斡仑 宋国秋 宋立明
沈阳飞机工业(集团)有限公司 辽宁 沈阳
摘要：钛合金是现代飞机中的一项重要金属材料，其具有耐高温、耐腐蚀的一种符合材料，将该材料用于飞机中，能够减小飞机整体重量，降低飞机成本，提高飞机在飞行时的安全性。但是，受钛合金弹性模量小、屈弹性模量小等多项因素影响，要想成形必要将其加热到一个较高温度。因此，加强对大曲率复杂钛合金零件成形的研究意义重大。
关键词：飞机零件；钛合金材料；零件成型；回弹现象
随着人们对飞机零件加工研究的深入，以及数字技术的发展，加工零部件由传统模拟量方式逐渐朝着的数字化加工方式转变，这使飞机零部件加工效率和质量都得到了提高。
1 钛合金的特点
钛合金作为一种新型金属材料，其具体性能与氮、炭、养、氢的各种元素含量都有着直接关系，钛合金密度通常都都在4.51g/cm3左右，其密度仅为钢的60%，其强度高、抗腐蚀性强、低温新能好等多项优点，因此，经常被应用在飞机骨架、发动机构件等结构中，而且从具体应用情况来看，也取得了不错的应用效果。飞机中采用的钛合金零件一般都具有大曲率特点，要想完成对这一种类型零件的加工，确保加工后的零件能够满足应用需求，必须要做好成形工装设计内容的探究。
2 复杂焊接类钛合金零件整体成形工装设计
2.1 防火罩加工分析
飞机中的防火罩式有多都多个钛合金零件焊接而成，设计初期将防火罩分割成多个零件是由于防火罩零部件十分复杂，对这些零部件在加工上都采用热成型加工工艺，采取分割方式对其进行设计，有效的降低零件在加工时面临的难度，但是在后期焊接作业开展时则面临较大困难，这主要由于将防火罩中的各个零件都焊接到仪器，难以完成制造精度的控制，主要难度主要体现在各个零件定位，焊接部位内力消除，焊接不能出现漏点等多个方面[1]。从零部件前期加工情况来看，焊接并不理想。可见，在具体生产中，要尽量减少焊接次数，提高焊接精度。依据防火罩结构特点，将多个零件作为一个整体，通过热成型方式实现显然难度较大，而采取超塑方式成型，能够使这一问题得到解决[2]。
2.2 工艺数模
对防火罩整体超塑成型采用的工艺确定之后，要对工艺数模进行设计，具体设计过程中采用的最佳方案就是要将所有部件都包含在方案中，通过对这一方案的应用，可以一次完成对防火罩中所有零部件的加工，而从设计的防火罩外形来看，部件是闭环结构，并且要从中间分割，部件要左右对称[3]。同时，进行余量设计时要对零件脱模可行性进行全面考虑，进而保证最终设计的合理性。
2.3 设计超塑成型磨具
所谓超塑成型就是浆超塑性金属作为模具型腔坯料，在超塑性状态下，在超塑性状态下，将工艺凸模压入坯料内部实现模具型腔，最终形成指定形状的一项工艺方法。也就是通过对一些特殊金属特定条件，呈现超塑性锻压成型的一种合理方法。工装设计作业开展过程中面临着许多难点，整体设计情况十分复杂，涉及到的技术较多，而工艺数模是具体设计过程中一项难点，完成工艺数模设计就表示完成了的数据模型。在进行模具设计时，通常都要选取工艺数据外形面，其于内容在设计时严格依据相关要求进行设计即可。
3 复杂焊接类钛合金零件分割成形工装设计
3.1 加工防护罩
防护罩焊接是一项复杂工作，其有多尔衮的零部件构成，整个部件采用的材料都是钛合金，防护罩部件呈斜圆锥型，曲率大，因此，对其进行加工热成型面临的难度较大的，容易发生较为严重回弹情况。在化工零件时，为了提高最终完成加工零件，必要进行改进，确保最用加工的防护罩能够满足应用需求。
3.2 设计工艺参数
防护罩中零件的热成型难度与焊接作业相比，前者难度更大，实现起来面临的问题更多，因此，在具体作业开展期间，可以采取降低小零件曲率方式降低加工难度。
零件热成型实现起来难度较大，在具体作业时可以对防火罩中四个零件进行重新分割，也就说分割作业应当在防火罩零件中曲率最大处分割，将原本零件的数量分割呈原本数量双倍的零件，然后单独对各项零部件加工，通过这种分割方式处理后，再对经过分割后的零件进行加工，经过分割后的零件，零件曲率变小，加工起来难度更小[4]。与此同时，在加工时也能够保证经过加工后的零部件精度能够达到要求标准，从而为后续焊接作业顺利开展，确保焊接精度和焊接质量打下一个坚实的基础，而且，野消除了由于焊接作业而产生的内应力。
3.3 设计热成型摸具
针对被分割的防火罩，在实际生产作业开展期间，为了提高生产作业效率，对于采用的热成型模型，设计时也要采取对称方式，这种类型模具在实际应用期间，效果良好，可以满足应用需求。
4 结语：
现代飞机中存在大量的大曲率复杂钛合金零件，这些钛合金零件加工成型难度较大，为了提高飞机性能，合理设计成型工装，可以提高最终零件加工的质量，并且，能够减少能源消耗，这与我国社会的可持续发展理念相符。钛合金材料因为具有的良好性能，使其不仅能够广泛、合理应用到航空领域中，而且也能够在其它制造领域中应用，同时，成型工装设计也会对零件加工的最终质量产生直接影响，这是未来一段时间制造行业发展的主要方向。
参考文献：
[1]姜俊伯,吴锐.基于复杂形体钛合金零件的加工工艺探讨[J].内燃机与配件,2019(12):130-131.
[2]熊明和.复杂形体钛合金零件的加工工艺研究[J].机械制造,2018,56(01):71-75.
[3]席颖.复杂型面钛合金钣金零件高效数控加工刀具的硏究[J].辽宁经济管理干部学院(辽宁经济职业技术学院学报),2014(04):53-54.
[4]段奇锐,原晓明.盒形件超塑成形过程中材料流动规律的数值模拟与实验[J].南京航空航天大学学报,2012,44(S1):91-96.