一种γ形半截面端环及其超塑成形方法技术

本发明专利技术公开了一种γ形半截面端环及其超塑成形方法，属于轻量化结构设计及超塑成形技术领域，解决了现有技术中γ形半截面端环原材料利用率低、加工周期长、装配和焊接过程控制及终成形精度保证的难度大、工艺流程复杂的问题。端环包括外壳、夹环、外筒和内壳，外壳和外筒套设于内壳的外壁，端环的两端分别为内环端和外环端。沿内环端至外环端的方向，外壳和外筒依次布置且深熔连接或扩散连接；夹环位于外壳的内环端与内壳的内环端之间且分别与两者扩散连接。方法为向两个端环毛坯的外壳坯、外筒坯和内壳坯之间构成的内外密闭腔体中充气；分别向两个内壳坯与工艺筒之间构成的内工封闭腔体内充气。该端环和方法的原材料利用率高。高。高。

【技术实现步骤摘要】
一种
γ
形半截面端环及其超塑成形方法


[0001]本专利技术属于轻量化结构设计及超塑成形
，尤其涉及一种γ形半截面端环及其超塑成形方法。

技术介绍

[0002]目前，γ形半截面端环前后端面由于需与其余结构件装配或焊接，往往厚度较大或成形精度较高，而γ形半截面区域则仅需要较小的材料厚度就能满足构件整体使用性能及轻量化的要求。
[0003]上述γ形半截面端环通常的超塑成形方法有以下两种：
[0004]第一种方法，采用铸造或锻造的方式整体成形γ形半截面端环毛坯后，机加去量至最终状态，此种超塑成形方法原材料利用率低、加工周期长，难以满足成本控制及大规模生产的需求。
[0005]第二种方法，针对铸造或锻造成形存在的问题，设计γ形半截面端环拆分，减少铸造或锻造毛坯尺寸，预留与γ形半截面零件装配接口，将γ形半截面端环的γ形半截面区域采用钣金工艺成形成独立构件后，通过电子束焊接或激光焊接的方式实现端环的终成形，此种超塑成形方法虽然提高了原材料的部分利用率，但是，伴随的增加端环构件拆分后独立构件的装配、焊接过程控制及终成形精度保证的难度，增加了端环制造的工艺流程，难以满足低成本、高效生产的需求。

技术实现思路

[0006]鉴于上述的分析，本专利技术旨在提一种轻量化γ形半截面端环分层及工装设计、超塑成形方法，解决了现有技术中γ形半截面端环原材料利用率低、加工周期长、装配和焊接过程控制及终成形精度保证的难度大、工艺流程复杂的问题。
[0007]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0008]本专利技术提供了一种γ形半截面端环，包括外壳、夹环、外筒和内壳，外壳和外筒套设于内壳的外壁，端环的两端分别为内环端和外环端。沿内环端至外环端的方向，外壳和外筒依次布置且深熔连接或扩散连接；夹环位于外壳的内环端与内壳的内环端之间且分别与两者扩散连接。
[0009]进一步地，外壳和外筒的接触部位采用电子束或激光焊深熔连接或扩散连接。
[0010]进一步地，内壳与外壳在γ形半截面区域扩散连接。
[0011]进一步地，外壳的中心为开口，用于为端环内安装空间的进出通道。
[0012]进一步地，外筒与外壳的接触面为厚度3～20mm的环形平面。
[0013]进一步地，夹环的内壁面和外壁面均为圆柱面环形。
[0014]进一步地，夹环的前端面和部分侧面与外壳扩散连接，夹环的后端面和剩余部分的侧面与内壳扩散连接。
[0015]本专利技术提供了一种γ形半截面端环的超塑成形方法，包括如下步骤：
[0016]步骤1：提供两个端环毛坯和一套成形工装，将两个端环毛坯对称置于成形工装中，端环毛坯包括外壳坯、外筒坯、夹环坯、内壳坯和工艺壳，外壳坯和外筒坯套设于内壳坯的外壁，沿内环端至外环端的方向，外壳坯和外筒坯依次布置，夹环坯位于外壳坯的内环端与内壳坯的内环端之间；
[0017]步骤2：对端环毛坯和成形工装进行加热，使得端环毛坯软化；
[0018]步骤3：分别向两个端环毛坯的外壳坯、外筒坯和内壳坯之间构成的内外密闭腔体中充气，使得外壳坯和外筒坯的外壁紧贴成形工装的内壁；
[0019]步骤4：分别向两个内壳坯与工艺筒之间构成的内工封闭腔体内充气，使得内壳坯的外壁紧贴外壳坯、外筒坯和夹环坯，得到异型端框。
[0020]进一步地，上述外壳坯与夹环坯的接触部位的内径位置采用电子束或激光焊封焊。
[0021]进一步地，上述外壳坯与外筒坯的接触部位采用电子束或激光封焊。
[0022]进一步地，上述筒坯与内壳坯的接触部位的外径位置采用电子束或激光焊封焊。
[0023]与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：
[0024]a)本专利技术提供的γ形半截面端环，通过将端环结构分为内壳和外壳，并通过夹环形成半截面形状为γ的端环整体结构，通过有限数量零件装配和超塑成形，提供近似最终状态的可用构件毛坯，少量机加保证构件最终成形，运用低成本、高效、快速、较准确的构件制造技术提供毛坯，在端环制造阶段，提高端环的精度、强度等质量指标，完成部件级制造并输送给端环总成使用，可提高原材料的利用率，缩短零件制造工艺流程及周期，减低零件制造、部件装配成本，稳定部件级端环质量指标，满足快速、高效、低成本、智能化、自动化生产的端环需求。
[0025]b)本专利技术提供的γ形半截面端环，上述内壳、外壳与夹环的接触部位采用扩散连接，能够确保两两独立的结构接触部位基本完全贴合(焊合率可到接触面接的99％以上)，高效连接形成端环整体，从而能够提高端环成形后的强度和刚度。
[0026]c)本专利技术提供的γ形半截面端环，外壳与外筒接触部位采用电子束或激光焊深熔连接的方式属于高能束流焊接范畴，焊接过程控制精度高、焊后焊缝外观美观、焊缝内部致密性高、具有较好的密封性能，且焊接变形小，能够较好的适应后续整体扩散连接的需求；外壳与外筒接触部位若采用扩散连接的方式进行则是将后续整体扩散连接部分工作内容提前完成。
[0027]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0028]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0029]图1a为本专利技术实施例一提供的γ形半截面端环的结构示意图；
[0030]图1b为本专利技术实施例一提供的γ形半截面端环的剖视图；
[0031]图1c为本专利技术实施例一提供的γ形半截面端环中γ形的局部示意图；
[0032]图2a为本专利技术实施例二提供的γ形半截面端环的超塑成形方法中毛坯的结构示意图；
[0033]图2b为本专利技术实施例二提供的γ形半截面端环的超塑成形方法中毛坯的剖视图；
[0034]图2c为本专利技术实施例二提供的γ形半截面端环的超塑成形方法中内外排气管和排气气路支架的结构示意图；
[0035]图2d为本专利技术实施例二提供的γ形半截面端环的超塑成形方法中内外进气管和进气气路支架的结构示意图；
[0036]图2e为本专利技术实施例二提供的γ形半截面端环的超塑成形方法中内工进气管的结构示意图；
[0037]图2f为本专利技术实施例二提供的γ形半截面端环的超塑成形方法中成形工装的结构示意图；
[0038]图2g为本专利技术实施例二提供的γ形半截面端环的超塑成形方法中成形工装的剖视图；
[0039]图2h为本专利技术实施例二提供的γ形半截面端环的超塑成形方法中成形工装和模具的装配示意图。
[0040]附图标记：
[0041]101
‑
外壳；102
‑
夹环；103
‑
外筒；104
‑
内壳；
[0042]201
‑
外壳坯；202
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种γ形半截面端环，其特征在于，包括外壳、夹环、外筒和内壳，所述外壳和外筒套设于内壳的外壁，所述端环的两端分别为内环端和外环端；沿内环端至外环端的方向，所述外壳和外筒依次布置且深熔连接或扩散连接；所述夹环位于外壳的内环端与内壳的内环端之间且分别与两者扩散连接。2.根据权利要求1所述的γ形半截面端环，其特征在于，所述外壳和外筒的接触部位采用电子束或激光焊深熔连接或扩散连接。3.根据权利要求1所述的γ形半截面端环，其特征在于，所述内壳与外壳在γ形半截面区域扩散连接。4.根据权利要求1所述的γ形半截面端环，其特征在于，所述外壳的中心为开口，用于为端环内安装空间的进出通道。5.根据权利要求1所述的γ形半截面端环，其特征在于，所述外筒与外壳的接触面为厚度3～20mm的环形平面。6.根据权利要求1所述的γ形半截面端环，其特征在于，所述夹环的内壁面和外壁面均为圆柱面环形。7.根据权利要求1所述的γ形半截面端环，其特征在于，所述夹环的前端面和部分侧面与外壳扩散连接，所述夹环的后端面和剩余部分的侧面与内壳扩散连接。8.一种γ形半截面端...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈华，龙莲珠，高海涛，李丹，孔得力，
申请(专利权)人：北京星航机电装备有限公司，
类型：发明
国别省市：