先进钣金成型技术在航空制造领域的应用

2024年3月28日发(作者：让爱永驻心中)

先进钣金成型技术在航空制造领域的应用

发布时间：2021-09-09T08:00:23.987Z 来源：《基层建设》2021年第17期 作者： 王林

[导读] 摘要：我国科研水平伴随社会的进步在不断提高，社会普遍关注先进钣金成型技术，钣金材料在航空制造领域被广泛应用，很多航

空产品需要应用此材料，航空产品的定型就会应用到先进钣金成型技术，在航空制造领域中先进钣金成型技术发挥重要作用，经济在进步

发展，因此对航空制造水平的要求越来越高，越来越多产品会应用先进钣金成型技术。

成都程航航空科技有限公司 四川省成都市 610090

摘要：我国科研水平伴随社会的进步在不断提高，社会普遍关注先进钣金成型技术，钣金材料在航空制造领域被广泛应用，很多航空

产品需要应用此材料，航空产品的定型就会应用到先进钣金成型技术，在航空制造领域中先进钣金成型技术发挥重要作用，经济在进步发

展，因此对航空制造水平的要求越来越高，越来越多产品会应用先进钣金成型技术。本文对先进钣金成型技术在航空制造领域的应用进行

探讨。

关键词：先进钣金成型技术；航空制造领域；应用

引言：

我国航空制造的机械化水平伴随科学技术水平的提高在不断提高，先进钣金成型技术是一项比较重要的技术，在航空制造领域应用先

进钣金成型技术具有重要意义，一方面可以提高航空制造的生产效率，另外一方面应用效果较好，所以在航空领域先进钣金成型技术被重

视，应用比较广泛，本文主要研究先进钣金成型技术在航空制造领域的应用。

1先进钣金成型技术

1.1液压成型技术

将液压成型技术按照成型对象不同可以分成三种类型，分别是壳液压成型、管材液压成型、板材液压成型，橡皮囊液压成型与液压拉

深成型组成板材液压成型，板材液压成型的传力介质是液体，取代刚性凸模以及刚性凹模，对金属材料施加压力，形成贴膜，应用液体可

以使成型更加均匀，具有成本低的特点。

1.2温热成型技术

5000与6000系列的铝合金由20℃上升到320℃材料会伸长，伸长率由20%上升到80%，应用温热成型技术的原理是，在给材料加热后会

使塑性以及延伸率有所提高，导致屈服强度下降，成型温度会比材料的再结晶温度要低，从而使能源的消耗减少。温热成型技术的优点在

于可以提高材料的成型性，获得的零件厚度比较均匀。但是在加热时，模具的温度通常达不到均匀状态，与冷成型比较，温热成型生产周

期比较长，所以在生产小批量零件时使用。

1.3超塑成型技术

存在一些材料会发生超塑性现象，但是需要在一定应变速率、特定温度、一定组织条件下形成，延伸率会超出100%，超塑成型利用的

就是此种材料特征，超塑气压成型应用在板料成型方面，在模具内通入压缩气体，或者抽出模具中气体，这样就会形成负压，使板料可以

紧贴模具。

1.4喷丸成型技术

应用喷丸成型技术时，需要高速弹丸进行撞击金属板材表面，就会使被撞击的表面和其下层的金属变形并且延伸，板材弯曲后形成所

需形状，在飞机隔板类零件中广泛应用。

1.5旋压成型技术

金属旋压技术主要利用的是毛坯会随着芯模旋转，旋压工具绕毛坯与芯模旋转原理，导致毛坯受到压力逐渐变形。通常情况下是利用

加工薄壁回转体。将旋压按照变形原理划分，可以划分为普通旋压与强力旋压，强力旋压会使毛坯的形状有所改变，还会使毛坯的厚度发

生改变，但是普通旋压仅会改变毛坯的形状，并不会改变毛坯的厚度，在航空航天领域会应用。

1.6蠕变时效成型技术

人工时效与成型制造相结合组成蠕变时效成型技术，铝合金材料在一定温度下受弹性应力作用会发生变形，就会形成结构件。时效成

型铝合金结构件的残余应力比较低，并且具有回弹力小的特点，产品精度非常高，因此在航空领域被广泛应用。

2先进钣金成型技术在航空制造领域的应用

2.1冲液技术的应用

在航空制造领域中，冲液技术是一项非常重要的钣金成型技术，冲液技术主要是利用液体来传递材料，需要保证金属材料形状符合模

具要求。施加给金属材料液态压力，形成航天产品所需要的形状，这就是应用冲液技术成型技术的过程。冲液技术具备很多优势，主要体

现在以下几点：第一，冲液技术具有使用效果好的特点，金属材料在冲液压力状况下会在其表面形成残余应压力，就会使材料的整体性能

大大提高；第二，具备形成质量好的特点，除此之外应用冲液技术生产周期比较短，所以冲液技术可以广泛应用制作大批量的产品中；第

三，冲液技术没有较高的技术要求，只需要相关工作人员引入冲液简单设备即可，完全可以完成钣金零件的成型任务。在我国与国外比较

引入冲液技术比较晚，但是我国在不断进行科技创新，近些年我国加大力度研究冲液技术，在研究冲液技术同时紧密结合了智能化技术与

数字化技术，使冲液技术更加现代化，从而使航空制造的效率与水平在不断提高，我国科学技术水平发展比较迅速，冲液技术发展前景比

较宽阔，其应用价值会越来越大。

2.2施压技术的应用

施压技术在航空制造领域发挥重要作用，施压技术与其他技术不同之处在于其针对局部使用，在航空制造领域应用施压技术时，主要

是针对钣金材料的一部分施加压力，使钣金材料形成所需形状。施压技术主要的优势体现在以下：第一，具有节省钣金材料的优点，从而

使航天制造的成本降低；第二，施压技术具备工艺水平高的特点，钣金零件的精度较高，完全可以满足精细化生产的需要；第三，施压技

术不需要人工辅助完成工作，可以进行自动化操作。

2.3SPF技术的应用

SPF技术在航空制造领域是非常重要的成型技术，还可以称SPF技术为超塑技术，此技术是比较先进的成型技术之一，其优势在于以下

几点：第一，SPF技术效果比较好，可以获得更多效益；第二，SPF技术的成本不高，同时此技术的应用范围比较广。在加工航空产品的制

作材料时可以广泛应用到SPF技术，主要作用是打造空心结构，应用SPF技术可以有效焊接不同的钣金零件，将不同钣金零件组合成一个整

体，然后在航空制造产品中应用。相关工作人员首先需要做好组装工作，在航空产品中组装细小零件组，这样会浪费很多时间，但是应用

SPF技术组合钣金零件，可以节省很多时间，从而提高工作效率。组合细小钣金零件形成大零件，就会导致整体结构发生改变，例如，会提

高零件的承载力，提高零件整体性能，我国科技水平在不断提高，加大了对SPF技术的研究力度，应用SPF技术一方面可以实现转换小零件

到大零件，另外一方面可以使材料的机构层数扩大，从而使航空产品的抗破坏性能增强。

2.4时效技术的应用

首先需要分析金属材料性质再进行应用时效技术，需要保证金属材料具备蠕变特征才可以应用时效技术，相反如果金属材料不具备蠕

变特征，在成型实验中无法应用时效技术。应用时效技术时，相关工作人员需要根据操作步骤进行，首先工作人员需要固定金属材料，需

要对金属材料加热，改变金属材料的形状；其次，钣金材料变型后，需要做好保温工作，最后，保温工作做好后，工作人员需要去掉钣金

材料的外部工装，固定好钣金材料形状。时效技术的优势主要体现在以下：第一具备效率高的特点，完成钣金材料成型工作仅需要三个步

骤即可。第二，具备工艺效果好的特点，应用时效技术可以提高钣金材料的抗腐蚀性，提高材料质量。第三，可以反复应用时效技术，并

且操作技术比较简单，降低航空制造的成本。第四，具备成型效果好的特点，应用时效技术后，钣金材料不容易变形。

结束语

在航空制造中应用钣金工艺技术，提高工艺水平可以有效改善飞机性能，产品结构的改变可以促进钣金工艺的发展，先进钣金技术是

钣金零件加工的先进加工方法，在航空制造领域大力应用钣金工艺，可以推动航空制造技术的发展。

参考文献

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