[發明專利]一種機械加載鋁合金構件蠕變時效成形裝置

有效

• 申請號: 202011098659.7
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112338052B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 湛利華;楊有良;李國鵬
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B21D31/00
• 分類號: B21D31/00;C22F1/04;C21D8/00
• 代理公司: 長沙歐諾專利代理事務所(普通合伙) 43234
• 代理人: 歐穎;張文君

本發明提供一種機械加載鋁合金構件蠕變時效成形裝置，包括加載組件，所述加載組件包括加載桿、加載連接件、蝸桿和加載軸，加載軸水平設置，所述加載桿包括兩根豎桿和橫桿，所述加載連接件包括在上的渦輪環和在下的連桿，所述渦輪環用于套設在所述加載軸上，每根加載桿至少與同組的兩個所述加載連接件匹配連接，每組加載連接件在加載軸的軸向上錯位排列，且蝸桿與渦輪環頂部的渦輪齒配合調節能使得每個加載桿的豎桿與水平面所呈的角度不同。本發明的加載方案中，可以根據鋁合金板材長度尺寸或者板材厚度而調節加載桿之間的角度，從而使受力更加均勻，緊密貼合模具型面。與現有技術相比能制備出精度更高的鋁合金構件產品。

技術領域

本發明屬于大型鋁合金構件蠕變時效成形技術領域，尤其涉及一種航空航天用大型薄壁鋁合金構件蠕變時效成形裝置。

背景技術

蠕變時效成形是一種新型的鈑金成形技術，能夠使構件同時實現成形和強度提高，廣泛應用于航空航天大型薄壁構件制造。蠕變時效成形過程可以分為三個階段：加載階段、蠕變時效階段、卸載階段，其中構件彎曲加載方法主要有機械加載以及真空袋加載兩種方法。機械加載方法需要凹、凸兩套模具，但存在升溫時間長、空間體積大等問題，一般只適用于實驗室小型構件；真空袋加載方法適用于大型尺寸構件，但操作復雜、真空袋很容易被吸入構件與模具型面之間組成的空隙中，從而劃破，導致成形失敗。本領域技術人員也對構件的機械加載以及真空加載方面提出了很多新方案。

如實用新型CN208960708U公布了一種構件預加載方法，但該方法只是通過中間一根加載桿人工手動加載，存在人工加載費力、加載能力有限，并且加載過程中存在構件危險，另外加載后的構件中間位置會存在明顯的塑性變形，在構件上留下明顯的痕跡，不利于保證構件外形質量。專利CN 106978578 A公布了一種機械-真空復合加載方法，但其中只提到了一種機械加載方法，沒有具體詳細說明，功能較少。而專利CN104561848A和ZL201810858666.9是通過滾彎降低鋁合金構件的弦高，使得真空更容易加載。

本發明的申請人在先提出一種機械加載蠕變時效成形裝置(CN201911159303)以及一種基于機械加載的蠕變時效成形方法(CN201911157801.8)。所述機械加載蠕變時效成形裝置包括機架、設置在機架上的加載裝置和設置在加載裝置下方的模具；加載裝置包括多組加載液壓缸，其中相鄰兩組加載液壓缸的活塞桿伸出方向不同，同一組中多個加載液壓缸的活塞桿伸出方向相同且多個活塞桿下端共同連接一根壓桿；模具包括模具形板和用于支撐該模具形板的多個支撐裝置。該發明通過對不同組加載液壓缸活塞桿的伸縮長度進行控制，以及通過調節各個支撐裝置的高度來調節模具型面的曲率，使得成形裝置能夠成形多種不同曲率的制件；采用壓桿形式給待成形制件施加加載力，降低了制件因加載過程產生內部缺陷的可能性。其結構簡單，可操作性強，實用性高，成形制件質量穩定。所述基于機械加載的蠕變時效成形方法，其使用機械加載蠕變時效成形裝置對鋁合金板材進行機械加載，該成形方法包括以下步驟：第一步、將待成形板材放置在模具上；第二步、首先通過主液壓缸和加載液壓缸向待成形板材上表面施載荷，使待成形板材發生變形，直至待成形板材下表面與模具形板上表面緊密貼合，然后用蓋板將待成形制件與模具型面固定；第三步、將待成形制件與模具放入熱壓罐中，升溫至時效溫度并保溫；第四步、降溫至室溫，卸載即得蠕變時效成形后的制件。該發明采用機械加載的方式對鋁合金板材加壓，能成形多種不同曲率的制件，并且與現有技術的真空貼膜相比，可減少30％左右的前期準備時間。

但發明人在實踐研究中發現，該裝置和方法仍然有其弊端需要改進。因此，本領域需要一種新的航空航天用大型薄壁鋁合金構件蠕變時效成形裝置及方法。

發明內容