单元2飞机钣金零件材料种类、钣金成形极限和成形质量

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1、长沙航空职业技术学院教案单元2飞机钣金零件材料种类、钣金成形极限与成形质量一、飞机钣金零件所用材料种类在近代飞机结构中，用钣金工艺方法制造的零件，采用了下列金属材料：铝合金、镁合金、碳钢、铜合金、不锈钢、钛合金等。表1-1常用材料的种类和机械性能金属种类材料牌号状态抗拉强度屈服强度延伸率收缩率备注热处理（公斤/毫米2）（公斤/毫米2）防锈铝LF21退火10～15520～22淬火不能强化LF2退火17～231016～18〃LF3退火231015〃硬铝LY11退火23～241112〃可以淬火强化LY12退火23～241012～14〃LY1

2、6退火≤2415〃超硬铝LC4退火≤25111050〃铜合金H62退火30114066〃淬火不能强化H68退火3094070〃变形镁合金MB8退火22～2311～1210～1225～30〃淬火不能强化钛及钛合金TA2退火45～6025～30淬火不能强化TA3退火55～7020～25〃TC1退火60～8020～25〃优质碳钢、结构钢10软化30～42213055一般淬火不能强化15软化30～46232755〃20软化36～50252655〃长沙航空职业技术学院教案不锈钢1Cr18Ni9Ti软化≥54≥40%〃淬火不能强化材料供应状态用一

3、定的符合表示，例如：M—表示材料处于退火状态；CZ—淬火后自然时效；CS—淬火后人工时效；MO—优质表面退火；CO—优质表面淬火自然时效；Y—冷作硬化；YZ—半冷作硬化；XC—表示型材；G—表示管材。状态符号置于材料牌号的后面如：LY12-MO-δ1.5为表面优质、退火状态的12号硬铝板材，板厚为1.5mm。LC4-CS-δ1.2为4号超硬铝、淬火后人工时效板材，板厚为1.2mm。二、钣金成形极限与成形质量(一)成形极限成形极限是指板材在一定的变形方式和变形条件下，成形在无法进行下去的限度，也就是达到了这种变形方式和变形条件的极限变形

4、能力。若从板料的变形性质来看，钣金零件的成形方法虽然很多，但无非是“收”和“放”两种。所谓的“收”就是依靠板料的收缩变形来成型零件。“收”的特点主要表现为板料纤维的缩短和厚度的增加。以压缩（收缩）变形为主的变形方式是拉深和凸弯边成形。所谓“放”就是依靠板料的拉伸变形来成形零件。“放”的特点表现为板材纤维的伸长和厚度减薄．以拉伸变形为主的变形方式是翻边、局部成形、胀形和凹弯边成形等。“收”的主要问题是起皱，“放”的主要问题是拉裂。1.成形的起皱极限(1)起皱的原因钣金成形中，当成形的压缩变形力大于板料的抗压稳定性时，即成形的压缩量变大，

5、而板料的相对厚度小，受压区材料四周的支持情况差，就会产生皱纹。(2)影响失稳起皱的因素从书中公式中可以看出：材料的E、D值越大，抵抗失稳起皱的能力越强；板料的塑性变形越大，抵抗失稳起皱的能力越弱；板料抵抗失稳起皱的能力，与材料相对厚度的平方成正比。长沙航空职业技术学院教案应当注意的是，在拉—压复合应力状态下，拉应力的大小对起皱有显著影响。钣金零件上常设计一些加强埂或加强窝，其目的除增加零件刚度之外，还用以消除成形中的起皱和局部松弛引起的鼓动现象。综上所述，防止起皱的措施是采用刚性支持和减少变形区的压应力(3)皱纹的种类•按毛料型式分有

6、板材皱、型材皱和管材皱。•按起皱的部位分有内皱和边皱。•按起皱的时机分有成形中形成的成形皱，以及卸载回弹时受压引起的卸载皱。•按起皱的先后次序分有首次皱、二次皱和多次皱。•按起皱的原因分有压缩皱(如拉深件突缘上的边皱)、剪切皱(如盒形件拉深时出现在4个圆角与直线段交界处的壁部)和由非均布拉应力引起的拉力皱和富料皱等。2.成形的拉裂极限(1)拉伸的成形极限在以拉为主的变形方式中，板料往往过渡变薄甚至断裂。板料在拉力作用下，一方面承载面积缩减，另一方面材料的应变刚效应增加。一般而言，板料的拉伸失稳具有两个不同的发展阶段，即所谓分散性失稳与

7、集中性失稳。如果单是从板料拉伸变形的稳定性着眼，可以用分散性失稳作为判断标准；但从板料破裂前极限变形程度的估计着眼，就应以集中性失稳作为标准。(2)影响拉伸成形极限的因素变形方式即变形区材料的应力应变状态。应变分散效应尺寸效应变形条件如温度、速度、模具几何参数、摩擦、润滑和加载方式等，它们的影响是很明显的。总之，防止拉裂的基本措施是尽量避免材料的局部应力集中和减少材料的流动阻力。(3)破裂的型式1)最大拉伸变形区的拉裂(包括单向和双向拉伸状态)2)最大剪切变形区的拉裂例如，方盒中出现在角部的破裂。长沙航空职业技术学院教案3)拉弯状态的

8、拉裂钣金成形中，有较多零件的破裂出现在拉弯状态。4)高硬化区的脆裂5)板件表面的发裂例如，经过变薄拉深、变薄旋压，冷挤和过度喷丸的零件表面，出现细而短的微裂纹，这是由板材表层的局部拉应力或残余拉应力造成的。6)时效开裂(