薄壁制造技术

本发明专利技术提供了一种薄壁

【技术实现步骤摘要】
薄壁T型焊接带筋壁板喷丸成形型面控制方法


[0001]本专利技术涉及航空制造
，更具体地说，涉及一种薄壁
T
型焊接带筋壁板喷丸成形型面控制方法
。

技术介绍

[0002]金属壁板是航空装备最重要的主承力结构之一，其制造技术的水平直接影响装备性能等指标
。
喷丸成形技术是目前大型飞机金属机翼壁板最重要的制造手段，其原理是利用高速弹丸流撞击金属板材的表面，使受撞击的表面及其下层金属材料产生塑性变形而延伸，从而逐步使板材发生弯曲而达到目标外形的一种成形方法
。
由于此种方式在成形过程中无需专用模具和压力机，成形方法灵活多样，又可以提高零件疲劳性能，非常适合于大型尺寸零件，因此被大量应用于飞机的机翼
、
机身以及运载火箭燃料箱等的整体壁板成形中
。
[0003]目前飞机金属壁板的成形方式一般为机械加工成形，该种成形方式为减材制造方式，材料利用率较低，而且加工步骤多，加工成本高
。
[0004]随着焊接技术的发展，焊接壁板制造技术得到推广应用，其相较与传统铆接组合结构可以大幅减轻机体重量，焊接带筋壁板相较于整体机加壁板可以提高材料利用率，大幅减少制造成本
。
搅拌摩擦焊（
FSW
）是利用摩擦热作为热源的一种连续
、
纯机械化的固相焊接工艺，其凭借可靠
、
高效
、
绿色的特点，已广泛应用于铝合金
、
铜合金
、<br/>镁合金的焊接
。
[0005]随着新型先进飞机机动性
、
耐久性
、
燃油经济性需求的提升，焊接带筋壁板结构日趋复杂，壁板表面的曲率复杂
。
而且，
FSW
过程是一个复杂的热力耦合过程，常常伴随着温度以及应力变化，造成焊后接头出现残余应力和变形，焊缝区域与非焊缝区域的应力不均匀造成零件后续成形过程中外形精度控制难度加大
。

技术实现思路

[0006]（一）要解决的技术问题本专利技术要解决的是焊接壁板的外形精度难以控制难度的技术问题
。
[0007]（二）技术方案为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：本专利技术提供一种薄壁
T
型焊接带筋壁板喷丸成形型面控制方法，用于成形具有目标曲率半径的焊接壁板，包括以下步骤：步骤一
、
采用焊接工艺焊接壁板零件，形成焊接壁板坯料，其中，所述焊接壁板坯料表面焊接形成有焊缝的区域为焊缝区域；步骤二
、
对所述焊接壁板坯料进行平面度检测，标记出焊接壁板坯料表面的翘起区域；步骤三
、
使用真空吸附工装吸附住所述焊接壁板坯料，以使所述焊接壁板坯料与所述真空吸附工装的工装平台表面贴合，并对所述翘起区域处对应的焊缝区域进行预应力喷丸，形成焊接壁板矫正件；
步骤四
、
对所述焊接壁板矫正件进行平面度检测，若其平面度小于第一预设值，则执行步骤五；否则，重复步骤三，直至其平面度小于第一预设值；步骤五
、
对所述焊接壁板矫正件施加预应力，使其预弯曲；步骤六
、
测量预弯曲后的焊接壁板矫正件的预弯曲率半径，根据所述预弯曲率半径分区设计喷丸成形参数；步骤七
、
采用所述喷丸成形参数对所述焊接壁板矫正件进行分区喷丸成形，形成焊接壁板成形件；步骤八
、
将焊接壁板成形件与具有目标曲率半径检验工装进行贴模，测量焊接壁板成形件表面与检验工装表面之间的间隙距离，若所述间隙距离小于第二预设值，则成形结束；否则，重复步骤七，直至所述间隙距离小于第二预设值
。
[0008]优选地，所述第一预设值为
0.5mm。
[0009]优选地，所述第二预设值为
0.5mm。
[0010]优选地，所述步骤五具体为：利用第一夹具和第二夹具分别夹持住所述焊接壁板矫正件的两端，驱动所述第一夹具和所述第二夹具相互靠近，以对所述焊接壁板矫正件施加预应力，使其预弯曲
。
[0011]优选地，所述喷丸成形参数包括喷射气压
、
弹流量
、
喷射距以及喷枪移动速度
。
[0012]优选地，所述壁板零件包括多块蒙皮，多块所述蒙皮焊接连接形成所述焊接壁板坯料
。
[0013]优选地，所述壁板零件包括长桁和蒙皮，所述长桁焊接连接于所述蒙皮，形成所述焊接壁板坯料
。
[0014]优选地，所述长桁为
T
型筋条
。
[0015]优选地，所述焊缝区域为所述长桁与所述蒙皮连接处的角焊缝
。
[0016]优选地，使用卡板或弧高仪测量所述焊接壁板成形件的外形曲率
。
[0017]（三）有益效果本专利技术的上述技术方案至少具有如下优点：
1、
本专利技术首先通过对焊接壁板坯料的焊缝区域进行预应力喷丸，使得其焊缝区域与非焊缝区域的应力分布均匀，消除因焊接壁板坯料的焊缝区域应力集中所产生的较大变形；然后通过对焊接壁板坯料进行预弯曲，使其产生弹性变形，并控制焊接壁板坯料的预弯曲曲率向目标半径曲率靠近，实现初步的弯曲成形；最后，通过对焊接壁板矫正件进行分区喷丸成形，使其定型，最终实现目标曲率半径的焊接壁板的制备；
2、
相对与传统的预弯曲方式，本专利技术创新性地提出：采用第一夹具和第二夹具分别夹持住焊接壁板矫正件的两端，驱动第一夹具和第二夹具相互靠近，以对焊接壁板矫正件施加预应力，使其预弯曲；该种预弯曲方式下成型的焊接壁板矫正件具有较平顺的表面，保证气动外形精度
。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附
图
。
[0019]图1是本专利技术实施例提供的焊接壁板坯料的结构示意图
。
[0020]图2是本专利技术实施例提供的焊接壁板坯料与真空吸附工装的装配示意图
。
[0021]图3是本专利技术实施例提供的焊接壁板坯料预弯曲流程图
。
[0022]图4是本专利技术实施例提供的焊接壁板矫正件的分区示意图
。
[0023]图中各附图标记为：
10、
焊接壁板坯料；
20、
焊接壁板矫正件；
100、
真空吸附工装；
200、
第一夹具；
300、
第二夹具；
101、
蒙皮；
102、
长桁
。
具体实施方式
[0024]为了使本专利技术所要解决的技术问题
、
技术方案本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种薄壁
T
型焊接带筋壁板喷丸成形型面控制方法，用于成形具有目标曲率半径的焊接壁板，其特征在于，包括以下步骤：步骤一
、
采用焊接工艺焊接壁板零件，形成焊接壁板坯料，其中，所述焊接壁板坯料表面焊接形成有焊缝的区域为焊缝区域；步骤二
、
对所述焊接壁板坯料进行平面度检测，标记出焊接壁板坯料表面的翘起区域；步骤三
、
使用真空吸附工装吸附住所述焊接壁板坯料，以使所述焊接壁板坯料与所述真空吸附工装的工装平台表面贴合，并对所述翘起区域处对应的焊缝区域进行预应力喷丸，形成焊接壁板矫正件；步骤四
、
对所述焊接壁板矫正件进行平面度检测，若其平面度小于第一预设值，则执行步骤五；否则，重复步骤三，直至其平面度小于第一预设值；步骤五
、
对所述焊接壁板矫正件施加预应力，使其预弯曲；步骤六
、
测量预弯曲后的焊接壁板矫正件的预弯曲率半径，根据所述预弯曲率半径分区设计喷丸成形参数；步骤七
、
采用所述喷丸成形参数对所述焊接壁板矫正件进行分区喷丸成形，形成焊接壁板成形件；步骤八
、
将焊接壁板成形件与具有目标曲率半径检验工装进行贴模，测量焊接壁板成形件表面与检验工装表面之间的间隙距离，若所述间隙距离小于第二预设值，则成形结束；否则，重复步骤七，直至所述间隙距离小于第二预设值
。2.
如权利要求1所述的薄壁
T
型焊接带筋壁板喷丸成形型面控制方法，其特征在于，所述第一预设值为
0.5mm。3.
如权利要求1所述的薄壁
T
型焊接带筋壁板喷丸成形型面...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾元松，白雪飘，王明涛，田硕，邱宇，张尚文，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：