[发明专利]一种不等壁厚曲面构件的制造方法

说明书

一种不等壁厚曲面构件的制造方法，包括：建立曲面构件的三维模型，并对需加工处的位置按照加工余量进行尺寸累加，以形成待分解三维模型；将待分解三维模型展开形成待分解平面模型，并按照不同的厚度进行拆分，以形成厚度不等的数据模块；根据数据模块的尺寸加工形成对应的实体模块，并采用熔焊方法将厚度不等的实体模块组焊在一起，以形成不等壁厚的平面毛坯；将平面毛坯放入热成形模具上进行预热，并通过压力机进行压合，以形成曲面毛坯；对曲面毛坯进行精加工以形成曲面构件成品。本发明通过一次热成形来实现不等壁厚曲面构件的成形，缩短了构件的研制工艺，从而降低研制成本，且热成形兼有去应力的作用，不必再进行热处理。

技术领域

本发明涉及曲面构件加工制造技术领域，特别是涉及一种不等壁厚曲面构件的制造方法。

背景技术

近年来复杂结构的钛合金构件应用较多，零部件类型不再限于单纯的钣金件和机加件，有的零部件同时具有钣金件和机加件的特点。例如用于航空航天领域飞行器的某种钛合金曲面零件，其四边为厚度较大、且不等厚的边框，中间为带有筋条结构的蒙皮，这种结构目前采用的制造方法是，先将零件按结构进行拆分，然后分别通过热成形、外形粗加工、组合拼焊、热处理及精加工等工序以形成构件成品。

上述制造方法中，首先要解决分别热成形的零件的精度匹配问题，因为中间薄壁部分的成形精度与大厚度边框成形精度存在差异，实际工作中常出现的一个问题是，不同厚度的成形件开口尺寸不匹配导致无法焊接或装配。另外，该结构的构件边框与蒙皮部分的对接大多是不均匀壁厚，给焊接带来困难，需要对模型进行等厚处理才能保证焊接质量。第三个问题是，焊接后为了保证零件型面精度及焊缝的性能，还要对焊接后的毛坯进行热处理。以上的问题导致该型构件研制成本高昂，研制周期长，同时，不同成形件的匹配精度不易保证。

发明内容

本发明实施例提供了一种不等壁厚曲面构件的制造方法，通过一次热成形来实现不等壁厚曲面构件的成形，缩短了构件的研制工艺路线，从而降低研制成本，同时可减小多次热成形及组合拼焊的技术风险，为不等壁厚曲面构件提供了新的技术途径。

本发明的实施例提出了一种不等壁厚曲面构件的制造方法，该制造方法包括：

建立曲面构件的三维模型，并对需加工处的位置按照加工余量进行尺寸累加，以形成待分解三维模型；

将待分解三维模型展开形成待分解平面模型，并按照不同的厚度进行拆分，以形成厚度不等的数据模块；

根据数据模块的尺寸加工形成对应的实体模块，并采用熔焊方法将厚度不等的实体模块组焊在一起，以形成不等壁厚的平面毛坯；

将平面毛坯放入热成形模具上进行预热，并通过压力机进行压合，以形成曲面毛坯；

对曲面毛坯进行精加工以形成曲面构件成品。

进一步地，在将待分解三维模型展开形成待分解平面模型时，以待分解三维模型的外曲面为曲面片体、以垂直曲面片体中分面的平面为展开平面，将待分解三维模型展开形成待分解平面模型。

进一步地，所述将待分解三维模型展开形成待分解平面模型，并按照不同的厚度进行拆分，以形成厚度不等的数据模块的步骤，具体包括：

将待分解三维模型展开形成待分解平面模型；

在待分解平面模型上设计各个厚度不等的实体模块进行组焊时的焊接定位孔，及平面毛坯进行热成形时的热压定位孔；

将待分解平面模型按照不同的厚度进行拆分，以形成厚度不等的数据模块。

进一步地，在所述根据数据模块的尺寸加工形成对应的实体模块，并采用熔焊方法将厚度不等的实体模块组焊在一起，以形成不等壁厚的平面毛坯的步骤之前，所述制造方法还包括：

对每个数据模块与相邻的数据模块连接的对接边设计对接结构。