一種用于帶加強筋結(jié)構(gòu)鈦合金蒙皮的整體成形方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于整體成形技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鈦合金艙體大蒙皮復(fù)合成形方法，該復(fù)合精密成形方法適合于鈦合金多層板復(fù)雜形狀艙體大蒙皮的精密成形方法，更具體指的是帶有加強筋結(jié)構(gòu)的復(fù)雜形狀蒙皮。
【背景技術(shù)】
[0002]對于帶有加強筋的曲面類艙體蒙皮零件，目前國內(nèi)的常規(guī)加工方法是分別熱成形曲面類蒙皮及加強筋后點焊連接形成整體類零件，或者通過兩層板超塑成形/擴散連接整體成形。熱成形+點焊方法的缺點在于點焊加強筋后蒙皮型面變形較大，室溫無法消除，且整體熱校形實現(xiàn)較困難。對于超塑成形/擴散連接來說，若僅依靠機械壓力作為擴散壓力來源，由于成形工裝間的精密耦合難以實現(xiàn)，擴散焊接質(zhì)量較差；而采用機械壓力與氣體壓力進行擴散連接，則必須保證模具與板料間的良好密封，由于蒙皮外形拔模角度較小，工裝合模時密封效果難以保證，容易導(dǎo)致擴散焊接過程失敗。需要提出一種整體成形方法，來加工帶加強筋結(jié)構(gòu)的鈦合金蒙皮，以避免上述問題的發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提出了一種用于帶加強筋結(jié)構(gòu)鈦合金蒙皮的整體成形方法，即一種采用三層板超塑成形/擴散連接的成形方法，用于帶加強筋結(jié)構(gòu)鈦合金蒙皮的整體成形，克服了熱成形/點焊方法引起的焊接變形以及兩層板超塑成形/擴散連接整體成形的擴散質(zhì)量難以控制等問題。該復(fù)合精密成形方法適合于鈦合金多層板復(fù)雜形狀艙體大蒙皮的精密成形方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種用于帶加強筋結(jié)構(gòu)鈦合金蒙皮的整體成形方法，步驟如下:
[0005]I)形成成形坯料，剝離面板、加強筋面板及蒙皮面板三者外形一致；
[0006]2)制備用于止焊劑涂覆的劃線樣板，劃線樣板的外形和成形坯料外形完全一致，劃線樣板與艙體蒙對應(yīng)的加強筋所在區(qū)域為鏤空；
[0007]3)將劃線樣板分別與剝離面板、加強筋面板及蒙皮面板對齊，進行四周固定，劃線樣板鏤空區(qū)域的加強筋面板外弧面?zhèn)?，劃線樣板鏤空區(qū)域的蒙皮面板內(nèi)弧面?zhèn)?，對鏤空區(qū)域的邊界進行劃線；并且在三層面板之間的氣管槽位置進行劃線；
[0008]4)按氣管槽劃線位置機加出氣管槽，管槽深度不超過板料厚度的一半；
[0009]5)酸洗三件面板，去除表面的油污和雜質(zhì)，并對酸洗后的表面風干；
[0010]6)在加強筋面板、蒙皮面板劃線的區(qū)域內(nèi)的止焊劑涂覆區(qū)域涂覆止焊劑；并且在三層面板之間的氣管槽位置，涂覆止焊劑；并且將剝離面板兩側(cè)、加強筋面板內(nèi)弧面?zhèn)燃懊善っ姘逋饣∶鎮(zhèn)鹊某闹艿姆夂竻^(qū)域外的區(qū)域上涂覆止焊劑；
[0011]7)將已涂覆止焊劑的三層面板進行對齊固定定位；
[0012]8)進行三層面板四周封焊；
[0013]9)在通氣管槽位置處焊接通氣管；
[0014]10)凸模凹模內(nèi)腔涂覆止焊劑，將封焊好的剝離面板、加強筋面板及蒙皮面板放置在凸模、凹模內(nèi)；其中的凸模凹模與艙體蒙皮的弧度和外形相同，凸模上具有與加強筋的位置、形狀、大小相同的凹槽；
[0015]11)安裝管路，裝卡凸模、凹模，放入爐內(nèi)，關(guān)爐門升溫；
[0016]12)凸模、凹模升溫至溫度920°C ±20°C時，加壓，向剝離面板與加強筋面板間通氬氣，保壓I小時，進行蒙皮面板與加強筋面板的擴散焊接，剝離面板超塑成形；之后向蒙皮面板與加強筋面板間通入氬氣，保壓0.2小時，加強筋面板超塑成形；
[0017]13)擴散焊接和超塑成形后，停止加熱，于蒙皮面板與加強筋面板間繼續(xù)通入氬氣，直至冷卻至200 °C ；
[0018]14)取出零件，空冷；
[0019]15)清除零件表面，去除剝離面板。
[0020]通過熱成形工藝形成用于超塑成形/擴散連接的蒙皮面板、加強筋面板及剝離面板，制備用于止焊劑涂覆的劃線樣板，在三層面板上劃氣管槽位置，并在蒙皮面板內(nèi)側(cè)、加強筋面板外側(cè)按樣板形狀劃出止焊劑涂覆區(qū)域。按氣路劃線位置機加出通氣和出氣管槽位置。酸洗三件面板，按劃線位置于涂止焊劑。氬弧焊封焊三層板，并焊接通氣嘴。入爐升溫加壓，向剝離面板與加強筋面板間通氬氣，完成蒙皮面板與加強筋面板的擴散連接；向蒙皮面板與加強筋面板間通氬氣實現(xiàn)加強筋的超塑成形。零件取出后，機加去除余量，去除剝離面板，最終獲得精密成形的帶加強筋結(jié)構(gòu)鈦合金蒙皮零件。
[0021]本發(fā)明的技術(shù)效果是:
[0022]本發(fā)明專利提出采用三層板超塑成形/擴散連接的整體成形方法，實現(xiàn)了一次整體成形帶加強筋結(jié)構(gòu)鈦合金蒙皮，有效避免熱成形/點焊方法引起的焊接變形以及兩層板超塑成形/擴散連接整體成形帶來的擴散質(zhì)量難以控制等問題。
【附圖說明】
[0023]圖la、lb、lc分別是本發(fā)明蒙皮類零件結(jié)構(gòu)的俯視圖、主視圖、左視圖。
[0024]圖2是本發(fā)明的方法終得止焊劑涂敷區(qū)域示意圖(陰影部分)。
[0025]圖3是本發(fā)明蒙皮面板與加強筋面板擴散焊接過程示意圖。
[0026]圖4是本發(fā)明加強筋面板超塑成形過程示意圖。
[0027]其中，I為艙體蒙皮，2為加強筋，3為非擴散焊區(qū)域，4為擴散焊區(qū)域，5為剝離面板，6為加強筋面板，7為蒙皮面板，8為(超塑成形/擴散連接)凸模，9為(超塑成形/擴散連接)凹模。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合圖la、圖lb、圖lc、圖2、圖3、圖4對本發(fā)明做進一步說明:
[0029]本發(fā)明一種用于帶加強筋結(jié)構(gòu)鈦合金蒙皮的整體成形方法，包括以下步驟:
[0030]I)通過熱成形工藝，形成成形坯料，即剝離面板5、加強筋面板6及蒙皮面板7，
三者外形一致。
[0031]2)根據(jù)零件加強筋在蒙皮上的位置，制備用于止焊劑涂覆的劃線樣板，樣板的外形和成形坯料外形完全一致。樣板與艙體蒙對應(yīng)的加強筋所在區(qū)域為鏤空。
[0032]3)將劃線樣板分別與剝離面板5、加強筋面板6及蒙皮面板