[發明專利]一種鋁合金薄壁異形件局部校形方法

有效

• 申請號: 202011363626.0
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112588878B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 段翠媛;陳少偉;田偉智
• 申請（專利權）人: 北京星航機電裝備有限公司
• 主分類號: B21D1/10
• 分類號: B21D1/10;C22F1/04
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 武悅

本發明公開了一種鋁合金薄壁異形件局部校形方法，屬于鋁合金熱處理領域，解決了現有校形方法無法對鋁合金薄壁異形件局部校形的問題。局部校形方法包括：測量鋁合金薄壁異形件的變形部位尺寸并記錄；針對薄壁異形件變形部位設計組合工裝，組合工裝用于固定變形部位，組合工裝與變形部位裝配時能夠對變形部位施加預緊力；計算變形部位校正所需預緊力；室溫條件下，將組合工裝裝配于變形部位，裝配過程中控制組合工裝對變形部位施加預緊力；預緊力滿足要求后，將組合工裝和薄壁異形件整體送入退火爐中進行低溫熱校形；低溫熱校形后，檢測變形部位變形量；本發明的局部校形方法能保證不對零件非變形部位及力學性能造成影響的前提下，實現變形校正。

技術領域

本發明屬于鋁合金熱處理技術領域，具體地涉及一種鋁合金薄壁異形件局部校形方法。

背景技術

鋁合金具有密度低、比強度高、耐腐蝕、優良的導電導熱性能等優點在航空航天領域應用廣泛，飛行器的艙段等承載結構主要以鋁合金為主。為滿足輕量化、小型化要求，鋁合金艙段多為薄壁異形面結構。該結構由于自身的弱剛性以及形狀精度對于溫度和應力的敏感性，在車削、焊接等加工過程中易形成具有非對稱分布特征的殘余應力，直接導致薄壁件發生不同程度的局部變形。艙段是航天器上重要組成部分，其尺寸精度的高低直接影響航天器的裝配和飛行性能，所以工程上對艙段類零件有較高的尺寸要求。艙段變形可采取校形的方法返修，避免零件報廢。

目前常用的校形方法有冷校形和熱校形。冷校形主要是利用機械外加力校正零件變形。熱校形主要是利用應力松弛原理消除零件的變形。對于薄壁鋁合金零件局部變形情況，采用冷校形方法，室溫條件下對變形部位局部施加機械力，校形過程會產生較大的回彈和殘余應力，甚至發生斷裂；采用熱校形方法，在高溫條件下將零件重新進行熱處理，通過應力松弛原理校正變形，零件壁厚較小，過高的溫度會導致其他部位發生變形，同時影響零件力學性能。因此，常用校形方法不能解決薄壁鋁合金薄壁異形件局部變形問題。

發明內容

鑒于上述的分析，本發明旨在提供一種鋁合金薄壁異形件局部校形方法，能夠解決以下技術問題之一：(1)現有的校形方法無法對鋁合金薄壁異形件的局部進行校形；(2)現有的熱校形方法溫度高，耗能大，且過高的溫度會導致其他部位發生變形，同時影響零件力學性能。

本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的：

一方面，本發明提供了一種鋁合金薄壁異形件局部校形方法，所述鋁合金薄壁異形件局部校形方法采用冷校形和低溫熱校形結合的方法對鋁合金薄壁異形件進行局部校形。

在一種可能的設計中，包括：

步驟一：測量鋁合金薄壁異形件的變形部位的尺寸并記錄；

步驟二：針對薄壁異形件的變形部位設計組合工裝，組合工裝用于固定變形部位，組合工裝與變形部位裝配時能夠對變形部位施加預緊力；

步驟三：計算變形部位校正所需預緊力；

步驟四：室溫條件下，將組合工裝裝配于變形部位，裝配過程中控制組合工裝對變形部位施加預緊力；預緊力滿足要求后，將組合工裝和薄壁異形件整體送入退火爐中進行低溫熱校形；

步驟五：低溫熱校形后，檢測變形部位變形量；若變形量滿足要求，則完成校形；若變形量不滿足要求，可重復進行步驟三和步驟四，逐步進行局部校形，直至變形量滿足要求。

在一種可能的設計中，所述組合工裝包括內型面隨形板、外型面隨形板、支撐板、連接板和調節組件；內型面隨形板的形狀與變形部位的內側的理論形狀匹配；外型面隨形板的形狀與變形部位的外側的理論形狀匹配；內型面隨形板、外型面隨形板、支撐板、連接板和調節組件能夠根據變形部位的形狀與變形部位實現組合裝配。