某飞机蜂窝铝合金面板零件为蜂窝夹芯金属胶接结构，材料为LY12，零件厚度为0.3mm、0.4mm两种，单架机共有28项此类零件零件。如图1所示，该零件为薄板盒形件，形状复杂，由四层钣金零件和一层金属蜂窝芯胶接而成。胶接成形前，钣金零件的配合间隙应小于0.2mm，故对薄铝合金蜂窝盒形面板成形工艺要求很高。

此类零件表面质量要求严格，面板外观应平整光顺，并应满足飞机的胶接特性，不允许有折痕和鼓动等缺陷。目前我厂生产各类型蜂窝铝合金面板零件时，现有的生产流程（淬火→校平→液压→切割交付）要求毛坯要在成形过程中经过淬火处理，而淬火处理后会造成板料的应力分布不均，同时薄板零件由于其自身厚度薄抗压缩应力差，成形底部出现鼓动，边缘出现松动，不能满足蜂窝胶接特性的要求值，因而影响了金属面板和蜂窝夹芯的胶接粘结质量，造成福克检查和声阻抗检查等无损检测通不过，导致昂贵的金属蜂窝复材组件报废。

原因分析

⑴从零件成形的工艺特性分析薄铝合金蜂窝盒形面板鼓动产生的原因，主要是因为铝合金对淬火敏感性很高，目前工厂采用的淬火方式主要是盐浴炉进行，由于受设备条件的限制，淬火冷却速度仅能通过调节水温来予以控制，缺点之一就是淬火转移时间长，板材淬火后翘曲变形大。采用快的淬火速度，虽有利于获得较高的强度，但由于急剧冷却带来板材内、外的温度梯度大，表面金属冷却比内层快，表层金属产生拉应力，内层金属产生压应力。随着进一步冷却，内层金属剧冷、急剧收缩，使得最后表层金属有残余压应力，内层金属有残余拉应力，即残留了大量的淬火应力，致使板材在淬火期间产生翘曲变形，产生鼓动。

⑵薄铝合金蜂窝盒形面板的淬火工艺性太差。蜂窝面板的材料太薄，表面积太大，无释放应力的工艺孔和增强抵御变形的工艺加强筋，刚性差，淬火容易剧烈变形，造成板料各点内应力极不均匀，形成明显的鼓包；盒形结构成形时盒底封闭，变形时内应力无处释放，也会形成鼓包。

⑶校平机校平有一定的不稳定性，板料校平后易出现波纹、折痕，液压成形时会出现鼓包、松动、鼓动，严重的会出现扭曲变形。

⑷零件橡皮成形过程中各点变形不同致使材料产生新的不均匀内应力。该因素的影响有大有小，需针对零件作具体分析。

⑸橡皮成形过程中模具盆腔气体的反作用力。毛坯橡皮与型胎底面之间形成一个封闭的腔体，成形过程中空气被逐渐压缩，形成一个反作用力。根据生产经验，由于气体的可压缩性，这个反作用力影响有限，工艺上通过增加工装排气孔就可以解决。

⑹薄板盆形零件成形工艺过程防护的要点是要保证成形设施与零件的接触面光滑、洁净，以免设施伤及零件表面质量；其次，要保持严谨精细的操作方法，以尽量减少成形过程各环节遗留在零件表面的质量缺陷。经分析，抑制甚至消除薄铝合金蜂窝盒形面板淬火变形所产生的鼓动问题，首要解决的问题应该是新淬火条件下金属面板零件形成的鼓动对成形后零件精度的重大影响。通过对薄板类零件成形的鼓动抑制机理进行研究，发现采用预拉伸加工，可以明显降低铝合金板淬火后产生的残余应力值，并随着预拉伸量的增加，残余应力转变成拉应力。

其次，薄铝合金蜂窝盒形面板在橡皮成形过程中产生的鼓动，也是影响因素之一。薄铝合金蜂窝盒形面板由于其结构为浅拉深盒形件，变形过程的应力应变状态较为复杂，且要改变其应力应变状态十分困难。通过对工装（辅助）结构如工艺筋槽等在成形过程中所产生的应力应变状态的改变效果进行分析试验，掌握其对鼓动抑制的作用效果规律，对模具的结构设计进行改造，制定合理的工艺方案，最大限度地提高零件的成形精度，以解决生产中所面临的难题。

解决办法

确定淬火方式

目前工厂淬火主要是盐浴炉进行，由于受设备条件的限制，淬火冷却速度仅能通过调节水温来予以控制。板料淬火时采用卷筒方式，可以防止板料被淬火框硌伤，及被淬火槽液冲击变形无法使用。毛料卷筒时长度1000mm以内直径以φ150mm左右为宜；长度1000mm以上直径以φ200mm左右为宜，层间间隙均匀，以减小淬火变形。卷筒均匀捆扎2～3道放入专用小淬火框，再以立式固定在热处理间的大型通用淬火框内，如图3所示。在淬火时，淬火框的入水转移要求十分平稳，尽量垂直下水，以防止水的激荡造成更多的鼓包。尤其是不能绊在淬火槽或水槽边缘，剧烈的抖动和斜框入水会造成更大的变形扭曲和硌伤。