強力旋壓是一種先進的金屬材料加工技術,它能夠將金屬材料通過旋壓成型,從而實現變形和變薄。在我國航空航天制造領域,強力旋壓技術得到了廣泛應用,其應用范圍包括飛機的各種零部件,如機頭罩、副油箱、進氣道、氣瓶、拉桿、滑軌、作動筒等。此外,在發動機上,螺旋槳槳帽、機匣、唇口、進氣錐、噴管、噴口等部件也采用旋壓成形工藝。這類零部件具有高強度、高硬度、高精度和低重量等特點,這些特點使得旋壓成形技術在我國航空航天制造領域具有很大的優勢。
以飛機副油箱為例,傳統的制造工藝是先分瓣成形再焊接,分瓣的數量在6瓣以上。因此,整個副油箱的焊縫數量有十幾道,焊接變形大,還需要大量的校形工序,工作量大,制造周期長。而采用強力旋壓成形技術后,將副油箱從中間分成左右對稱的兩部分,采用強力旋壓將厚板經兩次成形后再在中間焊接。如此一來,原來的十幾道焊縫減少為一道,大大提高了副油箱的精度和整體強度,降低了制造周期和工裝制造費用。
除了副油箱,飛機上還有各種球形或柱形的氣瓶。這些氣瓶工作壓力都很高,有些高達45MPa。為了滿足這個壓力要求而又要降低氣瓶重量,這些氣瓶都是采用金屬材料內襯外部纏繞復合材料的結構。金屬內襯有不銹鋼、鈦合金和鋁合金。球形和柱形氣瓶內襯的傳統制造方法是鍛造機加,即鍛造一個壁厚為30mm左右的筒形毛坯,經數控加工,然后進行1.5~2.5mm的壁厚加工。原材料的利用率約為3%,浪費嚴重且加工周期長,制造成本高。由于鍛造壁厚度大,內部組織經常出現不均勻等情況,機械加工又破壞了金屬纖維流向的完整性,降低了產品的疲勞壽命。
采用旋壓成形后,板材毛坯經1~2次強力旋壓即可獲得所需要的形狀和尺寸,大大減少甚至取消了機械加工,提高了內襯產品壽命。對于柱形氣瓶,輔助以普通旋壓收口工藝,還可以做到氣瓶內襯的整體成形,整個氣瓶內襯取消了焊縫,材料利用率可達90%以上。
強力旋壓技術的應用,不僅提高了航空材料的性能,增強了我國航空事業的發展,也為航天事業的發展做出了重要貢獻。


