鋁板局部電磁“鐓薄”及其在整體壁板制造中的可行性研究.pdf

1、隨著我國(guó)航空工業(yè)的發(fā)展，帶加強(qiáng)筋的飛機(jī)蒙皮、艙門等包含光滑曲線外形的整體結(jié)構(gòu)件成形越來越成為飛機(jī)制造中的關(guān)鍵技術(shù)，而國(guó)內(nèi)相關(guān)研究較歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家落后很多，基礎(chǔ)研究亟需突破。目前，研究較多的壁板成形工藝包括噴丸成形、蠕變時(shí)效成形、壓力成形等，而實(shí)際生產(chǎn)中有時(shí)需要復(fù)合多種成形工藝才能滿足要求。航空鋁合金板材的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度較高，且壁板尺寸大，筋條高度與板厚比甚至高達(dá)100∶1，成形過程中易出現(xiàn)破裂與失穩(wěn)現(xiàn)象，零件彎曲程度和形狀精度難以保

2、證。
　　 電磁成形屬于高速率成形，通過線圈瞬間釋放儲(chǔ)能電容能量產(chǎn)生巨大脈沖載荷，使金屬材料成形。與常規(guī)成形工藝相比，電磁成形產(chǎn)生的巨大電磁力可以很大程度上提高材料的成形性能。
　　 本文以屈服強(qiáng)度為310MPa的航空2024鋁合金板條為研究對(duì)象，首先進(jìn)行了基于噴丸原理的直接電磁“噴丸”實(shí)驗(yàn)，探究該類型鋁合金板條直接彎曲成形的可行性。設(shè)定電容990μF，放電電壓由3000V逐步加載至6000V，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示板條未能產(chǎn)生單

3、面塑性延伸，未達(dá)到預(yù)期彎曲效果，因此將該方案直接用于整體壁板制造的可行性不高;基于前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)特定工裝模具，采用多次局部鐓薄的方式成形不同尺寸鋁合金板條，使板料產(chǎn)生長(zhǎng)度與寬度方向延伸變形，板條規(guī)格為80mm×50mm×2.5mm與80mm×50mm×3.0mm。假設(shè)板條鐓薄后長(zhǎng)度轉(zhuǎn)換為近似彎曲弧長(zhǎng)，在此條件下，計(jì)算板條近似彎曲撓度，并研究多種電磁成形工藝參數(shù)與板條鐓薄成形、彎曲撓度之間的規(guī)律，探索電磁“鐓薄”用于整體壁板制造的可行

4、性。“鐓薄”實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在多次局部鐓薄實(shí)驗(yàn)中，板條變形主要發(fā)生在沿板條長(zhǎng)度與厚度方向;提高電壓、電容及鐓壓次數(shù)都能不同程度提高鋁板的鐓薄效果;不同鐓壓路徑與板條厚度對(duì)板條鐓薄變形也會(huì)產(chǎn)生不同影響。結(jié)合直接電磁“噴丸”成形與電磁“鐓薄”實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明:板條受鐓壓會(huì)產(chǎn)生雙面塑性延伸，由此可以求解板條沿長(zhǎng)度方向彎曲撓度，該方案用于整體壁板制造具備初步可行性，但在控制板條單面塑性延伸、控制板條彎曲方向、調(diào)整板條表面平整度、提高板條抗疲勞性及提