一种含局部凸台的网格筋壁板夹芯压弯成形方法技术

本发明专利技术的含局部凸台的网格筋壁板夹芯压弯成形方法，主要是对壁板上包含凸台的待成形区域采用夹芯压弯成形，即在包含凸台的待成形区域的上表面和下表面分别放置上垫板和下垫板后再进行三点压弯。本发明专利技术用于含局部凸台的网格筋壁板压弯成形时，可避免壁板凸台周边受压形成折痕或开裂，且无需使用填料，可有效提升此类壁板成形效率，降低其成形制造成本。降低其成形制造成本。降低其成形制造成本。

【技术实现步骤摘要】
一种含局部凸台的网格筋壁板夹芯压弯成形方法


[0001]本专利技术涉及金属塑性成形领域，具体涉及一种含局部凸台的网格筋壁板夹芯压弯成形方法。

技术介绍

[0002]网格筋壁板是航天航空飞行器上广泛使用的承力构件，也是飞行器气动外形的重要组成部分，多采用先铣切加工出内部网格筋结构，再逐段压弯成形出曲面外形的方法进行制造。网格筋壁板除了蒙皮、筋条两种基本结构要素外，其不同部位往往还分布有形式多样、大小不一的局部凸台，用于安装仪器、设备或功能构件。凸台的存在导致壁板局部刚性明显增强，壁板压弯成形时，局部凸台与其连接的蒙皮之间的变形抗力存在很大差别，容易发生严重的不均匀变形，凸台与蒙皮的过渡位置在变形过程中极易产生折痕、甚至发生开裂，成形难度非常大。针对这一问题，传统的解决方法是给壁板网格内部加入填料，使蒙皮与填料叠加之后的厚度与凸台基本等高，减小两者间的厚度及刚度差异，再进行压弯成形，之后再去除填料。采用这种填料压弯成形方法时，由于涉及大量填料的切割加工、填放以及去除，一方面需要耗费大量时间，另一方面会增加壁板成形制造的成本。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种含局部凸台的网格筋壁板夹芯压弯成形方法，解决壁板凸台与蒙皮过渡位置受压出现折痕或开裂的问题，与填料压弯成形方法相比，本方法能够有效提升含局部凸台的网格筋壁板成形效率，降低壁板成形成本。
[0004]为了达到上述的目的，本专利技术提供一种含局部凸台的网格筋壁板夹芯压弯成形方法，对壁板上包含凸台的待成形区域采用夹芯压弯成形，即在包含凸台的待成形区域的上表面和下表面分别放置上垫板和下垫板后再进行三点压弯。
[0005]上述含局部凸台的网格筋壁板夹芯压弯成形方法，其中，所述成形方法包括：(a)将待成形平面网格筋壁板划分为若干个待成形区域，所述待成形区域分为两类，一类包含有凸台，另一类未包含凸台，测量各包含凸台的待成形区域的宽度；(b)为各包含凸台的待成形区域设计上垫板和下垫板，任一包含凸台的待成形区域的宽度的最大值＜上垫板的宽度＜网格筋壁板三点压弯时两个下支撑模具的跨距宽度，下垫板的宽度＞网格筋壁板三点压弯时两个下支撑模具的跨距宽度，上垫板和下垫板的长度均大于网格筋壁板三点压弯时上压弯模具的长度；(c)对平面网格筋壁板上各包含凸台的待成形区域进行压弯成形有限元仿真，确定使各包含凸台的待成形区域压弯后无折痕、开裂缺陷时所需放置的上垫板和下垫板的厚度，以及放置垫板后将各包含凸台的待成形区域外型面分别压弯成形至目标曲率时的载荷大小；(d)以大幅面弹簧钢板或钛合金板为原料，切割上垫板和下垫板；(e)对待成形平面网格筋壁板进行逐区域压弯成形，压弯过程中对各包含凸台的待成形区域，在区域上表面和下表面分别放置上垫板和下垫板，并按照仿真结果施加相应压弯载荷。
[0006]上述含局部凸台的网格筋壁板夹芯压弯成形方法，其中，所述步骤(a)中，设上压
弯模具长度方向为X轴向，压弯成形步进方向为Y轴向，划分待成形区域时，在Y轴方向上邻近的凸台可划分到同一待成形区域中；包含凸台的待成形区域的范围为包络该待成形区域各凸台的最小区域。
[0007]上述含局部凸台的网格筋壁板夹芯压弯成形方法，其中，下垫板的宽度比两个下支撑模具的跨距宽度宽60mm～100mm；上垫板和下垫板的长度均比上压弯模具的长度长100mm～200mm。
[0008]上述含局部凸台的网格筋壁板夹芯压弯成形方法，其中，弹簧钢板材料为60Si2Mn或65Mn。
[0009]上述含局部凸台的网格筋壁板夹芯压弯成形方法，其中，所述步骤(d)中，各包含凸台的待成形区域共用一套上垫板和下垫板，上垫板和下垫板的宽度和长度由步骤(b)确定，上垫板和下垫板的厚度由步骤(c)确定。
[0010]上述含局部凸台的网格筋壁板夹芯压弯成形方法，其中，所述步骤(d)中，对上垫板和下垫板的长棱边均进行打磨处理，去除尖锐的棱角。
[0011]上述含局部凸台的网格筋壁板夹芯压弯成形方法，其中，所述步骤(e)中，对未包含凸台的待成形区域，无需垫板，直接采用三点压弯成形。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果是：
[0013]本专利技术提出一种含局部凸台的网格筋壁板夹芯压弯成形方法，采用这种方法成形含局部凸台的网格筋壁板时，只需要两块弹簧钢垫板或钛合金垫板辅助，将网格筋壁板的含凸台区域夹在两块弹簧钢垫板或钛合金垫板之间进行压弯成形，弹簧钢垫板或钛合金垫板的加入一方面可使含局部凸台的网格筋壁板压弯时受压区域内受力更加均匀，另一方面可使含局部凸台的网格筋壁板压弯时弱刚性蒙皮区域获得垫板的刚性支撑，从而避免凸台与蒙皮过渡位置形成折痕，甚至开裂；这种方法与常规对含局部凸台的网格筋壁板网格区内部大规模填料后再压弯的方法相比，无需使用任何填料，可有效提升含局部凸台网格筋壁板的成形效率，降低壁板成形制造成本。
附图说明
[0014]本专利技术的含局部凸台的网格筋壁板夹芯压弯成形方法由以下的实施例及附图给出。
[0015]图1为本专利技术较佳实施例中待成形平面网格筋壁板(含局部凸台)待成形区域划分示意图。
[0016]图2为本专利技术较佳实施例中对网格筋壁板含凸台区域A进行夹芯压弯前垫板和模具位置图。
[0017]图3为本专利技术较佳实施例中对网格筋壁板含凸台区域B进行夹芯压弯前的垫板和模具位置图。
[0018]图4为本专利技术较佳实施例中对网格筋壁板含凸台区域C进行夹芯压弯前的垫板和模具位置图。
[0019]图5为本专利技术较佳实施例中含局部凸台的网格筋壁板成形后示意图。
具体实施方式
[0020]以下将结合图1～图5对本专利技术的含局部凸台的网格筋壁板夹芯压弯成形方法作进一步的详细描述。
[0021]本专利技术的含局部凸台的网格筋壁板夹芯压弯成形方法包括：
[0022](a)将待成形平面网格筋壁板划分为若干个待成形区域，所述待成形区域分为两类，一类包含有凸台，另一类未包含凸台，测量各包含凸台的待成形区域的宽度；
[0023](b)为各包含凸台的待成形区域设计上垫板和下垫板，其中，包含凸台的待成形区域的宽度的最大值＜上垫板的宽度＜网格筋壁板三点压弯时两个下支撑模具的跨距宽度，下垫板的宽度＞网格筋壁板三点压弯时两个下支撑模具的跨距宽度，上垫板和下垫板的长度均大于网格筋壁板三点压弯时上压弯模具的长度；
[0024]上垫板和下垫板均采用弹簧钢板或钛合金板；
[0025]下垫板的宽度比两个下支撑模具的跨距宽度宽60mm～100mm；
[0026]上垫板和下垫板的长度均比上压弯模具的长度长100mm～200mm；
[0027](c)对平面网格筋壁板上各包含凸台的待成形区域进行压弯成形有限元仿真，确定使各包含凸台的待成形区域压弯后无折痕、开裂缺陷时所需放置的上垫板和下垫板的厚度，以及放置垫板后将各包含凸台的待成形区域外型面分别压弯成形至目标曲率时的载荷大小；
[0028]对包含凸台的待成形区域进行压弯成形时采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.含局部凸台的网格筋壁板夹芯压弯成形方法，其特征在于，对壁板上包含凸台的待成形区域采用夹芯压弯成形，即在包含凸台的待成形区域的上表面和下表面分别放置上垫板和下垫板后再进行三点压弯。2.如权利要求1所述的含局部凸台的网格筋壁板夹芯压弯成形方法，其特征在于，所述成形方法包括：(a)将待成形平面网格筋壁板划分为若干个待成形区域，所述待成形区域分为两类，一类包含有凸台，另一类未包含凸台，测量各包含凸台的待成形区域的宽度；(b)设计上垫板和下垫板，包含凸台的待成形区域的宽度的最大值＜上垫板的宽度＜网格筋壁板三点压弯时两个下支撑模具的跨距宽度，下垫板的宽度＞网格筋壁板三点压弯时两个下支撑模具的跨距宽度，上垫板和下垫板的长度均大于网格筋壁板三点压弯时上压弯模具的长度；(c)对平面网格筋壁板上各包含凸台的待成形区域进行压弯成形有限元仿真，仿真中选取弹簧钢板或钛合金板作为垫料，确定使各包含凸台的待成形区域压弯后无折痕、开裂缺陷时所需放置的上垫板和下垫板的厚度，以及放置垫板后将各包含凸台的待成形区域外型面分别压弯成形至目标曲率时的载荷大小；(d)以大幅面弹簧钢板或钛合金板为原料，切割上垫板和下垫板；(e)对待成形平面网格筋壁板进行逐区域压弯成形，压弯过程中对各包含凸台的待成形区域，在区域上表面和下表面分别放置上垫板和下垫板，并按照仿真结果施...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐琅，陈建红，杨学勤，赵淘，罗志强，肖伟，孟佳杰，
申请(专利权)人：上海航天精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：