飞机制造技术基础–热加工、塑性加工及数字化制造

　　《飞机制造技术基础：热加工、塑性加工及数字化制造/普通高等教育创新型人才培养规划教材》是为航空院校飞行器制造专业学生学习和了解航空制造技术而编写的。主要介绍航空数字化制造技术、航空钣金成形技术、铸造技术、锻造技术和焊接技术等内容，并从相关的基础理论、分类方法、制造手段、制造设备、制造工艺设计和零件的工艺性等方面进行了阐述。
　　本书可作为飞机设计专业的教学参考书，也可供从事飞机设计和制造的工程技术人员参考。

第1章 航空数字化制造技术
1.1基本概念和内涵
1.1.1数字化制造的定义
1.1.2数字化制造中的数据协调关系
1.1.3数字化制造的特点
1.2数字化制造工艺
1.2.1钣金件橡皮囊液压成形
1.2.2数控加工
1.2.3飞机部件的装配
1.3数字化工装
1.3.1数字化成形工装
1.3.2数字化装配工装
1.3.3柔性工装
1.3.4数字化检验
1.4数字化设备

第2章 航空钣金成形技术
2.1航空钣金件分类
2.2成形原理
2.2.1钣金件变形的基本特点
2.2.2钣金成形原理
2.3航空钣金件主要成形方法
2.3.1平板类零件
2.3.2落压类零件
2.3.3拉深类零件
2.3.4板弯型材零件
2.3.5橡皮囊液压成形零件
2.3.6旋压零件
2.3.7蒙皮成形零件
2.3.8整体壁板零件
2.3.9热成形零件
2.3.10超塑成形和扩散连接零件
2.3.11局部成形零件
2.3.12爆炸成形零件
2.3.13挤压型材零件

第3章 铸造技术
3.1金属液态成型工艺基础
3.1.1熔融合金的流动性及充型
3.1.2液态合金的收缩
3.1.3铸件的常见缺陷
3.2铸造成型概念及铸造特点
3.3铸造技术的发展
3.4常见的铸造方法及比较
3.5铸件结构工艺性
3.5.1铸件结构设计基本原则
3.5.2铸造工艺方法的选择
3.5.3铸造工艺性
3.6铸造工艺参数的选择
3.6.1铸件机械加工余量
3.6.2铸件工艺余量
3.6.3铸造斜度（起模斜度）
3.6.4小铸出孔及槽
3.6.5铸件线收缩率
3.6.6铸件工艺补正量
3.6.7分型负数
3.6.8芯头
3.6.9铸件尺寸公差
3.7铸件机械加工初基准的选择
3.8铸件结构要求
3.8.1铸件壁厚
3.8.2壁的连接
3.8.3铸造圆角
3.8.4铸造筋
3.8.5铸孔和槽
3.8.6铸件结构应避免冷却收缩受阻和有利于减小变形
3.8.7避免外部侧凹
3.8.8改进妨碍起模的凸台、凸缘和肋条的结构
3.8.9铸件内腔的设计
3.8.10铸造方法对铸件结构的特殊要求

第4章 锻造技术
4.1概述
4.1.1锻造生产的特点
4.1.2锻造生产的分类及其工艺流程
4.1.3锻造工艺的发展简史及其发展趋势
4.2自由锻
4.2.1自由锻工序
4.2.2自由锻工艺规程的制定
4.3模锻
4.3.1锤上模锻的工艺特点
4.3.2锤上模锻的锻模结构
4.3.3锤上模锻工艺规程的制定
4.3.4其他模锻方法
4.4锻件的结构工艺性
4.4.1自由锻件的结构工艺性
4.4.2锤上模锻件的结构工艺性

第5章 焊接技术
5.1焊接基础
5.1.1定义、原理及特点
5.1.2焊接基本知识
5.2焊接方法
5.2.1电弧焊
5.2.2埋弧焊
5.2.3气体保护焊
5.3焊接应力与变形
5.3.1焊接应力与变形的产生原因
5.3.2焊接应力与变形的危害
5.3.3防止焊接应力与变形的措施
5.4焊接缺陷
5.4.1焊接缺陷分类
5.4.2焊接裂纹分类
5.4.3焊接裂纹防止
5.5焊接结构工艺设计
5.5.1焊接结构生产工艺过程
5.5.2焊接结构工艺设计

参考文献

 

　　飞机制造过程包括毛坯制造、零件加工、装配安装和试验四个阶段。
　　随着航空制造技术的发展，在飞机制造过程的四个阶段中不仅具体的制造技术得到了飞速发展，新技术不断出现和应用，而且飞机设计制造的传统模式也发生了改变，以MBD规范为基础的三维综合信息模型作为飞机制造的依据，改变了传统的二维工程图模式，在整个制造过程中依据的载体、表达方式和制造手段等均发生了变化，终实现了全三维数字化、无纸化制造。
　　在航空军民机科研生产中，钣金零件的成形技术一直是一个重点，虽然飞机设计中使用的钣金件逐渐减少，但总数量仍然占50%。成形方法主要包括橡皮囊成形、旋压成形、蒙皮拉形、壁板增量压弯成形、壁板喷丸成形、蠕变时效成形、热成形、超塑成形、数控滚弯成形和数控弯管成形等。
　　铸造是飞机制造的重要手段，不仅是零件毛坯的主要制造方法，而且也是一些重要的复杂零件的制造方法之一，一些发动机叶片主要靠铸造方法生产。熔模铸造、壳型铸造、陶瓷铸造都是航空零件制造的不可替代的方法，铸造仿真技术、定向凝固技术等也得到长足发展和应用。
　　锻造技术不仅可以提供性能良好的机械加工制造的毛坯，也是飞机重要承力部件的主要制造方法，比如飞机的梁、接头和框等重要部件均采用锻压方法制造。
　　焊接技术在航空制造中主要解决拼接问题，需要的大尺寸毛坯可以通过小尺寸毛坯的焊接得到。当大型零件无法直接得到时，可以通过焊接将制造的零件局部进行拼接得到；当一些钣金零件无法直接成形时，也可以将零件分成几部分成形，然后焊接拼接。飞机制造中的主要焊接方法包括氩弧焊、激光焊接、高能束电子焊接和压力焊接等。
　　本书主要针对上述的飞机制造方法进行编写，可作为航空、宇航制造工程专业综合基础课程的教材。由于目前有关飞机制造工程技术基础的专用教材很少，因此组织人员编著了本书。其中航空数字化制造技术引入了本书作者韩志仁老师在数字化制造方面的部分成果，同时还参考了大量数字化制造的文献。这些文献主要来自国内期刊的数字化制造方面的文章。在此对文献的原作者深表谢意。本书可以弥补在数字化制造方面没有合适的专业书籍的不足，不仅适合于航空院校教学，也适合于工程技术人员参考。
　　全书共分5章。第1章总结和整理作者及已公开发表的航空数字化制造技术方面的成果，相对全面地概述了航空数字化制造技术；第2章简述塑性成形的基本原理及现有航空钣金成形方法；第3章介绍铸造的概念、类型和工艺；第4章介绍模锻和自由锻及其工艺；第5章介绍焊接原理及工艺性分析。
　　本书编写分工为： 第1、2章由韩志仁编写，第3、4、5章由贺平编写，郑晖负责校稿和整理。
　　由于本书编写人员的时间、知识和经验有限，在内容编排和题材取舍方面难免有处理不妥和疏漏之处，请广大读者批评指正，以便今后本书的修订。