一种大尺寸可变曲率铝合金壁板预加载设备及成型方法技术

本发明专利技术公开了一种大尺寸可变曲率铝合金壁板预加载设备及成型方法，预加载设备包括龙门架和加载机构阵列；龙门架包括具有支撑臂和横梁的多个支撑臂组，加载机构阵列包括多个加载机构单元，加载机构单元均包括加载箱和千斤顶，加载箱包括箱体、推板、推杆和驱动装置，驱动装置包括驱动电机、小齿轮、大齿轮、丝杆和固定板。本发明专利技术的预加载设备，能够适应不同曲率大尺寸壁板并在一定加载压力条件下降低大尺寸悬高，然后再使用真空力使铝合金壁板保持紧密贴合模具，最后撤掉机械加载力，将模具和壁板送入热压罐中进行蠕变时效成型，此过程稳定可靠，不存在因真空过程难于控制而导致的真空袋破裂的情况。袋破裂的情况。袋破裂的情况。

【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸可变曲率铝合金壁板预加载设备及成型方法


[0001]本专利技术涉及铝合金壁板成型
，具体涉及一种大尺寸可变曲率铝合金壁板预加载设备及成型方法。

技术介绍

[0002]在使用热压罐蠕变时效成型工艺制备大尺寸单/多曲率铝合金壁板过程中，首先用天车将大尺寸壁板放入具有一定曲率模具上表面并完成定位，在模具四周设置密封胶，在壁板上表面分别铺放透气毡、真空袋，然后密封真空袋，开启热压罐真空系统使壁板与模具表面贴合，将模具和壁板一起放入热压罐中进行蠕变时效成型。
[0003]现有技术中，铝合金壁板蠕变时效成型过程中人为控制整抽真空压实过程，即在抽真空过程中控制真空压力缓慢加载，当模具和壁板之间真空袋吸入过多时，停止加压并手动将真空袋吸入部分拽出，如此反复缓慢降低悬高，最终使壁板贴合模具送入高压罐中进行蠕变时效。但对于大尺寸壁板来说，壁板与模具悬高可达1.5米左右，人为操控难度较大。
[0004]鉴于上述问题的存在，本领域的技术人员已有不少人开始研究预加载装置及蠕变时效成型方法，例如公布号为CN110052520A的专利申请公开了采用螺栓加载的方式使零件产生变形，但由于构成模具型面的结构是铰类连接，当螺栓加载时各点变形不易控制，而且对于大尺寸零件此种方法不适用。专利CN106978578A提出了一种蠕变时效成型方法，但机械加载具体结构形式未给出。专利CN104561848A中为了降低模具与壁板之间的悬高，提出了一种先滚弯后蠕变时效成型的方法，该方法在壁板的滚弯过程中容易造成壁板筋条产生裂纹甚至断裂，对蠕变时效成型后的壁板性能产生很大影响。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种大尺寸可变曲率铝合金壁板预加载设备，以解决
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种大尺寸可变曲率铝合金壁板预加载设备，包括龙门架和位于所述龙门架上的加载机构阵列；所述龙门架包括竖向平行设置的多个支撑臂组，每个所述支撑臂组均包括两个支撑臂和连接在两个所述支撑臂之间的横梁，相邻两个所述支撑臂组的横梁之间通过多根连接梁固定连接；所述加载机构阵列包括以沿第一方向和第二方向的矩阵形式的多个加载机构单元，每个所述加载机构单元均包括用于对待成型铝合金壁板进行加压的加载箱和用于对所述加载箱的高度进行调整的千斤顶，所述加载箱包括箱体以及设置在所述箱体内的推板、推杆和至少一个加载驱动装置，所述加载驱动装置包括驱动电机、小齿轮、大齿轮、丝杆和固定板，所述驱动电机带动所述小齿轮转动，所述大齿轮与所述小齿轮相啮合，所述大齿轮套接在所述丝杆的一端，所述丝杆的两端分别通过推力轴承与所述箱体及所述固定板相连，所述固定板与所述箱体固定连接，所述推板安装在所述丝杆上，并且在所述丝杆转动时所述推板可沿所述丝杆轴向做直线往复运动，
所述推杆的上端与所述推板固定连接，所述推杆的下端贯穿所述固定板并伸出至所述箱体外。
[0007]进一步的，所述千斤顶包括固定连接于所述横梁或所述连接梁底部上的千斤顶本体和减速电机，所述千斤顶本体的输入轴通过联轴器与所述减速电机连接，所述千斤顶本体的螺杆推动所述加载箱上升或下降。
[0008]进一步的，所述加载机构阵列的第一方向的两侧各设有一块竖向滑板，所述竖向滑板通过支撑梁与支撑臂固定连接，所述竖向滑板面向所述加载箱的一侧设有多条竖向设置的导轨，靠近所述竖向滑板的每个箱体上均设有与对应导轨相适配的滑块；沿第二方向设置的多列所述加载箱，相邻两列中一列加载箱上设有导轨，另一列加载箱的箱体上对应设有滑块。
[0009]进一步的，所述固定板上开设有贯通孔，所述贯通孔中安装有直线轴承，所述推杆贯穿所述直线轴承并与所述直线轴承滑动连接。
[0010]进一步的，每个所述加载箱包括有两个驱动装置，两个所述驱动装置对称布置在所述箱体内；所述推杆固定连接于所述推板的中心部位置。
[0011]进一步的，所述固定板的底部设置有支撑轴套，所述推杆滑动贯穿所述支撑轴套设置。
[0012]进一步的，多个所述加载箱的外部还设置有保护罩。
[0013]本专利技术还提供一种大尺寸可变曲率铝合金壁板的成型方法，使用上述的预加载设备对铝合金壁板进行预加载，所述成型方法包括如下步骤：
[0014]S1、将待成型的铝合金壁板铣削成具有所需形状凹槽的带筋壁板，铣削深度为1.5～3mm；
[0015]S2、将模具用天车吊到龙门架的正下方并完成模具定位，接着将铣削完成后的带筋壁板放到模具型面上并进行定位，然后在所述模具的四周铺放密封胶、在壁板上方分别铺放透气毡、真空袋和硅胶；
[0016]S3、先开启加载机构阵列中处于中间位置的两列加载箱的驱动电机，这些驱动电机工作带动相应的推杆缓慢下压，然后再根据铝合金壁板的变形程度开启处于两侧位置的其余列加载箱的驱动电机，直至所有推杆使铝合金壁板与所述模具型面紧密贴合时，关闭驱动电机，密封真空袋，然后打开热压罐中的真空系统，使壁板与模具型面保持紧密贴合；最后控制驱动电机反转带动推杆缓慢抬起；
[0017]S4、使用天车将所述模具和预成型铝合金壁板送入热压罐中进行蠕变时效成型，最后成型出具有一定曲率的成型铝合金壁板。
[0018]本专利技术还提供一种大尺寸可变曲率铝合金壁板的成型方法，使用上述的预加载设备对铝合金壁板进行预加载，所述成型方法包括如下步骤：
[0019]S1、将待成型的铝合金壁板铣削成具有所需形状凹槽的带筋壁板，铣削深度为1.5～3mm；
[0020]S2、将模具用天车吊到龙门架的正下方并完成模具定位，接着将铣削完成后的带筋壁板放到模具型面上并进行定位，在所述模具的四周铺放密封胶、在壁板上方分别铺放透气毡、真空袋和硅胶；
[0021]S3、首先通过调整千斤顶使所有加载箱的推杆整体形成与所述模具型面相近的曲
率；调整完成后，再开启所有加载箱的驱动电机，每个加载箱的驱动电机带动相应的推杆缓慢下降，使这些推杆整体作用于带筋壁板上，当铝合金壁板与模具紧密贴合时，关闭驱动电机，密封真空袋，然后打开热压罐中的真空系统，使壁板与模具型面保持紧密贴合；最后控制驱动电机反转带动推杆缓慢抬起，同时控制减速电机反转带动加载箱缓慢上升至初始位置；
[0022]S4、使用天车将所述模具和预成型铝合金壁板送入热压罐中进行蠕变时效成型，最后成型出具有一定曲率的成型铝合金壁板。
[0023]本专利技术还提供一种大尺寸可变曲率铝合金壁板的成型方法，使用上述的预加载设备对铝合金壁板进行预加载，所述成型方法包括如下步骤：
[0024]S1、将待成型的铝合金壁板铣削成具有所需形状凹槽的带筋壁板，铣削深度为1.5～3mm；
[0025]S2、将模具用天车吊到龙门架的正下方并完成模具定位，接着将铣削完成后的带筋壁板放到所述模具顶部的模具型面上并进行定位，在所述模具的四周铺放密封胶、在壁板上方分别铺放透气毡、真空袋和硅胶；
[0026]S3、首先对各个千斤顶进行调整，使所有加载箱中的推杆整体形成与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸可变曲率铝合金壁板预加载设备，其特征在于，包括龙门架(1)和位于所述龙门架上的加载机构阵列；所述龙门架包括竖向平行设置的多个支撑臂组，每个所述支撑臂组均包括两个支撑臂(1.1)和连接在两个所述支撑臂之间的横梁(1.2)，相邻两个所述支撑臂组的横梁(1.2)之间通过多根连接梁(1.3)固定连接；所述加载机构阵列包括以沿第一方向和第二方向的矩阵形式的多个加载机构单元，每个所述加载机构单元均包括用于对待成型铝合金壁板进行加压的加载箱(2)和用于对所述加载箱的高度进行调整的千斤顶(3)，所述加载箱包括箱体(2.1)以及设置在所述箱体内的推板(2.2)、推杆(2.3)和至少一个加载驱动装置，所述加载驱动装置包括驱动电机(2.4)、小齿轮(2.5)、大齿轮(2.6)、丝杆(2.7)和固定板(2.8)，所述驱动电机带动所述小齿轮转动，所述大齿轮与所述小齿轮相啮合，所述大齿轮套接在所述丝杆的一端，所述丝杆的两端分别通过推力轴承(2.9)与所述箱体及所述固定板相连，所述固定板与所述箱体固定连接，所述推板安装在所述丝杆上，并且在所述丝杆转动时所述推板可沿所述丝杆轴向做直线往复运动，所述推杆的上端与所述推板固定连接，所述推杆的下端贯穿所述固定板并伸出至所述箱体外。2.根据权利要求1所述的预加载设备，其特征在于，所述千斤顶包括固定连接于所述横梁或所述连接梁底部上的千斤顶本体(3.1)和减速电机(3.2)，所述千斤顶本体的输入轴通过联轴器与所述减速电机连接，所述千斤顶本体的螺杆推动所述加载箱上升或下降。3.根据权利要求2所述的预加载设备，其特征在于，所述加载机构阵列的第一方向的两侧各设有一块竖向滑板(4)，所述竖向滑板通过支撑梁(5)与支撑臂(1.1)固定连接，所述竖向滑板面向所述加载箱的一侧设有多条竖向设置的导轨(6)，靠近所述竖向滑板的每个箱体上均设有与对应导轨相适配的滑块(7)；沿第二方向设置的多列所述加载箱，相邻两列中一列加载箱(2)上设有导轨(6)，另一列加载箱(2)的箱体上对应设有滑块(7)。4.根据权利要求1所述的预加载设备，其特征在于，所述固定板上开设有贯通孔，所述贯通孔中安装有直线轴承(2.10)，所述推杆贯穿所述直线轴承并与所述直线轴承滑动连接。5.根据权利要求1所述的预加载设备，其特征在于，每个所述加载箱包括有两个驱动装置，两个所述驱动装置对称布置在所述箱体内；所述推杆固定连接于所述推板的中心部位置。6.根据权利要求1所述的预加载设备，其特征在于，所述固定板的底部设置有支撑轴套(2.11)，所述推杆滑动贯穿所述支撑轴套设置。7.根据权利要求1所述的预加载设备，其特征在于，多个所述加载箱的外部还设置有保护罩(8)。8.一种大尺寸可变曲率铝合金壁板的成型方法，其特征在于，使用如权利要求1
‑
7中任一项所述的预加载设备对铝合金壁板进行预加载，所述成型方法包括如下步骤：S1、将待成型的铝合金壁板(A)铣削成具有所需形状凹槽(A.1)的带筋壁板，铣削深度为1.5～3mm；S2、将模具(9)用天车吊到龙门架(1)的正下方并完成模具定位，接着将铣削完成后的带筋壁板放到模具型面(9.1)上并进行定位，然后在所述模...

【专利技术属性】
技术研发人员：湛利华，张德超，杨有良，钟掘，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：