[发明专利]一种基于机械加载的蠕变时效成形方法

说明书

本发明公开了一种基于机械加载的蠕变时效成形方法，其使用机械加载蠕变时效成形装置对铝合金板材进行机械加载，该成形方法包括以下步骤：第一步、将待成形板材放置在模具上；第二步、首先通过主液压缸和加载液压缸向待成形板材上表面施载荷，使待成形板材发生变形，直至待成形板材下表面与模具形板上表面紧密贴合，然后用盖板将待成形制件与模具型面固定；第三步、将待成形制件与模具放入热压罐中，升温至时效温度并保温；第四步、降温至室温，卸载即得蠕变时效成形后的制件。本发明采用机械加载的方式对铝合金板材加压，能成形多种不同曲率的制件，并且与现有技术的真空贴膜相比，可减少30％左右的前期准备时间。

技术领域

本发明涉及航空航天制造工程技术领域，特别地，涉及一种基于机械加载的蠕变时效成形方法。

背景技术

随着铝合金整体壁板向大曲率、高筋薄蒙皮方向发展，闸压、滚弯、拉形、喷丸等传统的常温成形方法已不能满足整体壁板的精密形性制造要求。作为一种适用于铝合金整体壁板成形的加工方法，蠕变时效成形是基于材料蠕变和时效的特性，将时效热处理与成形工艺合二为一以同步实现制件外形与性能要求的成形工艺。首先，在常温下通过一定的加载方式使制件产生弹性变形，并保持这种变形；然后将其与工装一起放入加热设备中保温一段时间，使其内部组织和性能发生改变从而使部分弹性变形转化为塑性变形。

为使待成形制件固定在模具型面上，须使用加载装置使待成形制件产生弹性变形。中国发明专利CN102266887B公开了一种模具形板式机械加载蠕变时效成形装置，其上模采用点阵式加载方式上升下降结构复杂、不方便自动化控制，且支柱与制件为点接触，加载过程待成形制件易产生内部损伤；下模采用模具形板式，不易修模，对多曲率制件成形适应性较差。

中国发明专利申请CN110052520A公开一种组合式机械加载蠕变时效成形装置，其凸模和凹模均由多个双向模具形板连接单元铰接而成；加载状态时，凸模和凹模中间局部组合模具形板曲面形状不易控制，难以保证凹模形状为目标型面。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于机械加载的蠕变时效成形方法，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于机械加载的蠕变时效成形方法，所述成形方法使用机械加载蠕变时效成形装置对铝合金板材进行机械加载，所述成形装置包括机架、设置在机架上的加载装置和位于加载装置下方的模具，所述机架包括横梁，所述横梁设有沿竖直方向设置的通孔；所述加载装置包括活动贯穿所述通孔的导杆、设置在所述导杆下端的裙形支架、对称设置在所述导杆前后两侧的两个主液压缸以及设置在所述裙形支架上的多组加载液压缸，所述主液压缸的上下两端分别与横梁和裙形支架固定连接，多组所述加载液压缸中相邻两组的活塞杆伸出方向不同，每一组中多个加载液压缸活塞杆的伸出方向相同且下端连接有压杆；所述模具包括U型底座，所述U型底座内设有至少一块卡板、多个支撑装置和模具形板，所述卡板的顶部开设有多个卡槽，所述支撑装置包括支撑板和盖板，所述支撑板竖向插设在所述卡槽中，且支撑板的顶面沿其厚度方向为圆弧形，所述盖板设置于所述支撑板的上方；所述模具形板由多个单元形板条铰接构成，所述模具形板设置在多个所述支撑板上，且铰接形成的模具形板的首尾两块所述单元形板条分别与所述U型底座的两个竖直侧壁铰接；所述成形方法包括以下步骤：

第一步、板材放置：将待成形板材放置在模具上，并将待成形板材的两端与模具固定；

第二步、加载阶段：首先通过加载装置的主液压缸和加载液压缸向待成形板材上表面逐步施加适当的载荷，使待成形板材发生变形，直至待成形板材下表面与模具形板上表面紧密贴合，所述待成形板材成形为待成形制件；再将多个盖板一一对应设置在多个支撑板的上方，使得多个盖板能够与多个支撑板相配合以夹装固定所述待成形制件；

第三步、蠕变时效阶段：将待成形制件与模具放入热压罐中，将温度升至时效温度，并保温一定的时间；

第四步、卸载阶段：降温至室温，卸载即得蠕变时效成形后的制件。