淺談GT在航空鈑金零件加工中的應(yīng)用

一直以來，航空鈑金零件種類多、批量小，以致于造成模具數(shù)量多、加工效率低、加工成本高等問題，因此如何提高產(chǎn)品加工效率、減少單件零件的加工成本成為全球各大主機(jī)廠亟待解決的問題。GT是成組加工技術(shù)的簡稱，GT的核心是把結(jié)構(gòu)、材料、工藝相近似的零件組成一個零件族（組），按零件族制定工藝方案進(jìn)行加工，從而擴(kuò)大了批量、減少了品種、便于采用高效方法、提高了勞動生產(chǎn)率。航空鈑金零件按類型可劃分為大框型材、液壓板框零件、蒙皮及角材等幾類，本文將選取兩類典型零件從成組加工角度進(jìn)行探討。角材類零件的成組加工航空鈑金零件中存在大量與蒙皮相接觸、用于固定并支撐飛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度類的截面為“T”字形的型材零件，T形型材立邊較高，且不同零件立邊高度及外形尺寸各異，零件長度短，成形弧度小。圖1所示為T形型材截面尺寸示意圖。圖1T形型材截面尺寸（TMS60-27356）不同的零件外形尺寸，原材料的規(guī)格各不相同，表1是B767-300客改貨項(xiàng)目某部件T形型材規(guī)格統(tǒng)計(jì)（共65項(xiàng)零件），材料牌號均為7075-0料。由表1可以看出，雖然各原材料規(guī)格各不相同，但也有共性。序號1、3、9，2、4及7、8的立邊高度（B尺寸）一致，序號2、3、4、6、8的材料厚度（t尺寸）一致。表1B767-300客改貨項(xiàng)目某部件T形型材材料規(guī)格統(tǒng)計(jì)表2B767-300客改貨項(xiàng)目某部件T形型材外形尺寸統(tǒng)計(jì)表2為B767-300客改貨項(xiàng)目某部件T形型材外形尺寸統(tǒng)計(jì)。可以看出，T形型材零件立邊高度、零件長度雖不一樣，但立邊高度均小于130mm、零件長度均小于200mm，零件弧度值只有R2450mm、R2100mm兩尺寸。傳統(tǒng)的加工方法（用壓模單件成形）先劃零件立邊高度線，銑切零件立邊高度后壓成形，由于各零件立邊高度尺寸均不相同，需定制多套壓模，以致于模具數(shù)量多、生產(chǎn)成本高、單件零件生產(chǎn)效率低。傳統(tǒng)的加工方法是：鋸切成段→劃線→銑切邊高→壓模成形弧度→劃線→銑切外形，工藝流程如圖2所示。圖2傳統(tǒng)加工流程單件壓成形設(shè)備是Y41-100單柱液壓機(jī)，由于各零件外形尺寸（零件長度、立邊高度等）、材料規(guī)格（材料厚度、根部R角等）不盡相同，成形零件所用的工裝無法借用、需訂制專用工裝，經(jīng)統(tǒng)計(jì)65項(xiàng)零件共使用壓模42套，導(dǎo)致模具成本增加；模具數(shù)量多，導(dǎo)致模具保存、搬運(yùn)、維護(hù)等需要的場地、人力、物力、財(cái)力增加，影響生產(chǎn)效率及生產(chǎn)成本。采用新方法——成組加工方法，可取T形型材立邊高度、零件長度的最大值作為固定值、原材料厚度、成形弧度作為變量，利用此共性將此類零件組成一個零件族，運(yùn)用拉彎成形的方法來成組加工。成組加工方法：拉彎成形弧度→鋸切成段→劃線→銑切外形。成組加工流程如圖3所示。圖3成組加工流程圖4A-14型材拉彎機(jī)A-14型材拉彎機(jī)（圖4）最大拉力82.5t，最大拉彎零件長度8585mm。在B767-300客改貨項(xiàng)目某部件T形型材零件中，取T形型材立邊高度、零件長度的最大值作為固定值，僅原材料規(guī)格、弧度值不同。經(jīng)統(tǒng)計(jì)只需訂制4套拉彎模即可成形所有零件弧度，鋸切成段后，劃線、銑切零件外形即可。表3所示為B767-300客改貨項(xiàng)目某部件T形型材成組加工工裝統(tǒng)計(jì)。由表3可以看出，采用成組加工方法，可一次拉彎成形加工20件零件以上，相比傳統(tǒng)單件成形效率提高20倍以上；由于減少了模具數(shù)量，模具保存、搬運(yùn)、維護(hù)等需要的場地、人力、物力、財(cái)力減少，提高了生產(chǎn)效率、降低了生產(chǎn)成本。圖5所示為成組加工現(xiàn)場實(shí)物圖。圖5成組加工現(xiàn)場實(shí)物圖（拉彎成形）表3B767-300客改貨項(xiàng)目某部件T形型材成組加工工裝統(tǒng)計(jì)角材的成組加工需要用科學(xué)的方法，統(tǒng)計(jì)出各類零件的差異及相似點(diǎn)是關(guān)鍵。統(tǒng)計(jì)項(xiàng)一般包括原材料、零件外形尺寸、單機(jī)件數(shù)、加工方法、加工設(shè)備等等，找出各零件共性并制定合理的加工方法。本實(shí)例從B767-300客改貨項(xiàng)目某部件小角材加工方法的改變著手，介紹了成組加工方法的大概流程。板框類零件的成組加工飛機(jī)上存在大量板框類零件，一般與壁板鉚接，起支撐、加強(qiáng)、導(dǎo)線作用。此類零件種類多、單機(jī)件數(shù)少，一般都有彎邊、成形校正困難，需要定制專門型胎壓成形。圖6所示板框類零件材料牌號是2024-0料、零件尺寸400mm×200mm。圖6板框類零件外形傳統(tǒng)的工藝方法采用型胎在9600t水壓機(jī)上壓成形，工藝流程如下：數(shù)控下料→液壓成形彎邊及下陷→校正（彎邊、下陷）→固溶處理→校正。傳統(tǒng)的工藝方法將下陷和彎邊一起成形，回彈大，造成后期校正量大；一次壓成形只能成形一件，效率較低。圖7新工裝示意圖采用成組加工方法，重新定制工裝，將三件零件串聯(lián)放在一起壓成形，在77000t橡皮囊液壓機(jī)上液壓成形，新工裝如圖7所示。77000t橡皮囊液壓機(jī)工作容積（長×寬×高）3720mm×1400mm×315mm，最大工作壓力77000t，最大壓強(qiáng)100MPa，可實(shí)現(xiàn)液壓板框類零件一次液壓成形。由于采用成組加工工藝方法，零件生產(chǎn)效率提升3倍以上。圖877000t橡皮囊液壓機(jī)結(jié)束語本文選取了型材、板材兩類典型零件，對成組加工工藝進(jìn)行了探討。角材零件利用成組加工方法，生產(chǎn)效率提高20倍以上；板