我国新型冲击液压成形技术取得新进展,第五届航空工业

最近,中国科学院金属研究所塑性加工先进技术课题组在铝合金板材高应变率冲击液压成形技术与装备方面取得系列进展,有望推动和提升我国航空钣金制造业发展水平。

日前,中国航天科技集团有限公司与西安市举行座谈会,双方就加快合作项目建设进度、进一步加强多领域合作深入对接交流。

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6月26日,第五届航空工业“科技月”活动第三场主题论坛——智能制造论坛在京举行。本次论坛旨在总结和展示航空工业智能制造的推进和实践情况。航空工业党组成员、副总经理张新国,中国工程院院士关桥出席。论坛采用视频会议形式进行,共1323名代表参加。

航空航天装备中,钣金类零件占总零部件数量、制造工作量占全机工作量均在20%以上。针对目前航空领域对钣金零件的轻量化及整体化发展的迫切需求,具有凸台、加强筋和小圆角等小特征结构的铝、镁、钛轻质合金复杂异型薄壁钣金零件的制造已成为推动大型飞机水平提升亟待解决的重要问题。

航天科技集团党组书记、董事长吴燕生,陕西省委常委、西安市委书记王永康出席座谈会并讲话。西安市委副书记、市长上官吉庆,市委常委、常务副市长吕健,航天科技集团总部有关部门领导、部分二三级单位主要领导等参加座谈会。

论坛上,来自航空工业制造院、昌飞、自控所和成飞的4位相关技术领域专家,围绕航空工业智能制造整体推进和实践、智能制造在飞机、直升机、机载系统发展中的实践等进行了深入分析。

航空用高强铝、镁、钛等轻质合金塑性差,成形过程中容易起皱和开裂。我国一直沿袭前苏联的落锤成形技术,落锤成形需通过模具压制与人工结合,通过锤击、垫橡胶等方式进行多道次压制和人工辅助加工成形,以消除起皱并通过人工手动工序控制材料流动以防止破裂发生,要求操作者具有丰富的加工经验和技术技巧。落锤成形由于是刚性模成形,成形零件会有划痕等缺陷,成品率不高,零件精度及一致性差,材料利用率低,模具寿命较低,劳动条件和安全性差。

吴燕生感谢西安市多年来的支持和信任。他表示,西安科技创新活力迸发,军工资源优势明显。航天科技集团将继续发扬自主创新、艰苦奋斗、拼搏奉献的精神,全力实施好国家航天任务,大力发展卫星应用产业,推动更多航天技术成果转化,服务好西安经济社会发展。

航空工业于2016年1月发布航空工业智能制造架构,制定航空工业智能制造的推进计划,为集团公司智能制造研究、推广应用奠定了基础。经过两年多推进和实践,航空工业围绕智能制造3大关键技术和7项重点任务,取得较大进展和突破。组织了20余次的推进会、研讨会和现场会,通过行业专家总结提炼智能制造最佳实践并编制实施指南。目前,航空工业昌飞“直升机旋翼系统制造智能车间试点示范”等4条生产线获得工信部智能制造试点示范项目支持,航空工业成飞“飞机大型复杂结构件数字化车间”等15条生产线被列为工信部智能制造专项试点项目,国防科工局智能制造专项已经组织上报等;通过上述工作的推进,有效地促进集团公司智能制造技术在科研生产一线的应用。

针对上述复杂航空钣金零件制造过程中的问题及我国大飞机行业的发展需求,金属所塑性加工先进技术团队博士生马彦、副研究员徐勇及研究员张士宏等人与航空工业沈飞、成飞和河南兴迪公司合作,通过将充液拉伸成形技术与高速冲击成形技术相结合,提出了一种新型冲击液压成形技术。

王永康对航天科技集团多年来给予西安经济社会发展的支持表示感谢,并希望双方能在更大范围、更深层次、更广平台开展战略合作,共建军民融合创新示范区,将更多航天科技成果在西安产业化,共同推动航天高质量发展、建设航天强国。
来源:航天科技网站

航空工业第五届“科技月”期间,集团总部举办了3场论坛、2场研讨会。随着本次论坛的结束,“科技月”的主要活动正式落下帷幕。

课题组完成了从理论分析、设备研制到工艺验证的全链条研究。通过霍普金森拉杆实验研究发现,5A06铝合金单向拉伸试件在高应变速率条件下的延伸率相比于准静态条件增加了40%。课题组自行设计了一台板材冲击液压成形极限试验装置,发现5A06铝合金板件的冲击液压成形极限相比于准静态液压成形极限得到了大幅提高。通过自行设计的冲击液压成形物理模拟实验装置,对冲击液压成形的冲击传载特性及设备关键工艺参数进行了理论和实验研究。研究发现,该工艺同样适用于铝合金、铝锂合金、镁合金、钛合金等。

本届“科技月”活动亮点纷呈,成果颇丰。顾诵芬院士、杨伟院士分享了有关习近平总书记在两院院士大会上重要讲话的体会。启动了2050年航空科技发展中长期战略研究和“十四五”规划编制工作。

基于以上研究,课题组自主研发了新型冲击液压成形专用设备。该设备采用液压蓄能器组合结构实现了大质量冲击体的高能高速驱动及控制,是该设备的核心专利技术。由于采用了液体这一柔性成形介质,成形零件具有良好的表面质量。通过室温高应变率成形,无需热处理即可提高材料在室温条件下的塑性。设备的最大冲击能量200千焦,最高冲击速度80米/秒,具有适合于工业化应用的自动操作模式。该设备最大可用于500毫米×500毫米×3毫米的铝、镁、钛等低塑性合金的板材成形,也可用于需要同等成形能量的管材成形、汽车板件成形、板材与管材的冲孔等工序。

在“航空装备发展论坛”上,杨伟院士、孙聪院士、樊会涛院士和邓景辉总师对航空装备创新发展的深入思考,为我们绘制了航空装备和技术创新发展的路线图。

课题组已经通过冲击液压成形技术成功实现了航空复杂薄壁口框零件的成形。该技术制造的口框零件具有更均匀的壁厚减薄率,更好的小圆角填充能力,并且能够有效地抑制回弹。与现有落锤生产技术相比,该技术将传统8道次以上的人工辅助制造过程改变为2道次的自动化生产过程,无需中间工艺热处理,提高了400%的生产效率。

“人工智能论坛”结合集团航空人工智能发展架构论证与研究工作,透过专家视角,阐述人工智能技术在航空领域的应用潜力和技术推动力,促进全集团对航空人工智能的重视与思考。

课题组还与白俄罗斯科学院和罗马尼亚克卢日-纳波利技术大学进行合作,研制成功一台全新原理的、世界上第一台可以用于生产的冲击液压成形设备。
来源:中国航空新闻网

“先进航空电子体系架构研讨会”从用户需求和系统视角出发,研讨了构建基于能力的航空电子开放式体系架构,牵引未来航电技术的发展。

“创新机制建设研讨会”以问题为导向,结合航空工业科研生产实际,提升航空工业制定科技创新体制机制的科学性与针对性,并将在航空工业全面深化改革“1+N”文件中予以落实。

本届“科技月”活动,航空工业各直属单位、成员单位通过科技创新大讲堂、专题研讨会、科技报告会、科技创新论坛等丰富多彩的形式开展了相关活动。
来源:航空工业网站

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