1. Lennunduse sepistamine on oluline nurgakivi õhusõidukite ja mootorite jõudluse parandamiseks. Lennunduse sepistamine kuulub tipptasemel töötlevasse tööstusesse ning toetab lennukite ja lennukimootorite uuendamist ja iteratsiooni. Sepistamine on metallimaterjalide, tehnoloogia ja seadmete kombinatsioon, lennunduse sepistamine on nendes kolmes aspektis oluliselt kõrgem kui tavalised sepistamise nõuded, lennunduse sepistamine asub sepistamistööstuses, mis valitseb kõrgusi. Materjali otsast valivad lennundussepised üldiselt kõrge eritugevuse, materjali spetsiifilise jäikuse, titaanisulami, kõrge temperatuuriga sulami ja muid raskesti deformeeruvaid materjale kasutatakse laialdaselt.
Protsessi lõpust, võrreldes masinatööstuses kasutatava tavalise sepistusega, nõuab lennunduses sepistamine suuremat täpsust ja kvaliteeti. Laialdasemalt kasutatakse täiustatud sepistamistehnoloogiaid, nagu integraalvormimistehnoloogia, isotermilise sepistamise tehnoloogia ja täppisvaltsimise tehnoloogia. Seadmete seisukohast on lennunduse sepistamiseks vaja metalli deformatsiooni saavutamiseks suuri sepistamisseadmeid.
Vastavalt suurte lennumasinate sepistamisosade tootmisolekule ja arengusuundadele moodustab stantsi sepistamise osade kaal umbes 20-35 protsenti lennuki kerekonstruktsiooni massist ja 30-45 protsenti mootori konstruktsiooni massist. , mis on õhusõiduki ja selle mootori kerekonstruktsiooni põhiosad. Selle struktuuri tüüp, materjali jõudlus ja kvaliteet, tootmiskulud on üks olulisi tegureid, mis määravad õhusõiduki ja mootori jõudluse, töökindluse, eluea ja ökonoomsuse.
Lennunduse sepistamine asub tööstusahela keskel ja on lennunduse tootmise võtmelüli. Õhusõidukite ja lennukimootorite tootmisahela eeltööstusahelasse kuuluvad mitmesugused toorainetarnijad, sealhulgas supersulam, titaanisulam, alumiiniumsulam, kõrgtugev teras ja muud metallmaterjalid. Sepistamisettevõtted kasutavad sepistamisseadmeid, et töödelda toorainet teatud protsesside põhjal suurepäraste mehaaniliste omadustega metallisepisteks ning tooted tarnitakse peamasinate tehasesse kvaliteedikontrolliks. Kvalifitseeritud tooted antakse üle töötlus- ja konstruktsiooniosade tootjale konstruktsiooniosadeks monteerimiseks ning lõpliku montaaži teostab peamasinate tehas.
Integreeritud ja täppisarenduse raames vähendatakse järk-järgult sepistamise töötlusvarusid ning sepistuste lisandväärtus ja tähtsus suureneb veelgi. Uue põlvkonna materjalide jõudluse parandamise eeldusel on integreeritud vormimisprotsessi laialdaselt kasutatud ja integraalset sepistamist kui võtmetehnoloogiat on populariseeritud. Vastavalt "maailma kosmosetööstuse tootmistehnoloogia omadustele ja arengusuundumuste uurimisele" võib integreeritud vormimistehnoloogia vähendada kümneid või isegi sadu osi üheks või mitmeks osaks, vähendada segmenti ja sellele järgnevat keevitustööd, aga ka oluliselt vähendada struktuuri kvaliteeti. vähendada töötlemisjäätmeid, vähendada montaažikulusid. Võrreldes tavalise stantsiga on täppis-sepistamismasina töötlemisvaru oluliselt vähenenud, mis võib vähendada järgnevat töötlemisprotsessi. Vastavalt "Täppis-sepistamisvormimistehnoloogia rakendamisele ja arendamisele" saab toorikute viimistlemiseks kasutada täppis-sepistamisvormimistehnoloogiat, et realiseerida sepistamistehnoloogia kasutamine töötlemata töötlusprotsessi asendamiseks. Sepistamise täpsuse järkjärgulise paranemisega või see asendab osa traditsioonilisest töötlemistegevusest, nagu keevitamine, suureneb sepistamise tähtsus veelgi, samal ajal kui sepistamise lisandväärtus suureneb.
2. kerekonstruktsiooni sepistamine: õhusõiduki võtmete kandvad osad, integreeritud sepistamise suund
Sepiseid kasutatakse peamiselt kere, tiiva, saba, teliku ja muude kerekonstruktsiooni oluliste konstruktsiooniosade jaoks. Tänu oma heale kandevõimele kasutatakse sepiseid laialdaselt kerekonstruktsioonis, sealhulgas kere, tiiva, saba ja teliku põhiosades. Vastavalt erinevate osade tööomadustele on ka kasutatavad materjalid erinevad. Tehnoloogia arengu suunas on tähelepanuväärne arenenud õhusõiduki kerekonstruktsiooniga sepistamise integreeritud sepistamise arengusuund.
Kereosad on lennuki peamised kandvad osad ning kere sepismaterjalid on peamiselt alumiiniumisulam ja titaanisulam. Kere on lennuki oluline osa, on kogu lennuki jõuvundament, selle sisemine struktuur koosneb peamiselt põikraamist ja pikisuunalisest kandetalast. Vaheraam jaguneb tavaliseks raamiks ja tugevdusraamiks. Tavalist raami kasutatakse kere ristlõike kuju säilitamiseks. Tugevdusraam kannab ka massijõudu ja muid osi. Ühenduse koormus kandub üle kerekonstruktsioonile. Kontsentreeritud jõud hajutatakse ja kandub edasi kere nahale.
Alumiiniumsulamist õhusõiduki integreeritud konstruktsiooniosade mehaanilise deformatsioonimehhanismi ja prognoosimise uuringute kohaselt on titaanisulami osakaal suure manööverdusvõimega lennukites oluliselt suurenenud, kuid alumiiniumisulamit kasutatakse laialdaselt suurtes tsiviillennukites. Vastavalt jaotisele "Sissejuhatus täiustatud hävituslennukite ehitamiseks kasutatavasse titaani" võib F-15 kere jagada kolmeks osaks. Esiosa peamised konstruktsioonimaterjalid, sealhulgas radoomi, kokpiti ja elektroonikaseadmete sahtli, on alumiiniumisulamist. Keskmise otsa kolm eesmist raami on alumiiniumsulamist, kolm tagumist raami on titaanisulamist ja tagumine ots on täielikult titaanisulamist.
Tiib ja saba tagavad lennuki tõste- ja suunajuhtimise. Tiiva ja saba sepistamise materjalid on peamiselt alumiiniumisulam ja titaanisulam. Tiiva põhiülesanne on pakkuda lennukile tõstejõudu. Seda kasutatakse sageli teliku, mootori ja muude komponentide paigaldamiseks. Interjööri kasutatakse enamasti peamise teliku hoiustamiseks või kütuse vedamiseks. Saba kasutatakse peamiselt lennuki piki- ja põikisuunalise tasakaalu ja stabiilsuse tagamiseks, samuti lennuki piki- ja marsruudi juhtimiseks. Tiiva sisemised komponendid hõlmavad üldiselt pikisuunalist tiiva SPAR-i, tala, võre ja põiktiiva ribi, mille hulgas tiiva SPAR on tiiva peamine pikisuunaline pingekomponent. Tiibade sepistamise materjalid on peamiselt alumiiniumisulam ja titaanisulam. Täiustatud sõjalennukid kasutavad enamasti titaanisulamist sepiseid. Täiustatud hävituslennukite konstruktsiooni tootmise titaani ülevaate kohaselt on esitala, lame sabarootori võll, alumine pikisuunaline tala, mootoriklamber ja F22 tiiva sabaluuk kõik titaanisulamist sepised.
Teliku sisemine struktuur on keeruline ja teliku sepismaterjal on peamiselt ülitugev teras. Telik on õhusõiduki üks põhilisi konstruktsiooniosi, mida kasutatakse õhkutõusmisel ja maandumisel maapinnal või vees libisemiseks, liuglemiseks, liikumiseks ja parkimiseks. Tänapäevaste lennukite telikuks on keerukas mehaaniline seade, mis sisaldab amortisaatorit, jõusammast, ratast, pidurit, tagasitõmbemehhanismi ja mõnda muud süsteemi. Kaasaegsete lennukite koormuse suurenedes suureneb ka telik. Sepised mängivad telikusüsteemis olulist toetavat rolli. Teliku sepistamise materjalid on peamiselt kõrgtugevast terasest. Lennukite maandumisseadmete ülitugeva terase rakenduse oleku ja väljavaate kohaselt on enam kui 95 protsenti maailma lennukite telikutest valmistatud ülitugevast terasest.
Laialdaselt kasutatakse täiustatud helikopteri komposiitmaterjale ning peamised kere sepiosad on teliku ja jõuülekande osad. Komposiitmaterjale on helikopterites laialdaselt kasutatud alates 1970. aastatest, algselt kasutatud sekundaarsetes mehhanismides, nagu nahk, ja pärast 1990. aastaid laialdaselt peamistes konstruktsioonikomponentides, nagu raam ja stringer. Helikopterite komposiitmaterjalide rakendamise ja arendamise andmetel tarbib NH-90 taktikaline transpordihelikopter 95 protsenti komposiitmaterjale ning ainult elektrikabiini platvorm ja vahesein on endiselt valmistatud metallosadest. Kopteri kere sepistamise kasutusala on väike, peamiselt osa jaoks helikopteri rootorisüsteemist (sh võll, keskosad ja pistikud) ja teliku jaoks, mille hulgas on kopteri rummu suured keskosad ülisuured sepised, materjal on peamiselt titaani sulam.
3. Mootori sepised: mitmekesine struktuur ja lai levik, rõhutades raskesti deformeeruvate materjalide kasutamist
Sepiseid kasutatakse laialdaselt lennukimootorites, mis mängivad peamiselt kandvat, edastavat ja hoidvat rolli. Kuna sepistamine võib märkimisväärselt parandada metallmaterjalide jõudlust, kasutatakse sepiseid laialdaselt lennukimootorites, mida saab vastavalt kasutusosadele jagada külmaks otsaks, kuumaks otsaks ja tarvikuteks ning kettaks, rõngaks (sh korpuse osa), võlliks. , tera sepised ning väikese ja keskmise suurusega konstruktsiooniosad vastavalt erinevatele protsessidele ja vormidele. Tulekindlate materjalide kasutamise tõttu lennukimootorites ilmneb isotermilise stantsi sepistamise tehnoloogia.
Lennuki mootorirõngaid on mitut tüüpi ja laialt levinud, sealhulgas juhtvälisrõngas, põlemiskambri särgi paigaldusserv ja mantel paigaldusserv, järelpõleti paigaldusserv, klambrirõngas, eesmine ja tagumine sisemine poolrõngas, staatori sisemine poolrõngas, tihendusrõngas, Etappidevaheline tihendusrõngas, sisemine tihendusrõngas, südamiku labürindi rõngas, välimine labürindi rõngas jne mängivad peamiselt laagrite, tihendamise, kinnitamise ja ühendamise rolli vastavalt erinevatele osadele. Mis kannavad telgjõudu ja mängivad rõnga rolli - nagu vaba sepistamise või valtsitud rõnga valik, rõnga suure kiiruse ja kõrge temperatuuri tingimused on enamasti sepistamine. Rõngassepistes kasutatakse tavaliselt roostevaba terase, vedruterase, supersulami ja titaanisulami materjale.
Mootori korpus on oluline tugi-, jõuülekande- ja isoleerimisstruktuur. Mootori korpused võib nende kuju järgi jagada rõngaskorpusteks ja karbikesteks, mille hulgas on karbikorpused oma keerulise kuju tõttu enamasti valatud toorikud. Rõngakujuline korpus sisaldab õhu sisselaskekorpust, ventilaatori korpust, kompressori korpust, turbiini korpust jne, mis on mootori kandevõimeline komponent ja mida kasutatakse laialdaselt toorikute sepistamisel. Mootorirõnga korpuse sepistamismaterjalide hulka kuuluvad Al-Mg sulam, titaani sulam ja supersulam. Al-Mg sulamist valmistatud korpused on enamasti avatud või terviklikud, võrdse läbimõõduga ja suure seinapaksusega konstruktsioonid, mis on kaalult rasked ja protsessi käigus keerulised. Titaanisulamist ja supersulamist valmistatud korpused on enamasti õhukese seinaga keevitatud struktuuriga avatud küljega või integreeritud rõngaskestad, mis on kaalult kerged, vähese jäikusega ja raskesti töödeldavad.
Mootori ketaste sepised on peamiselt ventilaatorikettad, kompressorikettad ja turbiinikettad ning materjalid on peamiselt titaanisulam ja deformeeritud supersulam. Aeromootorid sisaldavad suurel hulgal ketaste osi, millest enamik on sepised. Pöörlevate osadena töötavad need pikka aega kõrgel temperatuuril, kõrge rõhu ja alternatiivse koormuse all, millel on kõrged nõuded sepistamisprotsessile ja materjalidele. "Aviation Manufacturing Manual" järgi on kettaosade töökiirus üle 10000r/min ja turbiiniketta töötemperatuur on 500-800 kraadi. Kompressori ketta töötemperatuur 0-430 kraadi . Mootori ketta sepistamise saab vastavalt rakenduse erinevatele osadele jagada ventilaatorikettaks, kompressorikettaks ja turbiiniketta sepistamiseks. Kompressoriketta tavalisteks materjalideks on ülitugev alumiiniumsulam, titaanisulam ja niklipõhine supersulam. Mõnda ketassepistust kasutatakse kogu teraketta töötlemiseks. Turbiini ketas on peamiselt valmistatud deformeerunud supersulamist. Kuum-isostaatilise pressimistehnoloogia abil sepistatud pulbri supersulamist turboketast on laialdaselt kasutatud uutes lennukimootorites.
Sepistatud labasid kasutatakse peamiselt mootoriventilaatorites ja kompressorites. Materjalid on peamiselt titaanisulam, alumiiniumisulam ja supersulam. Lennukimootori labadel on mitut tüüpi, suur kogus, keeruline kuju ja kõrged materjali jõudlusnõuded. "Aviation Manufacturing Manual" andmetel moodustab labade valmistamise töökoormus üle 30 protsendi mootori kogu tootmistööst ja tera vormimisel on mootori valmistamisel oluline roll. Blade stants sepis kuulub pika võlliga sepistesse, mida kasutatakse enamasti ventilaatorites ja kompressorites. Vastavalt tera profiilipinna ühepoolsele töötlusvarule saab selle jagada tavaliseks stantsimisteraks, väikeseks jääkvormi sepiskettaks, pooltäpse sepistamise teraks ja täppissepistusteraks. Sepistamise tera materjalid hõlmavad roostevaba terast, alumiiniumisulamit, titaanisulamit ja supersulamit ning täppissepistamise tera materjalid hõlmavad peamiselt alumiiniumisulamit ja titaanisulamit.
Mootori võlli sepistamise kadu on kiire, vastavalt funktsioonile saab jagada kõrgsurvekompressori võlliks, madalrõhukompressori võlliks, ventilaatori võlliks, kõrgsurve keerisvõlliks, madalrõhu keerisvõlliks jne, vastavalt võlli konfiguratsioonile. õõnes pika võlli võll, võlli võll, trumli võll. Võlliosade toorik valmistatakse enamasti sepistamise teel, mis on suhteliselt suur ja millel on mitmeastmelise muutuva ristlõike omadused ning mis nõuab suurt tugevust ja sitkust. Lennumootori võlli peamised sepised on kõrge temperatuuriga sulam ja ülitugev teras ning kõrgsurveturbiini tagatelje materjal on peamiselt deformatsiooniga kõrgtemperatuuriline sulam.
Mootoris on palju tüüpe ja lai levik väikeseid ja keskmisi komponente, mida iseloomustab asjaolu, et tootmine ei vaja suuri seadmeid ning üksikute mootoriosade arv on suur, kuid arv väike. Väikesed ja keskmise suurusega komponendid, mille toorikud on stantsitud või vabasepistatud, on kolvid ja komponendid, laagritoed, tihendusosad (sh õhutihendi ja õlitihendi hülsid), pistikud (näiteks liitmikud jne), tugiklambrid (mootorite ja õhusõidukid), teisaldatavad pistikud, lülitusosad (nt hüdropumba lülituspesa), düüsi korpus jne. Mootori sepistavate materjalide kasutamine varieerub olenevalt kasutuskohast, sealhulgas roostevaba teras, alumiiniumisulam, titaanisulam, supersulam jne. .
