一种整体壁板蠕变时效成形方法，包括：将整体壁板零件预先成型到初始形状，并固定在应力释放夹具上，应力释放夹具的型面是进行了回弹补偿的，初始形状基本符合应力释放夹具的型面要求；热处理炉温度稳定在１４８．８～１６０℃后，将夹持整体壁板的应力释放夹具放进热处理炉中，将热电偶连接到每个零件的最厚和最薄部位上，以确定每个零件的保温时间；当零件最薄部位达到１４８．９℃温度后，再在１４８．８～１６０℃温度下保温１～１．５小时；从炉中取出零件和应力释放夹具；在室温下进行冷却，冷却到室温后将零件和夹具分离。蠕变时效成形后的零件再用检验夹具进行检验。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钣金成形加工
，特别是涉及整体壁板的蠕变时效成形工艺。
技术介绍
随着飞机性能的不断提高，对飞机机翼的气动和结构要求越来越高，而且随着市 场多元化的发展，进一步降低制造成本，使产品更加具有竞争力，是许多飞机制造商面临的 主要问题。为了进一步降低飞机的结构重量，减少装配工作量，采用飞机机翼整体壁板的设 计思想。整体壁板集蒙皮、长珩、梳状接头、口盖、横向加强肋于一体，通过进一步加工成形， 用于形成飞机机翼。
技术实现思路
本专利技术提供一种整体壁板蠕变时效加工成形用夹具及蠕变时效成形方法。蠕变时效成形工艺主要是利用合金材料在高温中发生应力释放的效应，先使工件 产生一定初始变形，然后通过外加载荷保持工件的变形，并在恒温中静置一段时间，材料的 应力水平随时间延长而降低，部分弹性应变转化为塑性应变，从而达到成形的目的。本专利技术是通过将平板壁板毛坯(也称零件)预先进行一定初始变形，然后将其夹 持在应力释放夹具上，外加一定载荷，并将夹持零件的夹具放入高温时效炉中进行时效处 理，使弹性变形逐渐转化为塑性变形，形成具有接近理论外形的整体壁板。本专利技术中用于蠕变时效成形的工装是应力释放夹具。根据本专利技术的一个方面，该应力释放夹具包括前后对称的两个夹持工具，每个夹 持工具能够夹持一个零件。每个夹持工具均包括骨架、定位卡板、托板以及压紧器。两个夹持工具的骨架之间通过支撑结构牢固连接。一般支撑结构与骨架之间通过 焊接连接为一体。每个夹持工具的骨架主要由上、下两个长框架和左右两个短框架构成梯形结构， 长框架和短框架之间通常通过焊接连接为一体，若干垂直或倾斜于长框架的支撑组件设置 在两个长框架之间并通过连接组件连接到两个长框架上。每个支撑组件上设置相应的定位卡板和托板。也可以将一个短框架作为支撑组 件，设置定位卡板和托板。优选地，定位卡板和支撑组件之间或者定位卡板和短框架之间可以设置垫板。定位卡板直接固定在支撑组件上。托板紧邻定位卡板设置，托板两端固定在两个长框架上，托板长度方向基本平行 于支撑组件及该组件上设置的定位卡板的长度方向，托板板面基本垂直于定位卡板表面。托板板面对着卡板的一侧设置若干压紧器，压紧器用于想卡板表面压紧。优选地，支撑组件与框架的连接部位均设置垫板。优选地，在框架上与托板连接的部位设置垫板。优选地，压紧器包括底座、螺钉(或螺栓)、手柄，螺钉穿过底座并与底座罗纹连 接，螺钉的一端带有手柄，另一端连接光面压块和双面压块，每个压紧器通过其底座固定到 托板上，而通过带手柄螺钉的转动使双面压块和卡板之间压紧或松开。每个定位卡板有一个本体以及两个连接端，本体上表面具有特定曲面，连接端用 于将定位卡板固定在支撑组件上。固定在支撑组件上的各个卡板型面顶端在一轴线上对齐，所有卡板的上表面共同 形成一个预定的型面，该型面对应于在整体壁板目标形状基础上进行回弹补偿后的形状。本专利技术的整体壁板的蠕变时效成型方法包括在室温下将平板整体壁板预先成型，预先成型，即第一次成型，是为蠕变时效成型 做准备，也能使蠕变时效达到更好的效果。预先成型可通过三点式压弯等初步成型方法将 整体壁板的端头压弯，压弯程度略高于整体壁板端头的目标形状，基本与相应于端头的定 位卡板的型面一致。将预先成型的整体壁板固定在应力释放夹具上，也就是卡板的型面上，并用压紧 器压紧。应力释放夹具的型面是在目标外形基础上进行了回弹补偿的。应力释放夹具的型 面回弹补偿是指对应力释放夹具的型面设计应超过零件(即整体壁板)的理论外型，保证 零件预先成型形状基本符合应力释放夹具回弹补偿后型面要求。应力释放夹具型面的回 弹补偿量可通过多次实体零件成型试验给予确定，也可通过分析软件进行成型分析给予确 定。将夹持零件的应力释放夹具放进热处理炉中进行蠕变时效成型；在将夹持零件的 夹具放入炉子之前，炉子稳定在154. 4士5. 6°C (310士 10° F)；将热电偶连接到每个零件的 最厚和最薄部位上，以确定每个零件的保温时间，并记录时间/温度信息；将夹持零件的夹 具尽可能快地放入炉子中，当零件最薄部位的温度达到148. 9°C (300° F)后，将夹持零件 的夹具在154. 4士5. 6°C (310士 10° F)温度下至少保温1小时，但最多为1. 5小时；当炉子 中处理的炉料超过一个零件时，在任一热电偶温度达到148. 9°C (300° F)起算保温时间。在达到所需要的蠕变时效时间后，从炉中取出夹持零件的应力释放夹具，从炉中 取出夹持零件的应力释放夹具的时间控制在5分钟以内，然后在室温下进行冷却，冷却到 夹持零件的应力释放夹具的温度达到室温后将零件和夹具分离。通过进行蠕变时效处理，使平板壁板毛坯成型为变截面壁板。这主要是利用合金 材料在高温中发生应力释放的效应，使工件产生一定初始变形，通过夹持到夹具上外加载 荷保持工件的变形，并在恒温中静置一段时间，材料的应力水平随时间延长而降低，从而使 部分弹性应变转化为塑性应变。由于在蠕变成型之前对零件已进行了回弹补偿，因此，成形后零件外形与目标形 状吻合。最后，通过检验夹具对蠕变时效成型后的零件外形进行检验。成形后的零件在检 验夹具上检验时可施加5 10磅(22 44N)的外力。将成型后的零件放在检验夹具上进 行检验时，如果成型后的零件外形与检验夹具型面基本贴合，说明零件达到所需要求。本专利技术的检验夹具包括框架和框架之间设置的支撑组件，在支撑组件上设置若干 卡板，卡板通过角铁固定在各个支撑组件和框架上，各个卡板表面形成的型面与整体壁板的理论外形相符合。优选地，检验夹具上同时可以进行上壁板和下壁板的外形检验。通过本专利技术的蠕变时效成型方法成形整体壁板，生产成本低，操作方便，可大大缩 短生产周期，并能保证零件质量，生产的零件都能满足大规格机翼整体壁板的技术要求。附图说明图1是本专利技术的一个优选实施方式中平板壁板毛坯的结构示意图。图2是图1中平板壁板毛坯的立体图。图3A、3B是根据本专利技术的一种成型夹具的前后视图。图4A 4H是根据本专利技术的一个优选实施方式，成型夹具的骨架结构整体和局部 视图。图5A 5B是根据本专利技术的一个优选实施方式，骨架结构中直撑组件的整体和局 部视图。图6A 6C是根据本专利技术的一个优选实施方式，骨架结构中斜撑组件的整体和局 部视图。图7A 7C是根据本专利技术的一个优选实施方式，托板组件的整体结构和局部视图。图8A 8G是根据本专利技术的一个优选实施方式，定位卡板组件的各种视图。图9A 9B是根据本专利技术的一个优选实施方式，定位卡板直角挡块和斜角挡块的 结构示意图。图IOA IOC是根据本专利技术的一个优选实施方式，夹持壁板状态的局部视图。图IlA IlG是根据本专利技术的一个优选实施方式，压紧器的整体结构和局部视图。图12A 12B是根据本专利技术的一个优选实施方式，托板组件与骨架的连接件结构 示意图。图13A 13D是根据本专利技术的一个优选实施方式，检验夹具的整体和局部视图。图14是根据本专利技术的一个优选实施方式，检验整体壁板外形的局部视图。具体实施例方式以下通过具体实施方式较为详细地介绍本专利技术。图1和图2所示是根据本专利技术一个具体实施方式，一种民用支线飞机上用的待成 型的整体壁板毛坯的示意图。该毛坯是经过机械加工得到的平板壁板，它由蒙皮、长本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种整体壁板蠕变时效成形方法，包括： 将整体壁板毛坯预先成型为初始形状（零件），并固定在应力释放夹具上； 将预先成型为初始形状的整体壁板毛坯零件和应力释放夹具放进温度稳定在１４８．８～１６０℃的热处理炉中，并将热电偶连接到每个零件的最厚和最薄部位上，以确定每个零件的保温时间； 当零件最薄部位达到１４８．９℃温度后，再在１４８．８～１６０℃温度下保温１～１．５小时； 从炉中取出零件和应力释放夹具； 在室温下进行冷却，冷却到室温后将零件和夹具分离。
【技术特征摘要】
一种整体壁板蠕变时效成形方法，包括将整体壁板毛坯预先成型为初始形状(零件)，并固定在应力释放夹具上；将预先成型为初始形状的整体壁板毛坯零件和应力释放夹具放进温度稳定在148.8～160℃的热处理炉中，并将热电偶连接到每个零件的最厚和最薄部位上，以确定每个零件的保温时间；当零件最薄部位达到148.9℃温度后，再在148.8～160℃温度下保温1～1.5小时；从炉中取出零件和应力释放夹具；在室温下进行冷却，冷却到室温后将零件和夹具分离。2.如权利要求1所述的壁板蠕变时效成形方法，其特征在于，将整体壁板毛坯预先成 型为初始形状是指将整体壁板毛坯的端头进行三点式压弯，使其基本符合定位卡板的型面 要求。3.如权利要求1或2所述的壁板蠕变时效成形方法，其特征在于，当给定的炉料超过一 个零件时，在任一热电偶温度达到148. 9°C后，将装夹的零件在148. 8 160°C温度下保温 1 1. 5小时。4.如权利要求1 3任一所述的壁板蠕变时效成形方法，其特征在于，将零件和应力释 放夹具放入炉中以及从炉中取出零件和应力释放夹具的时间限定在5分钟以内。5.一种应力释放夹具，用于权利要求1 5所述的整体壁板蠕变时效成形，该夹具包括前后对称的两个夹持工具，每个夹持工具能够夹持一个整体壁板； 每个夹持工具包括骨架、定位卡板、拖板以及压紧器； 两个夹持工具的骨架之间通过支撑结构牢固连接；骨架主要由两个长框架和两个短框架构成梯形结构，若干垂直或倾斜于长框架的支撑 组件设置在两个长框架之间并通过连接组件连接到两个长框架上；每个支撑组件上分别设置定位卡板和托板；型面，该型面对应于在整体壁板目标形状 基础上进行回弹补偿后的形状；托板紧邻定位卡板设置，托板两端固定在两个长框架上，托板长度方向基本平行于支 撑组件及该组件上设置的定位卡板长度方向，托板板面基本垂直于定位卡板表面； 在托板板面向着卡板的一侧设置一组压紧器，该压紧器用于向定位卡板表面压紧。6.如权利要求5所述的应力释放夹具，其特征在于，支撑结构与骨架之间通过...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱明华，乐煜，
申请(专利权)人：中国商用飞机有限责任公司，上海飞机制造有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。