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某飛機蜂窩鋁合金面板零件為蜂窩夾芯金屬膠接結(jié)構(gòu)，材料為LY12，零件厚度為0.3mm、0.4mm兩種，單架機共有28項此類零件零件。如圖1所示，該零件為薄板盒形件，形狀復雜，由四層鈑金零件和一層金屬蜂窩芯膠接而成。膠接成形前，鈑金零件的配合間隙應小于0.2mm，故對薄鋁合金蜂窩盒形面板成形工藝要求很高。

此類零件表面質(zhì)量要求嚴格，面板外觀應平整光順，并應滿足飛機的膠接特性，不允許有折痕和鼓動等缺陷。目前我廠生產(chǎn)各類型蜂窩鋁合金面板零件時，現(xiàn)有的生產(chǎn)流程（淬火→校平→液壓→切割交付）要求毛坯要在成形過程中經(jīng)過淬火處理，而淬火處理后會造成板料的應力分布不均，同時薄板零件由于其自身厚度薄抗壓縮應力差，成形底部出現(xiàn)鼓動，邊緣出現(xiàn)松動，不能滿足蜂窩膠接特性的要求值，因而影響了金屬面板和蜂窩夾芯的膠接粘結(jié)質(zhì)量，造成福克檢查和聲阻抗檢查等無損檢測通不過，導致昂貴的金屬蜂窩復材組件報廢。

原因分析

⑴從零件成形的工藝特性分析薄鋁合金蜂窩盒形面板鼓動產(chǎn)生的原因，主要是因為鋁合金對淬火敏感性很高，目前工廠采用的淬火方式主要是鹽浴爐進行，由于受設備條件的限制，淬火冷卻速度僅能通過調(diào)節(jié)水溫來予以控制，缺點之一就是淬火轉(zhuǎn)移時間長，板材淬火后翹曲變形大。采用快的淬火速度，雖有利于獲得較高的強度，但由于急劇冷卻帶來板材內(nèi)、外的溫度梯度大，表面金屬冷卻比內(nèi)層快，表層金屬產(chǎn)生拉應力，內(nèi)層金屬產(chǎn)生壓應力。隨著進一步冷卻，內(nèi)層金屬劇冷、急劇收縮，使得最后表層金屬有殘余壓應力，內(nèi)層金屬有殘余拉應力，即殘留了大量的淬火應力，致使板材在淬火期間產(chǎn)生翹曲變形，產(chǎn)生鼓動。

⑵薄鋁合金蜂窩盒形面板的淬火工藝性太差。蜂窩面板的材料太薄，表面積太大，無釋放應力的工藝孔和增強抵御變形的工藝加強筋，剛性差，淬火容易劇烈變形，造成板料各點內(nèi)應力極不均勻，形成明顯的鼓包；盒形結(jié)構(gòu)成形時盒底封閉，變形時內(nèi)應力無處釋放，也會形成鼓包。

⑶校平機校平有一定的不穩(wěn)定性，板料校平后易出現(xiàn)波紋、折痕，液壓成形時會出現(xiàn)鼓包、松動、鼓動，嚴重的會出現(xiàn)扭曲變形。

⑷零件橡皮成形過程中各點變形不同致使材料產(chǎn)生新的不均勻內(nèi)應力。該因素的影響有大有小，需針對零件作具體分析。

⑸橡皮成形過程中模具盆腔氣體的反作用力。毛坯橡皮與型胎底面之間形成一個封閉的腔體，成形過程中空氣被逐漸壓縮，形成一個反作用力。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，由于氣體的可壓縮性，這個反作用力影響有限，工藝上通過增加工裝排氣孔就可以解決。

⑹薄板盆形零件成形工藝過程防護的要點是要保證成形設施與零件的接觸面光滑、潔凈，以免設施傷及零件表面質(zhì)量；其次，要保持嚴謹精細的操作方法，以盡量減少成形過程各環(huán)節(jié)遺留在零件表面的質(zhì)量缺陷。經(jīng)分析，抑制甚至消除薄鋁合金蜂窩盒形面板淬火變形所產(chǎn)生的鼓動問題，首要解決的問題應該是新淬火條件下金屬面板零件形成的鼓動對成形后零件精度的重大影響。通過對薄板類零件成形的鼓動抑制機理進行研究，發(fā)現(xiàn)采用預拉伸加工，可以明顯降低鋁合金板淬火后產(chǎn)生的殘余應力值，并隨著預拉伸量的增加，殘余應力轉(zhuǎn)變成拉應力。

其次，薄鋁合金蜂窩盒形面板在橡皮成形過程中產(chǎn)生的鼓動，也是影響因素之一。薄鋁合金蜂窩盒形面板由于其結(jié)構(gòu)為淺拉深盒形件，變形過程的應力應變狀態(tài)較為復雜，且要改變其應力應變狀態(tài)十分困難。通過對工裝（輔助）結(jié)構(gòu)如工藝筋槽等在成形過程中所產(chǎn)生的應力應變狀態(tài)的改變效果進行分析試驗，掌握其對鼓動抑制的作用效果規(guī)律，對模具的結(jié)構(gòu)設計進行改造，制定合理的工藝方案，最大限度地提高零件的成形精度，以解決生產(chǎn)中所面臨的難題。

解決辦法

確定淬火方式

目前工廠淬火主要是鹽浴爐進行，由于受設備條件的限制，淬火冷卻速度僅能通過調(diào)節(jié)水溫來予以控制。板料淬火時采用卷筒方式，可以防止板料被淬火框硌傷，及被淬火槽液沖擊變形無法使用。毛料卷筒時長度1000mm以內(nèi)直徑以φ150mm左右為宜；長度1000mm以上直徑以φ200mm左右為宜，層間間隙均勻，以減小淬火變形。卷筒均勻捆扎2～3道放入專用小淬火框，再以立式固定在熱處理間的大型通用淬火框內(nèi)，如圖3所示。在淬火時，淬火框的入水轉(zhuǎn)移要求十分平穩(wěn)，盡量垂直下水，以防止水的激蕩造成更多的鼓包。尤其是不能絆在淬火槽或水槽邊緣，劇烈的抖動和斜框入水會造成更大的變形扭曲和硌傷。