[发明专利]内部带筋筒体的气压成形工装及方法

说明书

本发明公开了一种内部带筋筒体的气压成形工装，其包括外环、内芯及封头；所述外环及内芯为筒状结构，所述内芯套装在所述外环内，且所述内芯的外形面与所述外环的内侧面对应配合，其内形面为拟成型零件的直筒形面；所述封头为具有中间通孔的盘状结构，其固定在所述外环的两端且封堵所述内芯的两端；本发明还公开了一种内部带筋筒体的气压成形方法。本发明解决了在狭小空间内制造内部带筋结构的试件的加工作业困难问题，提高了内部带筋筒体的试件的加工效率。

技术领域

本发明涉及一种板材热成型方法，尤其是涉及一种能够实现小直径内部带筋结构的筒形件的制造的内部带筋筒体的气压成形工装及方法。

背景技术

随着航空航天技术的不断发展，具有高比强、重量轻、耐高温性能的变壁厚钛合金整体构件被逐渐采用。目前，带筋的内部带筋整体结构的筒体主要采用成形+化铣工艺及粉末成形工艺，产品主要以外部加强筋的结构较多，但对于某些对外形有气动要求的产品，则采用内部加强结构，热成形+化铣工艺通常制造直径大、长径比小的钛合金筒体零件。而对于直径在300mm以下，长径比大于2的内部带筋整体结构筒体，现有手段无法进行刻线、除胶等操作。因此对于此类零件无法采用化铣工艺实现。粉末成形的筒体的薄壁区有最小厚度要求，一般在1.5mm以上，而且成形后的的尺寸精度不高，内部狭小的空间内又不易通过机械加工的方式提高精度。这些工艺的局限性使得小直径、大长径比的内部带筋结构的筒形件无法制造。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种内部带筋筒体的气压成形工装及方法，提高小直径内部带筋结构的筒形件的制造效率。

本发明的技术解决方案是：

一种内部带筋筒体的气压成形工装，其中，其包括外环、内芯及封头；所述外环及内芯为筒状结构，所述内芯套装在所述外环内，且所述内芯的外形面与所述外环的内侧面对应配合，其内形面为拟成型零件的直筒形面；所述封头为具有中间通孔的盘状结构，其固定在所述外环的两端且封堵所述内芯的两端。

一种内部带筋筒体的气压成形方法，其中，该方法包括：

将欲加工的筒体板料展开成平面形状的板料，使用机械加工把所述板料加工成一侧带筋的板料；以带筋的侧面为圆的内径方向将板料滚弯并沿其纵缝焊接形成内部带筋的筒体；

将所述筒体两端用与所述筒体断口形状相匹配的封口板材焊接以封闭所述筒体，两端的所述封口板材中间预留有通气孔，在所述通气孔上焊接内径大于所述通气孔直径的气管，使所述气管与筒体形成具有连通的气路的试件；

使用如上所述的内部带筋筒体的气压成形工装，将所述内芯装入所述外环内，再将所述试件放入所述工装的内芯内，所述试件的外形面与所述内芯的内形面紧密接触，所述外环的两端安装所述封头，形成所述试件的模具；

将所述模具放入热成型设备，将所述气管连接气源，设定温度并设定向所述试件中通入保护气的压力，开启所述热成型设备对所述试件进行加工；

取出所述模具，取下两侧封头，取出所述内芯及试件。

由以上说明得知，本发明确实具有如下的优点：

本发明提出了一种小直径、大长径比的内部带筋结构的内部带筋筒体的气压成形方法，该方法通过将内部带筋结构的试件两端封焊，采用内层分瓣结构的工装进行气压成形。其工装中带有定位结构的封头及锥形面的分瓣内芯结构可以有效解决试件成形失效及成形后的试件脱模问题。本发明解决了小直径筒体内部空间狭小不易通过化铣等方式达到内部带筋结构的问题，可实现小直径内部带筋结构的筒形件的制造。

附图说明

图1为本发明的内部带筋筒体的气压成形工装的结构示意图。

主要元件标号说明：

本发明：