第九章整体壁板的制造摘要.ppt

第九章 整体壁板的制造 一、概述 二、整体壁板的毛坯 三、整体壁板的加工 四、整体壁板的成形 一、概述 何为整体壁板? 是由整块板坯制成的飞机整体结构承力件，整体壁板的结构要素（如长桁、蒙皮加强垫板等）之间无任何连接，一般构成飞机的气动外形。 无加强筋的整体壁板又称整体厚蒙皮。 优点 1. 设计方面 —— 等强度设计，强度/重量比高，刚性好 —— 疲劳寿命长 —— 外形准确，表面光滑 —— 简化油箱的密封，空间利用率高 2. 工艺方面 简化了互换性 减轻了装配劳动量 提高了装配精度 缩短生产准备周期 提高劳动生产率 问题 加工设备增加 毛坯的制造周期长，费用高 —— 成本增加 产生裂纹后扩展较快 —— “破损安全性”差 二、整体壁板的毛坯制造 目前应用的整体壁板主要为铝合金制成。制造整体壁板毛坯的方案很多，其中主要有： 1.热模锻制造毛坯 2.挤压毛坯 3.自由锻板坯或用热轧平板做毛坯 4.特种铸造 * 各种整体壁板毛坯的比较 1. 热模锻毛坯 —— 热模锻毛坯 它的优点是生产率高，锻件有连续的纤维组织，晶粒致密，强度高。 它可以制造复杂的纵横或扇形分布的筋和肋条，可以同时制造出对接接头。 但模锻需要吨位极大的机床，锻模制造也很困难，周期长劳动量大。 2. 挤压毛坯 —— 挤压毛坯 它的优点是能得到比模锻更大的壁板，与模锻相比较，这种方法所需的设备功率较小，模具制造费用较低，生产效率高，挤压毛坯中除形状复杂部位，需表面修整外，不需进一步加工。 毛坯供应仍受挤压设备吨位及校平设备限制，模具寿命低。 3. 自由锻毛坯和热轧平板 ——自由锻毛坯和热轧平板 它的优点是厚板供应来源广，而且允许设计者较自由地布置筋条和凸台，生产准备周期短，能适应机种迅速改变，制造精度及光洁度较高。 其缺点也是非常明显的，即加工量大，材料利用率很低（一般仅为10%左右），需配备大型高效率切削机床。 4. 特种铸造 —— 特种铸造 对尺寸不大，有敝开斜角内肋，而当壁板厚度大于2~4 mm时，可以采用挤铸和低压铸造法制造整体壁板毛坯。 由于铸造金属机械性能较差，使铸造整体壁板的应用受到限制。 * 毛坯的校平与消除残余内应力 供应给飞机制造厂的整体壁板毛坯在原材料工厂需要进行热处理、时效、校平、消除残余应力及探伤检验等等工序。 其中校平与消除残余应力是影响整体壁板加工效率和质量的重要环节。 消除残余内应力最有效的办法是在厚板淬火后经过1.5~2.5%变形程度的拉伸校正，然后经过自然或人工时效处理再送去加工。 三、整体壁板的加工 常见的加工方法有两种： —— 机械加工（NC加工） 机械加工方法通常是先加工而后成形。 （由于先成形后加工较困难）。 —— 化学铣切 利用化学铣切无切削力的特点，整体壁板蒙皮可先成形后进行化学铣切。 1．整体壁板的机械加工 加工整体壁板的金属切削机床在早期大多用大型龙门铣床、龙门刨床以及摇臂铣床等改装而成，它们一般均采用真空夹具，它的特点是施压均匀，装夹方便，没有夹紧伤痕。 目前随着数控技术日益广泛的应用，整体壁板加工中大多采用数控机床来加工。 2．整体壁板的化学铣切 （1）化铣原理 利用金属能在某些酸或碱溶液中溶解的特性，“铣切”（蚀除）去需加工的表面，对于不需加工的表面则用保护层加以保护。 利用酸或碱蚀除金属的原理，不仅可加工铝合金而且能加工某些合金钢或钛合金。 2Al +2NaOH +2H2O = 2NaAlO2 + 3H2↑ （2）化铣整体蒙皮的工艺余量 化铣蒙皮的成形可在化铣工序之前成形，成形后再化铣，这给加工工艺带来了很大的方便，成形方法仍然可采用常规方法进行，如拉弯、滚弯、闸压和拉形以及其他方法等。 化铣板件应留有足够的工艺余量。具体内容是按如下要求确定： 工艺余量确定的具体内容 毛料周边工艺余量 n ： 对厚件、深腐蚀 n = 50~80 mm 对薄件、浅腐蚀 n = 20~40 mm 筋条的工艺余量： 在化铣中，腐蚀不仅在无保护层部位进行，而且会逐步深入到保护层下面。筋条宽度为b，则留的保护层宽