文档介绍：喷丸成形
喷丸成形
原理:利用高速弹丸流撞击金属板材的表面,使受撞击的表面及其下层金属材料产生塑性变形而延伸(如图1所示),从而逐步使板材发生向受喷面凸起的弯曲变形而达到所需外形的一种成形方法。
分类:
按照驱动弹丸运动的方式,喷丸成形分为叶轮式喷丸成形和气动式喷丸成形。(两者没有本质区别)
按照喷打方式,喷丸成形分为单面喷丸成形和双面喷丸成形。(双面喷丸成形主要用于复杂型面构件的成形)
根据喷丸成形时构件是否承受弹性外力,喷丸成形分为自由状态喷丸成形和预应力喷丸成形。(预应力喷丸成形可以获得更大的喷丸变形量和更复杂的构件外型)
喷丸成形所引起的零件变形量与喷丸强度、弹丸覆盖率和零件厚度有关。
影响喷丸强度的因素主要有与弹丸有关的参数,包括弹丸材料、弹丸热处理状态和弹丸直径,以及与喷丸设备有关的参数,包括弹丸速度和喷射角度。
影响弹丸覆盖率的因素主要有喷丸时间和受喷零件的材料性能。
喷丸成形的优点
成本低——无需成形模具、生产准备周期短、场地占用少、零件尺寸不受设备喷丸室大小限制等;
品质高——具有疲延长制件疲劳寿命、提高制件抗耐腐蚀性能的潜质。
既可以成形单曲率零件,也可以成形复杂双曲率零件。
喷丸成形的局限性
球面变形趋势
变形有限
限制条件苛刻
影响因素繁多
喷丸成形的发展
国外:自20世纪40年代初期,美国Lockheed航空公司的工程师JimBoerger从喷丸强化Almen试片产生变形这一特点受到启发,从而开创了这一对现代飞机制造产生重大影响的先进成形技术。。伴随机床控制技术的进步,喷丸设备由过去的机械控制喷丸机发展到后来的数控喷丸机。此外,通过竞争兼并,已经形成高度垄断、大型、专业化、喷丸工艺及设备兼营的跨国集团公司喷丸成形设备供应商,如美国金属改进公司等。随着大型运输机机翼设计技术的发展,喷丸成形技术经历了带纵筋机翼整体壁板蒙皮类零件到不带筋条机翼整体厚蒙皮类零件和带曲筋机翼整体壁板类零件的喷丸成形等发展阶段。在成功应用于Constellation(星座号)飞机壁板零件的生产之后,喷丸成形技术便被广泛应EM120,A10,A6,EA6,S3A,P3,C5,C130,C141,F15,F5E,B1等军用飞机及A310-A340、707-777、REGIONALJET、DASH 7、DASH 8、L1011、MD11、MD80、MD90、MD95、DC10、ATR72、、-4,5和ATLASII上的整体壁板零件制造中。波音系列客机和空客系列客机的金属机翼整体壁板喷丸成形是喷丸成形技术成功应用的典型代表。
采用预应力喷丸成形的A380机翼下壁板
如图所示,A380 飞机超临界外翼下翼面整体壁板长度30 余m、厚度30 余mm,是迄今采用喷丸成形技术所获得的长度最长、厚度最大的构件,代表了国际喷丸成形工艺技术的最新成果。