[发明专利]一种基于热压罐的整体壁板蠕变时效成形工装

说明书

技术领域

本发明属于钣金成形技术领域，涉及一种基于热压罐的整体壁板蠕变时效成形工装。

背景技术

蠕变时效成形是大型整体壁板一种主要成形方法，它是利用金属的蠕变特性，将材料变形与时效处理同步进行，达到成形目的。蠕变时效成形具有工艺可重复性好、零件残余应力小、能够提高可时效铝合金的抗疲劳性能等优点。但蠕变时效成形过程中受到材料本身时效周期的限制，无法将已有的弹性变形全部转变为塑性变形，导致成形后存在一定的回弹量，因此模具型面要有一定的“过弯量”。在零件研制阶段，为了使零件回弹后满足目标型面要求，需要对模具型面进行反复多次的优化和调整。

传统时效成形工装结构形式多为焊接卡板式，由带有外形的肋板组成。在肋板与零件之间放置与肋板同种材料的垫板，作为模具型面。垫板与肋板之间以及肋板与框架均为点焊。国外B1-B的上下壁板、湾流IV和湾流V的复合曲面上翼面壁板均采用了该种焊接式成形工装。由于采用焊接形式，当模具型面设计的“过弯量”需要优化时，模具就要重新更换，会增加生产周期和成本。

目前，公开的蠕变时效成形模具大多用于小尺寸壁板零件（长度小于2m），而对于时效成形大型整体壁板（长度大于5m）的工装尚未有公开报道。

发明内容

本发明目的是解决大型整体壁板时效成形时模具型面变化调整的问题，提出一种基于热压罐的整体壁板蠕变时效成形工装。

本发明的技术解决方案是，工装包括支撑结构1、基准平台2、卡板3、外侧壁4、内侧壁6、限位底座7、垫板11及密封结构，支撑结构1为框架结构，基准平台2固定在支撑结构1的平面上，基准平台2上放置m*n个限位底座7，n=零件长度/限位底座7的间距，其中限位底座7的间距为沿零件的长度方向按零件长度的1.5-3%设定，m=3为沿零件的宽度方向设置的限位底座7的个数，每个限位底座7上沿零件毛坯的宽度方向均开有通槽，沿零件的宽度方向上的三个限位底座7上的通槽在一个直线上，沿零件的宽度方向上的三个限位底座7均匀分部在基准平台2上，沿零件的宽度方向上的三个限位底座7位于两边的限位底座7上沿零件毛坯的长度方向上开有通槽，沿零件的长度方向上的n个限位底座7上的通槽在一个直线上；沿零件的宽度方向上的三个限位底座7上的通槽内放置卡板3，卡板3的两侧开有与沿零件毛坯的长度方向上的限位底座7上的通槽位置相对应的限位孔，限位孔与沿零件毛坯的长度方向上的限位底座7上的通槽通过销钉限位；沿搭建完成的限位底座7外围安装内侧壁6，内侧壁6的高度值低于基准平台2上所有卡板3两端的最小高度值，内侧壁6的外围安装外侧壁4，外侧壁4的高度值大于垫板11和零件放置于卡板3上后的高度值。垫板11置于卡板3上，垫板11的外形尺寸小于外侧壁4形成的内腔尺寸，垫板11的外形尺寸大于零件毛坯的外形尺寸；沿外侧壁4覆盖透气毡12，外侧壁4外包裹真空袋9，真空袋9的边缘与基准平台2边缘通过密封胶8粘接。

所述的支撑结构1上开有透气孔和叉车孔5。

所述的所有卡板3组成的空间曲面用于零件外形的成形。

所述的垫板11与外侧壁4内腔的间隙≤10mm。

所述基准平台2上的限位底座7沿零件的宽度方向上的三个限位底座7中居中的限位底座7的长度为零件毛坯宽度的20-40%，三个限位底座7中两边的限位底座7的长度为居中的限位底座7的长度的1/4。

本发明具有的优点和有益效果：

1.时效成形模具采用可拆卸卡板形式，方便目标型面调整，大大节约时间和经济成本。

2.整个工装尺寸大（5907mm×1145mm×695mm），精度高（装配卡板3后，卡板3型面要求精度：正负0.3mm），可成形长度5.5米的整体壁板。

3.工装支撑结构1采用框架式，既满足整体刚度要求，又能保证温度场均匀。

4.工装的四周侧壁可拆卸，既方便更换卡板3，又能减少焊接带来的变形和热处理问题。

5.设计独特封装结构，在热压罐1.5MPa压力下，密封袋不被破坏，保证密封效果。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明外侧壁、内侧壁和限位底座三者连接关系示意图；

图3是本发明密封结构示意图（视图沿零件弦向）；

图4是本发明密封结构示意图（视图沿零件展向）；

图5是本发明防真空袋破坏结构。

其中：