强力旋压是一种先进的金属材料加工技术,它能够将金属材料通过旋压成型,从而实现变形和变薄。在我国航空航天制造领域,强力旋压技术得到了广泛应用,其应用范围包括飞机的各种零部件,如机头罩、副油箱、进气道、气瓶、拉杆、滑轨、作动筒等。此外,在发动机上,螺旋桨桨帽、机匣、唇口、进气锥、喷管、喷口等部件也采用旋压成形工艺。这类零部件具有高强度、高硬度、高精度和低重量等特点,这些特点使得旋压成形技术在我国航空航天制造领域具有很大的优势。
以飞机副油箱为例,传统的制造工艺是先分瓣成形再焊接,分瓣的数量在6瓣以上。因此,整个副油箱的焊缝数量有十几道,焊接变形大,还需要大量的校形工序,工作量大,制造周期长。而采用强力旋压成形技术后,将副油箱从中间分成左右对称的两部分,采用强力旋压将厚板经两次成形后再在中间焊接。如此一来,原来的十几道焊缝减少为一道,大大提高了副油箱的精度和整体强度,降低了制造周期和工装制造费用。
除了副油箱,飞机上还有各种球形或柱形的气瓶。这些气瓶工作压力都很高,有些高达45MPa。为了满足这个压力要求而又要降低气瓶重量,这些气瓶都是采用金属材料内衬外部缠绕复合材料的结构。金属内衬有不锈钢、钛合金和铝合金。球形和柱形气瓶内衬的传统制造方法是锻造机加,即锻造一个壁厚为30mm左右的筒形毛坯,经数控加工,然后进行1.5~2.5mm的壁厚加工。原材料的利用率约为3%,浪费严重且加工周期长,制造成本高。由于锻造壁厚度大,内部组织经常出现不均匀等情况,机械加工又破坏了金属纤维流向的完整性,降低了产品的疲劳寿命。
采用旋压成形后,板材毛坯经1~2次强力旋压即可获得所需要的形状和尺寸,大大减少甚至取消了机械加工,提高了内衬产品寿命。对于柱形气瓶,辅助以普通旋压收口工艺,还可以做到气瓶内衬的整体成形,整个气瓶内衬取消了焊缝,材料利用率可达90%以上。
强力旋压技术的应用,不仅提高了航空材料的性能,增强了我国航空事业的发展,也为航天事业的发展做出了重要贡献。