[發明專利]一種局部曲率突變薄壁覆蓋件的粘性介質壓力成形方法

有效

• 申請號: 201910064305.1
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN109675998B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 王忠金;馮業坤;蔡舒鵬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B21D26/021
• 分類號: B21D26/021;B21D26/029
• 代理公司: 11609 北京格允知識產權代理有限公司
• 代理人: 張沫;周嬌嬌

本發明屬于航空航天設備用薄壁覆蓋件制造領域，具體涉及一種局部曲率突變薄壁覆蓋件的粘性介質壓力成形方法，方法通過推動粘性介質倉中的柱塞，使粘性介質從粘性介質倉對板坯料加載粘性介質壓力P，在粘性介質壓力P作用下板坯料逐漸貼合型模的型腔，在型腔曲率突變處，粘性介質的粘性附著應力τ促進板材流動，使形狀局部突變區域材料得到補充，避免該區域壁厚減薄，提高了壁厚均勻性，最終板坯料與型模型腔表面完全貼合，以此達到良好的成形效果。本發明成形工藝簡單、質量穩定、可靠性高、成本低，適宜于高強度耐熱合金局部曲率突變薄壁覆蓋件的成形加工。

技術領域

本發明涉及航空航天設備的薄壁件成形制造領域，尤其涉及一種局部曲率突變薄壁覆蓋件的粘性介質壓力成形方法。

背景技術

高強度耐熱合金局部曲率突變薄壁覆蓋件常用于航空、航天以及工業熱能工程領域的熱防護系統。隨著對結構性能及效率要求的不斷提升，熱防護零件通常需要防隔熱與承力于一身，在完成防隔熱功能的同時，能夠在結構之間傳遞、分配載荷。同時為了降低結構重量，零件的壁厚逐漸減薄，薄壁和超薄壁厚零件日益增多。這些使用性能及結構特征對零件成形的壁厚分布均勻性、尺寸精度等提出了更高的要求。

而目前成形此類零件普遍采用室溫剛性模成形或者熱成形方法，采用剛性模成形方法制造該類零件時在局部曲率突變處容易產生嚴重變薄甚至開裂；采用熱成形時需要對扳材加熱到適當的溫度，不利于板坯料的變形流動，且會改變板材的表面質量；采用聚氨酯橡膠等軟模成形時聚氨酯材料耐高壓性差、變形量有限，曲面半徑較小的部位貼模性差，尺寸精度低。

因此，現有局部曲率突變薄壁覆蓋件成形方法中存在因變形控制困難導致的壁厚減薄嚴重、甚至破裂和尺寸精度低等問題。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種局部曲率突變薄壁覆蓋件的粘性介質壓力成形方法。

本發明采用以下技術方案實現：

一種局部曲率突變薄壁覆蓋件的粘性介質壓力成形方法，方法包括以下步驟：

步驟一、將內部設置進料腔的粘性介質倉中填充粘性介質；

步驟二、板坯料置于粘性介質倉的頂部，板坯料與粘性介質倉之間放置密封圈，再將型模置于板坯料之上，型模的型腔朝向所述板坯料并與板坯料接觸；

步驟三、推動粘性介質倉中的柱塞，使粘性介質從粘性介質倉對板坯料加載粘性介質壓力P，在粘性介質壓力P作用下板坯料逐漸貼合型模的型腔，在型腔曲率突變處，粘性介質的粘性附著應力τ促進板材流動，使形狀局部突變區域材料得到補充，避免該區域壁厚減薄，最終板坯料與型模型腔表面完全貼合；

步驟四、柱塞下行進行卸載，向上開啟型模，取出成形件，成形過程完成。

優選的，所述粘性介質倉的進料腔為漏斗狀腔體，所述漏斗狀腔體的頂部處敞口與板坯料對應，有利于粘性介質流動和對板坯料加載成形壓力，漏斗狀腔體下端為圓柱形空間，圓柱形空間內安裝柱塞，通過柱塞向上運動向粘性介質倉注入加載粘性介質，通過柱塞向下運動卸載粘性介質倉中的粘性介質。

優選的，所述漏斗狀腔體頂部的錐形敞口的錐度為1.2:1～5:1。

優選的，在步驟二中的密封圈采用軟金屬材料或橡膠類材料的密封圈。

優選的，步驟三中粘性介質加載壓力不超過400MPa。

優選的，步驟一中的板坯料的材質為高溫合金或不銹鋼。

優選的，所述板坯料的壁厚為0.2mm～3.0mm。

優選的，所述粘性介質為分子量100kg/mol～900kg/mol的聚合物材料。