[發(fā)明專利]一種薄壁環(huán)筋筒形件的整體成形工藝方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310054118.8
• 申請日: 2013-02-20
• 公開（公告）號: CN103071718A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 初冠南;魯國春;王建軍;燕炳波;曹愛玲
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)（威海）;山東鴻基機械科技有限公司
• 主分類號: B21D26/033
• 分類號: B21D26/033
• 代理公司: 東營雙橋?qū)＠碛邢挢熑喂?37107
• 代理人: 羅文遠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鈑金件的成形制造方法，特別涉及一種薄壁環(huán)筋筒形件的整體成形工藝方法。

背景技術(shù)

薄壁環(huán)筋筒形件是由異形腔體和環(huán)向加強筋等組成的一類具有封閉復(fù)雜截面形狀的整體鈑金構(gòu)件。其主要特點也即成形制造的難點是當壁厚較薄時筒體和筋板無法實現(xiàn)整體成形。因此對于壁厚小于2mm特別是1mm的構(gòu)件，現(xiàn)在工程上不得不采用分體成形然后組合焊接的折中方式完成薄壁環(huán)筋筒形件的成形加工。分體成形組合焊接是指先將構(gòu)件沿經(jīng)線和緯線剖切為可沖壓、旋壓或超塑成形的數(shù)個片體，然后把成形后的各片體組合焊接在一起形成筒體，最后再焊接上加強筋。筒體上引入多條縱、橫焊縫，大大降低了構(gòu)件的可靠性和疲勞性能。由于焊接殘余應(yīng)力和焊接熱變形的引入，構(gòu)件維型精度大幅降低。而現(xiàn)代飛行器為了化解結(jié)構(gòu)輕質(zhì)高效、高可靠性、長壽命、多功能、快速響應(yīng)等之間的矛盾，要求采用薄壁、整體（無焊縫）、高維形精度的構(gòu)件代替?zhèn)鹘y(tǒng)分塊焊接或鉚接結(jié)構(gòu)。文獻[1]提出一種平面壁板填料滾彎整體成形工藝，即通過在縱橫筋格內(nèi)填充塑料或橡膠，然后通過三輥輥彎成形。因此無論從其模具結(jié)構(gòu)還是成形原理與本發(fā)明都有本質(zhì)區(qū)別。且文獻[1]提出的壁板填料滾彎成形工藝不能成形壁厚小于2mm的薄壁件，特別是不能成形具有封閉截面形式的薄壁筒形構(gòu)件。文獻[2]提出一種薄壁筒形構(gòu)件內(nèi)高壓成形技術(shù)，用于具有封閉截面空心構(gòu)件的成形。該工藝主要通過兩端補料，同時配合內(nèi)壓作用使管坯變形，成形過程只能通過內(nèi)壓控制管坯應(yīng)力狀態(tài)，無法實現(xiàn)局部變形的自調(diào)節(jié)。只能用于無環(huán)向筋且脹形區(qū)各部位變形量相差不大構(gòu)件的成形。文獻[3]提出一種軸對稱薄壁大截面比異型曲面零件的內(nèi)外壓復(fù)合成形方法，該工藝同樣只適用于無加強筋構(gòu)件的成形，無論是加載原理還是適用對象與本發(fā)明都有本質(zhì)區(qū)別。

參考文獻

1.肖寒,?張勁松,?張士宏等.?筋條外置整體壁板填料滾彎成形工藝研究.?材料工程,?2010,?8:56-60.

2.苑世劍,?李洪洋,?戴昆,?朗利輝,?王仲仁.?輕量化結(jié)構(gòu)內(nèi)高壓成形技術(shù).?1999,?7:139-142.

3.王忠金,?高鐵軍,?劉建光,?李毅.?一種軸對稱薄壁大截面比異型曲面零件的內(nèi)外壓復(fù)合成形方法.?中國發(fā)明專利,?2007,?授權(quán)號:ZL200610151056.2。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種薄壁環(huán)筋筒形件的整體成形工藝方法，本發(fā)明可實現(xiàn)薄壁環(huán)筋筒形件的一步成形，省去了分體成形二次連接等工序，避免了焊縫接頭和焊接熱變形的引入，大大提高了構(gòu)件的可靠性、維型精度，降低了加工成本。

其技術(shù)方案是：由以下步驟實現(xiàn)：

（A）、模具運行準備：

a、在模具型腔上與加強筋相對應(yīng)的部位開設(shè)溢流孔，并設(shè)有流量調(diào)節(jié)閥；

b、制作無縫薄壁筒，采用旋壓工藝制備無縫薄壁筒，

c、依據(jù)終成形件的需求將薄壁筒彎曲成軸線為空間曲線的無縫薄壁筒，其中，無縫薄壁筒的軸線與終成形件的軸線一致，

d、制作加強筋，在平面板料上直接套料得到，

e、加強筋在成形前，即焊接在準備好的無縫薄壁筒上，制作出初始帶筋管坯，?

f、將初始帶筋管坯放入由上模和下模組成的模具型腔，

g、通過上模和下模組成模具，合模并施加合模力，通過左沖頭和右沖頭對初始帶筋管坯的端部實行密封，

h、通過應(yīng)變速率敏感介質(zhì)充填通道向模具與初始帶筋管坯間充填應(yīng)變速率敏感成形介質(zhì)，?

i、通過液體介質(zhì)充填通道向初始帶筋管坯內(nèi)部填充液體成形介質(zhì)；

（B）、成形：

a、增大無縫薄壁筒內(nèi)部的液體壓力，

b、于此同時調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥控制應(yīng)變速率敏感介質(zhì)流態(tài)，促使無縫薄壁筒和加強筋的協(xié)調(diào)變形，

c、升高初始帶筋管坯內(nèi)部壓力至管坯完全貼模，并保壓3～5s；

（C）、取件：

a、卸掉初始帶筋管坯的內(nèi)部壓力，

b、密封沖頭后退至與模具型腔完全分開，

c、打開模具，從模具中取出零件。

優(yōu)選的，上述的溢流孔的數(shù)量及其截面積根據(jù)終成形件的脹形量和加強筋的相對高厚比選取，選取的原則如下：脹形量大則增加溢流孔數(shù)量降低溢流孔截面積，加強筋高厚比大則增加溢流孔數(shù)量降低溢流孔截面積。

優(yōu)選的，上述的無縫薄壁筒和加強筋采用鋁合金、不銹鋼、高溫合金或鈦合金制成，無縫薄壁筒和加強筋的壁厚為0.5-5mm。