[發明專利]一種不等壁厚曲面構件的制造方法

有效

• 申請號: 201911145368.6
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN110625344B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 張濤;韓秀全;王彬;孟莉莉
• 申請（專利權）人: 中國航空制造技術研究院
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B21D22/02;G06F30/17;G06T17/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種不等壁厚曲面構件的制造方法，包括：建立曲面構件的三維模型，并對需加工處的位置按照加工余量進行尺寸累加，以形成待分解三維模型；將待分解三維模型展開形成待分解平面模型，并按照不同的厚度進行拆分，以形成厚度不等的數據模塊；根據數據模塊的尺寸加工形成對應的實體模塊，并采用熔焊方法將厚度不等的實體模塊組焊在一起，以形成不等壁厚的平面毛坯；將平面毛坯放入熱成形模具上進行預熱，并通過壓力機進行壓合，以形成曲面毛坯；對曲面毛坯進行精加工以形成曲面構件成品。本發明通過一次熱成形來實現不等壁厚曲面構件的成形，縮短了構件的研制工藝，從而降低研制成本，且熱成形兼有去應力的作用，不必再進行熱處理。

技術領域

本發明涉及曲面構件加工制造技術領域，特別是涉及一種不等壁厚曲面構件的制造方法。

背景技術

近年來復雜結構的鈦合金構件應用較多，零部件類型不再限于單純的鈑金件和機加件，有的零部件同時具有鈑金件和機加件的特點。例如用于航空航天領域飛行器的某種鈦合金曲面零件，其四邊為厚度較大、且不等厚的邊框，中間為帶有筋條結構的蒙皮，這種結構目前采用的制造方法是，先將零件按結構進行拆分，然后分別通過熱成形、外形粗加工、組合拼焊、熱處理及精加工等工序以形成構件成品。

上述制造方法中，首先要解決分別熱成形的零件的精度匹配問題，因為中間薄壁部分的成形精度與大厚度邊框成形精度存在差異，實際工作中常出現的一個問題是，不同厚度的成形件開口尺寸不匹配導致無法焊接或裝配。另外，該結構的構件邊框與蒙皮部分的對接大多是不均勻壁厚，給焊接帶來困難，需要對模型進行等厚處理才能保證焊接質量。第三個問題是，焊接后為了保證零件型面精度及焊縫的性能，還要對焊接后的毛坯進行熱處理。以上的問題導致該型構件研制成本高昂，研制周期長，同時，不同成形件的匹配精度不易保證。

發明內容

本發明實施例提供了一種不等壁厚曲面構件的制造方法，通過一次熱成形來實現不等壁厚曲面構件的成形，縮短了構件的研制工藝路線，從而降低研制成本，同時可減小多次熱成形及組合拼焊的技術風險，為不等壁厚曲面構件提供了新的技術途徑。

本發明的實施例提出了一種不等壁厚曲面構件的制造方法，該制造方法包括：

建立曲面構件的三維模型，并對需加工處的位置按照加工余量進行尺寸累加，以形成待分解三維模型；

將待分解三維模型展開形成待分解平面模型，并按照不同的厚度進行拆分，以形成厚度不等的數據模塊；

根據數據模塊的尺寸加工形成對應的實體模塊，并采用熔焊方法將厚度不等的實體模塊組焊在一起，以形成不等壁厚的平面毛坯；

將平面毛坯放入熱成形模具上進行預熱，并通過壓力機進行壓合，以形成曲面毛坯；

對曲面毛坯進行精加工以形成曲面構件成品。

進一步地，在將待分解三維模型展開形成待分解平面模型時，以待分解三維模型的外曲面為曲面片體、以垂直曲面片體中分面的平面為展開平面，將待分解三維模型展開形成待分解平面模型。

進一步地，所述將待分解三維模型展開形成待分解平面模型，并按照不同的厚度進行拆分，以形成厚度不等的數據模塊的步驟，具體包括：

將待分解三維模型展開形成待分解平面模型；

在待分解平面模型上設計各個厚度不等的實體模塊進行組焊時的焊接定位孔，及平面毛坯進行熱成形時的熱壓定位孔；

將待分解平面模型按照不同的厚度進行拆分，以形成厚度不等的數據模塊。

進一步地，在所述根據數據模塊的尺寸加工形成對應的實體模塊，并采用熔焊方法將厚度不等的實體模塊組焊在一起，以形成不等壁厚的平面毛坯的步驟之前，所述制造方法還包括：

對每個數據模塊與相鄰的數據模塊連接的對接邊設計對接結構。