[發明專利]一種金屬異型加強結構流動摩擦近凈成形方法

有效

• 申請號: 201811539300.1
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109500223B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 張艷苓;趙冰;韓玉杰;侯紅亮;王衛兵;王耀奇
• 申請（專利權）人: 中國航空制造技術研究院
• 主分類號: B21D31/00
• 分類號: B21D31/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種金屬異型加強結構流動摩擦近凈成形方法，其特征在于，包括：

放置金屬板材，將待加工的金屬板材放置在工裝模具上，使金屬板材的加強筋結構成形位置與工裝模具上異型的模型腔相對應；

安裝加工頭，將加工頭通過主軸安裝架安裝在所述金屬板材的上方，所述主軸安裝架可帶動所述加工頭水平運動和旋轉運動；

安裝電刷，在所述金屬板材的加強筋結構兩側分別設置正極電刷和負極電刷，將所述正極電刷和所述負極電刷均通過支架安裝在固定環上，所述固定環安裝在所述主軸安裝架上，在所述固定環與所述主軸安裝架之間粘接有絕緣薄膜，并在兩極電刷之間連接脈沖電源，在通電時，使兩極電刷、電源和金屬板材之間形成閉合回路，在脈沖電流的電塑性效應和焦耳熱效應下，能使金屬板材上材料軟化；

成形加強筋，通電后，所述加工頭在主軸安裝座的帶動下旋轉向下運動，接觸金屬板材上的加強筋結構成形位置后，加工頭對金屬板材施加法向壓力，同時進行旋轉運動和進行平面運動，在脈沖電流、法向壓力和旋轉摩擦力的共同作用下，金屬板材的加強筋結構材料軟化后流入模型腔內，成形出與模型腔形狀匹配的加強筋結構，所述加強筋結構的加工面留有凹槽區；

加工補料，在成形出的加強筋結構上部的金屬板材上設置補料板材，兩極電刷與所述補料板材連接，使兩極電刷、電源和補料板材之間形成閉合回路，重復上述成形加強筋步驟時的工藝操作，使所述補料板材上的材料軟化后流入所述加強筋結構的凹槽區，所述補料板材與所述金屬板材連接，凹槽區被填滿后，機加工除去多余材料，獲得完整異型加強結構。

2.根據權利要求1所述的金屬異型加強結構流動摩擦近凈成形方法，其特征在于，所述模型腔為T形、Y型、L型或是圓頭型腔結構。

3.根據權利要求1所述的金屬異型加強結構流動摩擦近凈成形方法，其特征在于，所述加工頭的加工端面設計為三條漸開線凹槽。

4.根據權利要求3所述的金屬異型加強結構流動摩擦近凈成形方法，其特征在于，所述漸開線凹槽的槽深為0.3～0.8mm。

5.根據權利要求1所述的金屬異型加強結構流動摩擦近凈成形方法，其特征在于，所述支架和所述固定環采用絕緣材料。

6.根據權利要求1所述的金屬異型加強結構流動摩擦近凈成形方法，其特征在于，在所述成形加強筋的方法中，所述加工頭的水平運動速度5～20mm/min，轉速為100～2000r/min，脈沖電流強度為0～5000A，頻率為0～800HZ，法向壓力為1～50KN。

7.根據權利要求1-6任一項所述的金屬異型加強結構流動摩擦近凈成形方法，其特征在于，所述金屬板材和所述補料板材均為高強鋁合金、鎂合金或鈦合金。