钛合金双层曲面翼板零件热处理变形控制方法技术

钛合金双层曲面长缘条零件热处理变形控制方法，所述零件由薄壁曲面状的上层翼板、下层翼板以及贯穿双层曲面翼板中心的立筋组成，有一个变形控制夹具，该夹具含有夹具本体、固定在夹具本体上的定位平台，压紧块和上层翼板的支撑定位板，将零件置于定位平台的上表面，零件的立筋嵌入定位平台之间的立筋避让槽内，将变形控制夹具和零件一起进行热处理后再将零件与变形控制夹具分离即可。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】钛合金双层曲面长缘条零件热处理变形控制方法，所述零件由薄壁曲面状的上层翼板、下层翼板以及贯穿双层曲面翼板中心的立筋组成，有一个变形控制夹具，该夹具含有夹具本体、固定在夹具本体上的定位平台，压紧块和上层翼板的支撑定位板，将零件置于定位平台的上表面，零件的立筋嵌入定位平台之间的立筋避让槽内，将变形控制夹具和零件一起进行热处理后再将零件与变形控制夹具分离即可。【专利说明】
本申请属于飞机零件热处理领域，涉及一种解决飞机钛合金双层曲面翼板零件热 处理变形控制方法。
技术介绍
在飞机制造中，有很多的双层曲面翼板类机加件，这些零件的毛料状态大多为 Ti-6A1_4V锻件，其结构单薄，形状为在双层曲面翼板上、下都有立筋。随着飞机技术的不断 发展，在一些大飞机中，这些双层曲面翼板类零件长度更长，形状复杂，曲率变化大且壁薄。 加工这些双层曲面翼板类零件的理论外型面和立筋面需进行多次数控加工，分别为数控粗 铣，半精铣，精铣等多道工序。 在钛合金双层曲面翼板类机加件的机械加工生产中会产生极大的内应力，这些内 应力会造成零件严重变形或者在零件装机服役中导致应力腐蚀断裂。零件产生变形很难校 正，其工作量大，工时长；有时变形太大，会造成零件超差或开裂而报废，这不仅给科研生产 造成巨大的经济损失并且影响生产进度。因此，在机械加工过程中需要对零件进行多次的 去应力退火热处理将零件存在的内应力消除。 去应力退火热处理是将工件加热到适当温度，保温一定时间后再冷却至室温的工 艺方法。存在内应力的机加件在去应力退火热处理过程中内应力释放会产生变形。热处理 是一个从加热到冷却的过程，零件会发生体积和显微金相组织的变化，产生热应力和组织 应力不可避免，零件因此产生的变形也是不可避免，而且零件越大，形状越复杂，其变形也 就越大越严重，较大的变形使机械加工校正非常困难，甚至造成零件报废。对于形状复杂不 规则，曲率变化大、体积大且壁薄的双层曲面类零件，特别是要控制多个精度面的变形时， 实在时缺乏经验。 随着现代飞机对制造技术精度要求的提高，采用控制变形的专用工装作为约束来 限制和矫正零件在热处理过程中的变形成为势在所趋。所以，热处理变形控制专用工装应 运而生。此类工装与普通的机加工装不同，要多次反复在高温加热然后冷却的冷热循环状 态下工作，会出现热胀冷缩，自身也将面临着冷热变形的问题。因此，热处理变形控制专用 工装要结合零件的结构特点，如何在保证工装自身结构稳定的情况下，还要起到控制产品 零件变形的作用，这是当前面临的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够很好控制双层曲面翼板零件多个精度面的热处 理变形控制的方法，特别是对于形状复杂、不规则、曲率变化大、体积大且壁薄的钛合金双 层曲面翼板零件。 钛合金双层曲面长缘条零件热处理变形控制方法，所述零件由薄壁曲面状的上层 翼板、下层翼板以及贯穿双层曲面翼板中心的立筋组成，已知零件的理论外形，其特征在于 包括一个变形控制夹具，该夹具含有夹具本体、固定在夹具本体上的定位平台，压紧块和上 层翼板的支撑定位板，所述的定位平台的上表面具有与零件下层曲面翼板下表面相同的理 论外形，该定位平台由左、右平台组成，分别对应零件立筋两则的左右翼板，左、右平台之 间形成零件的立筋避让槽，定位平台上设有通风孔，该通风孔通过夹具本体连通外界，将零 件置于定位平台的上表面，零件的立筋嵌入定位平台之间的立筋避让槽内，所述的压紧块 通过连接件固定在夹具本体的两侧，压紧块的一端压接在零件下层曲面翼板的上表面，压 紧块的另一端与楔形块配合压紧，上层翼板的定位是由左右两个支撑定位板组成，支撑定 位板的上表面具有与上层翼板的下表面相同的理论外形，支撑定位板的两端通过支撑垫块 和定位销固定在夹具本体的两端，将变形控制夹具和零件一起进行热处理后再将零件与变 形控制夹具分离即可。 本专利技术的优点是： (1)本专利技术采用一套工装控制钛合金双层曲面翼板零件多个精度面的热处理变 形，节约成本，提商效率。 (2)本专利技术中应用楔形块和压紧块的组合来压紧零件，改变了以往用螺栓压板压 紧零件时，热处理后，螺栓拧不下来，导致产品从工装上无法取下的难题。夹具结构合理，制 造使用方便。 (3)夹具根据零件的理论外形精加工制造，还具有对零件的校形功能。 以下结合实施例图对本申请做进一步详细描述： 【专利附图】【附图说明】 图1为飞机双层曲面零件结构示意 图2为广品右左视图 图3为飞机双层曲面零件热处理变形控制示意图； 图4为图3的断面结构示意图 图中编号说明：1零件、2下层翼板、3上层翼板、4立筋、5工艺耳片、6夹具本体、7 左定位平台、8右定位平台、9左支撑定位板、10右支撑定位板、11压紧块、12连接销、13楔 形块、14支撑垫块、15定位销、16立筋避让槽、17通风孔 【具体实施方式】 参见附图，实施例中的零件1是某型号飞机中的钛合金双层曲面翼板类零件，该 零件的材料为Ti-6A1-4V自由锻件。如图1所示，零件长约1米，壁厚和筋厚为5mm，并且 该零件不同于一般缘条零件，一般缘条零件为一个曲面上长有立筋，而该零件为上下两层 曲面上长有立筋。该零件需要控制变形的面，包括下层翼板的上下表面以及下翼板的下表 面，都为精度面，已知该零件的设计理论外形数据。 为了控制该零件在热处理过程中的变形，本专利技术公开了如图3所示的控制方法， 首先必须要有一个变形控制夹具，该夹具含有夹具体6,所述的夹具本体的外形大于零件的 长度和宽度，夹具体的上表面中部还设有零件对应部位的立筋避让槽16,所述的定位平台 的上表面具有与零件下层曲面翼板下表面相同的理论外形，该定位平台由左定位平台7和 右定位平台8组成，分别对应零件立筋两则的左右翼板，左、右定位平台之间形成零件的立 筋避让槽16,定位平台上设有通风孔17,如图2所示，该通风孔通过夹具本体连通外界，将 零件1置于定位平台的上表面，零件的立筋4的下端嵌入定位平台之间的立筋避让槽内， 所述的压紧块11通过连接销12固定在夹具本体6的两侧，压紧块11的一端压接在零件下 层翼板2的上表面，压紧块的另一端与楔形块13配合压紧，上层翼板3的定位是由左右两 个支撑定位板组成，左支撑定位板9的上表面具有与上层左侧翼板的下表面相同的理论外 形，右支撑定位板10的上表面具有与上层右侧翼板的下表面相同的理论外形，支撑定位板 的两端分别通过支撑垫块14和定位销15固定在夹具本体6的两端，将变形控制夹具和零 件一起进行热处理后再将零件与变形控制夹具分离即可。 本专利技术对四个定位面的具体变形控制的优势如下： (1)左定位平台7和右定位平台8定位零件下层翼板的理论外形，左支撑定位板 9和右支撑定位板10支撑定位零件上层翼板的理论外形，很好的控制产品理论外形面的变 形。 (2)压紧块11通过楔形块13来压紧零件，并在夹具体6上沿长度方向两侧每隔 360mm设一个压紧块11和楔形块13,控制零件热处理时的变形。 (3)由于产品零件双层曲面的上下都长有立筋，所以产品零件在工装上定位时，必 须避让开双层曲面的上下立筋。所以在设本文档来自技高网...

【技术保护点】
钛合金双层曲面长缘条零件热处理变形控制方法，所述零件由薄壁曲面状的上层翼板、下层翼板以及贯穿双层曲面翼板中心的立筋组成，已知零件的理论外形，其特征在于包括一个变形控制夹具，该夹具含有夹具本体、固定在夹具本体上的定位平台，压紧块和上层翼板的支撑定位板，所述的定位平台的上表面具有与零件下层曲面翼板下表面相同的理论外形，该定位平台由左、右定位平台组成，分别对应零件立筋两则的左右翼板，左、右定位平台之间形成零件的立筋避让槽，定位平台上设有通风孔，该通风孔通过夹具本体连通外界，将零件置于定位平台的上表面，零件的立筋嵌入定位平台之间的立筋避让槽内，所述的压紧块通过连接销固定在夹具本体的两侧，压紧块的一端压接在零件下层曲面翼板的上表面，压紧块的另一端与楔形块配合压紧，上层翼板的定位是由左右两个支撑定位板组成，支撑定位板的上表面具有与上层翼板的下表面相同的理论外形，支撑定位板的两端通过支撑垫块和定位销固定在夹具本体的两端，将变形控制夹具和零件一起进行热处理后再将零件与变形控制夹具分离即可。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：史春玲，王建峰，王浩军，田有安，
申请(专利权)人：中航飞机股份有限公司西安飞机分公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61