约60％～80％，进给速度提高
5～10 倍，材料去除率提高3～5倍，刀具耐用度提高70％，
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4 DNC技术广泛应用
发达国家飞机制造公司大多数在20世纪80年代就 已经广泛地应用了分布式数字控制技术（DNC）。波 音公司在Wichita 军机分部建立的一个DNC系统，大 约连接有分布在若干不同车间中的130多台数控设备, 包括加工中心、大型铣床、数控测量机。麦道、MBB 和extron工厂等都建立了DNC系统。美国大约有2万 多家小型飞机零部件转包制造商，60％～80％都使用 了DNC系统。采用DNC技术具有明显的经济和技术效 益，通常可提高生产率15％～20％。
2个刀具库
2个换刀机器人，用于向12台立车换刀服务
装有巴鲁夫只读型刀具辨识芯片系统，以验证换刀的正确性

第５卷　第１期２０２１年１月宇航总体技术Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ．５Ｎｏ．１Ｊａｎ．２０２１收稿日期：２０１９－１２－１２；修订日期：２０２０－０３－１２基金项目：国家自然科学基金（Ｕ１８３７２００１３）作者简介：李倩云（１９７４－），女，硕士，高级工程师，主要研究方向为运载火箭结构设计。

Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｙｂｚｙｒｓｂｔ１＠１２６．ｃｏｍ高强铝合金薄壁高筋大型壁板精确成形制造技术研究李倩云，胡　勇，王　辰，王　迪，张　东（北京宇航系统工程研究所，北京１０００７６）摘　要：针对现有铝合金薄板加筋条铆接或轧制厚板铣削的制造方式已经难以满足新型运载火箭舱段壁板在轻量化、高性能和低成本快速制造等方面的发展需求，从挤压成形所具有的高效率、高成形精度和良好的稳定性等特点出发，围绕高强韧高成形性可焊铝合金设计、高纯均质熔铸工艺、挤压流变整体成形以及复杂断面构件热处理调控的研究，提出采用带筋筒形件挤压开坯、精近成形后剖展的方法，制造宽幅薄壁高筋壁板，在降低宽幅薄壁高筋壁板对工装高要求的同时提高成形稳定性，并兼具高效、低成本、高性能等特点，能够支撑轻质高强薄壁大型舱段的高性能、低成本、高效制造。

关键词：薄壁高筋大型壁板；高强铝合金；强塑性变形；形性协同　 中图分类号：Ｖ４２１ 文献标识码：Ａ文章编号：２０９６－４０８０（２０２１）０１－００１９－０８Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ｐｒｅｃｉｓｅ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　ＬａｒｇｅＴｈｉｎ　Ｗａｌｌ　Ｐａｎｅｌ　ｗｉｔｈ　Ｈｉｇｈ　Ｒｉｂｓ　Ｍａｄｅ　ｏｆＨｉｇｈ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ　ＡｌｌｏｙＬＩ　Ｑｉａｎｙｕｎ，ＨＵ　Ｙｏｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｃｈｅｎ，ＷＡＮＧ　Ｄｉ，ＺＨＡＮＧ　Ｄｏｎｇ（Ｂｅｉｊｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００７６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｔｈｉｎ　ｐｌａｔｅ　ｗｉｔｈ　ｒｉｖｅｔｉｎｇ　ｒｉｂｓ　ｏｒ　ｍｉｌｌｉｎｇ　ｏｆｒｏｌｌｅｄ　ｐｌａｔｅｓ　ｈａｖｅ　ｂｅｅｎ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ　ｔｏ　ｍｅｅｔ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｎｅｅｄｓ　ｏｆ　ｎｅｗ　ｌａｕｎｃｈ　ｖｅｈｉｃｌｅ　ｃａｂｉｎ　ｗａｌｌｐａｎｅｌｓ　ｉｎ　ｔｅｒｍｓ　ｏｆ　ｌｉｇｈｔ　ｗｅｉｇｈｔ，ｈｉｇｈ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｎｄ　ｌｏｗ　ｃｏｓｔ　ａｎｄ　ｒａｐｉｄ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎｔｈｅ　ｈｉｇｈ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｈｉｇｈ　ｆｏｒｍｉｎｇ　ａｃｃｕｒａｃｙ　ａｎｄ　ｇｏｏｄ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｆｏｃｕｓｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆｎｏｖｅｌ　ｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈ　ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙ，ｈｉｇｈ－ｐｕｒｉｔｙ　ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ　ｃａｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ，ｉｎｔｅｇｒａｌ　ｅｘ－ｔｒｕｓｉｏｎ，ａｎｄ　ｈｅａｔ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｃｒｏｓｓ－ｓｅｃｔｉｏｎ　ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ．Ａ　ｎｅｗ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｓｙｍ－ｍｅｔｒｉｃａｌ　ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ　ｏｆ　ｒｉｂｂｅｄ　ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ　ｐａｒｔｓ　ａｎｄ　ｄｉｓｓｅｃｔｅｄ　ａｆｔｅｒ　ｐｒｅｃｉｓｅ　ｃｌｏｓｅ－ｆｏｒｍ　ｔｈｉｎｎｉｎｇ　ｔｏｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ　ｔｈｉｎ　ｗａｌｌ　ｐａｎｅｌ　ｗｉｔｈ　ｈｉｇｈ　ｒｉｂｓ　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｗｉｔｈ　ｗｈｉｃｈ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｅ－ｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｆｏｒ　ｗｉｄｅ－ｗｉｄｔｈ　ｔｈｉｎ－ｗａｌｌ　ｐａｎｅｌ　ｗｉｔｈ　ｈｉｇｈ　ｒｉｂｓ　ｉｓ　ｒｅｄｕｃｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｆｏｒｍｉｎｇ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｉｓ　ｉｍ－ｐｒｏｖｅｄ．Ａｌｓｏ，ｔｈｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｈｉｇｈ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｌｏｗ　ｃｏｓｔ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｗｈｉｃｈ　ｓｕｐｐｏｒｔｓ　ｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｌｉｇｈｔ　ｗｅｉｇｈｔ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ－ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｔｈｉｎ－ｗａｌｌ　ｌａｒｇｅ－ｓｉｚｅｄ　ｃａｂｉｎｓ　ｗｉｔｈ　ｈｉｇｈ　ｐｅｒ－ｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｎｄ　ｌｏｗ　ｃｏｓｔ．宇航总体技术２０２１年１月Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｔｈｉｎ　ｗａｌｌ　ｐａｎｅｌ　ｗｉｔｈ　ｈｉｇｈ　ｒｉｂｓ；Ｈｉｇｈ－ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ａｌｌｏｙ；Ｓｅｖｅｒｅ　ｐｌａｓｔｉｃ　ｄｅｆｏｒｍ－ａｔｉｏｎ；Ｓｈａｐｅ　ａｎｄ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ０　引言运载火箭是完成国家重大航天工程和实现航天强国的基本保证，《２０１７—２０４５年航天运输系统发展路线图》规划中提到［１］，到２０２０年，我国长征系列运载火箭将达到国际一流水平，同时面向全球提供多样化的商业发射服务，并实现运载火箭的低成本制造，这对火箭结构的高性能、低成本、高效制备提出了更高的要求。

硬 件局 限 性 、编 程 量 巨 大 以 及 不确 定 性 因素 等 重 重
困难 。
（０ １ ）超 大 型 壁 板 结 构 尺 寸 非 常 多 ，检 测 难 度
图 ２ 大型整体带长桁壁板局部结构
大 ，尤 其是 大量 的 Ｔ形肋 结构 ，造 成尺 寸难 以检测 。
（ ）零件 毛料 外 廓 尺 寸 大 ，毛 料 重 量 达 ６ ，超 １ ｔ
大型整体带长桁壁板数控 加工技术
西 安 飞机 国 际 航 空 制 造 股 份 有 限 公 司 （ 西 陕 ７０８ １ ０ ９） 孙 长 友 随着 飞机 性 能 的 不 断提 高 ，对 飞机 机 翼 的气 动 要 求和结 构 要 求 越 来 越 高 ，根 据现 代 飞机 高性 能 的 等 ，壁 板 内表 面 较 为 复 杂 ，有 槽 腔 、斜 面 、下 陷 、
用 了壁 板 和长桁 一体 化 的设 计 ，使 得 壁板 结 构 复杂 ，
数 控 加 工 极 其 困难 。如 图 １ 图 ２所 示 。 、
的某 型机 大 型 整 体带 长桁 壁 板 的加 工 ，在 国 内数 控
加工行 业 尚属首 次 。
１ ．大 型 整 体 带 长 桁 壁 板 的 结 构 特 点 此 类零 件多数 采用 预 拉 深板 材 经 过机 械 加 工后 ，
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（ 稿 日期 ：２ １ １ ０ ） 收 ０ ０ １ １

复杂翼 型 （ 如超 临界翼 型 ） ，其外 形多 为不可 展的复 杂 曲面 ；在结构上 ，它通常集成 加强筋 、减轻孔 、注 油孔 等多种结构特征 。需要研究适合复杂翼形 的曲面
能 、承载能 力 、疲 劳寿命 并利 用机翼 作 为整 体油箱 。
随着现代飞机设 计要求 的不 断提高 ，机翼 整体壁板无 论从外形还是结构上都 Ｆ趋复杂 ，壁板制造 难度不断 ｔ 增大 ，传统经验 型制造 模式难 以适应 现代复杂外形 整
（ ｒｈ ｅｔｒ ｏｙｅ ｈ ｉａ ｉｅ ｓｙ．Ｘｉ ｎ７１ ０ ２． Ｃ ｉａ Ｎｏｔｗ ｓ ｎ Ｐ ｌｔｃ ｎｃ ｌＵｎｖ ｒｉ ｅ ｔ ’ ７ ａ ０ ｈｎ ）
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｗ ｉ ｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｎ ｅ ｒ ｌｗ ｎ ａ ｅ ｄ ｓｇ ｔ ｔ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｆｉｔｇ ａ ｉ ｇ ｐ ｎ ｌ ｅ ｉｎ，ｃ ｎ ｅ ｔ ｎ ｎ ｆ ｃｕ ｅ ｐ ｔ ｒ ｆｉｔ ｇ ａ ｐ ｎ ｌ ａ ｏ ａ ｉ ￣ ｈ ｏ ｖ ｎ ｉ ａ ｍａ ｕ ａ ｔｒ ａｔ ｎ ｏ ｅ ｌ ａ ｅ ｎ ｎ ｔｓ ｔ ｆ ｏｌ ｅ ｎ ｒ ｃ ｓ
ｏ９ 机 ０ ６ Ｎ ．
・７ ・ ５
机 翼 整体 壁 板 数字 化 制 造 技 术
王关峰 ，王俊彪 ，王淑侠
（ 西北 工业 大 学机 电学 院 ，西安 ７ ０ ７ ） １０ ２
摘要 ：随着现代机翼整体壁板设计水平 的不断提 高 ，传统 的制造模 式 已不 能满足其 制造要求 。本 文分 析了现代 机翼整
体壁板的制造要求 。目前 以计算机 为代表的数字 化技 术已经相当成熟 ，并在各大航 空企业 内得到 日益广 泛 应用 ，为研究开发先进产品制造模式提供 了有 力支持 。

喷丸成形 和蠕 变 时效成 形方 法 。下 面主 要 就这 两
成绩 。但 由于工 艺参数 确定 困难 ， 成形 能力 有 限 ，
而受到限制。对大型蒙皮喷丸成形的应用主要存
在 两 个 方 面 的 困难 ， 是 设 备 问 题 ， 一 二是 工 艺 问 题 。为 了适应 大型 蒙 皮 成 形 的需 要 ， 国外 积极 开
摘
要： 大型蒙皮 是大型飞机的外表主要大型薄壁零件 ， 飞机大型蒙皮制造 是大型飞机 制造的关
键技术之一。重点介绍 了喷丸成形和蠕 变时效 成形两 种大型 蒙皮制 造技术 的特点 、 国内外发展
现状以及其中的关键技术 。为 了提高我 国大型 蒙皮技 术制造水 平 ， 必须加 大设备 和关键 技术方
杂双 曲率零 件 。
喷 丸成形 经 过 了 ６ Ｏ多 年 的发 展 ， 取得 了很多
中 的薄弱 环节 ， 大 型 蒙皮 类 零 件 的成 形 技术 就 而
是其 中的一 个 环节 。
大型蒙皮在 强度 、 波纹度 等方 面均优 于小蒙 皮 的拼接结 构 。在 大型 飞机 设计 中普 遍 采 用 大型 蒙 皮， 大型 蒙皮 具 有 尺 寸 大 、 曲率 小 、 宽 比大 的 特 长 点 。例如 空客 Ａ ８ 面蒙 皮 长 ３ 、 ２５米 ， ３０翼 ３米 宽 ． 厚 ３毫米 ～ ８毫米 。 由于大型 蒙皮 的成 形 受设 备 ２ 尺 寸的限制 ， 滚弯 、 闸压 、 拉形 等成形 方法 已经不 能 满足要 求 ， 空客 、 音 等大 飞机 制 造公 司主要 采 用 波
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２ ０ 年６ ０８ Ｂ 第 ２ 卷第 ３ ５ 期
沈 阳航空工业学 院学报 Ｊｕｎｌ ｆ ｈｎａ ｇＩｓ ｔ ｅｏ ｅｏａ ｔａ Ｅ ｇｎｅｉｇ ｏｒａ ｅ ｙｎ ｎｔｕ Ａ ｒｎｕｉ ｌ ｎ ｉ ｒ ｏＳ ｉｔ ｆ ｃ ｅ ｎ

飞机制造特点与协调互换技术1、飞机结构的特点：外形复杂，构造复杂；零件数目多；尺寸大，刚度小。

2、飞机制造的主要工艺方法：钣金成形、结构件机械加工、复合材料成形、部件装配与总装配3、飞机制造的过程：毛坯制造与原料采购、零件制造、装配、试验4、飞机制造工艺的特点：单件小批量生产、零件制造方法多样、装配工作量大、生产准备工作量大、需要采用特殊的方法保证协调与互换5、互换性互换性是产品相互配合部分的结构属性，是指同名零件、部（组）件，在分别制造后进行装配时，除了按照设计规定的调整以外，在几何尺寸、形位参数和物理、机械性能各方面不需要选配和补充加工就能相互取代的一致性。

6、协调性协调性是指两个或多个相互配合或对接的飞机结构单元之间、飞机结构单元及其工艺装备之间、成套的工艺装备之间，其几何尺寸和形位参数都能兼容而具有的一致性程度。

协调性可以通过互换性方法取得，也可以通过非互换性方法（如修配）获得，即相互协调的零部件之间不一定具有互换性。

7、制造准确度实际工件与设计图纸上所确定的理想几何尺寸和形状的近似程度。

8、协调准确度两个相互配合的零件、组合件或段部件之间配合的实际尺寸和形状相近似程度。

9、协调路线：从飞机零部件的理论外形尺寸到相应零部件的尺寸传递体系。

10、三种协调路线：按独立制造原则进行协调、按相互联系制造原则进行协调、按相互修配原则进行协调11、模线模线是使用1：1比例，描述飞机曲面外形与零件之间的装配关系的一系列平面图线。

模线分为理论模线和构造模线。

12、样板：样板是用于表示飞机零、组、部件真实形状的刚性图纸和量具。

13、样机：飞机的实物模型14、数字样机：在计算机中，使用数学模型描述的飞机模型，用以取代物理样机。

15、数字化协调方法通过数字化工装设计、数字化制造和数字化测量系统来实现。

利用数控加工、成形，制造出零件外形。

在工装制造时，通过数字测量系统实时监控、测量工装或者产品上相关控制点的位置，建立产品零部件的基准坐标系，在此基础上，比较关键特征点的测量数据与数字样机中的数据，分析测量数据与理论数据的偏差，作为检验与调整的依据。