一种舱体口盖整体热校形装置及方法与流程

本发明属于精密塑性成形技术领域，具体涉及一种钛合金大型钣焊舱体口盖整体热校形装置及方法。

背景技术：

随着导弹飞行速度大幅度的提高，对轻量化耐热承力结构的需求越来越大，应用也越来越广泛。多层结构超塑扩散连接类的轻量化舱体口盖零件，制造成本高，影响因素较多，生产效率低和产品合格率较低，很难在航空航天领域实现批量化生产。将铸造机加件和钣金件组合焊接的板焊类口盖能够实现低成本快速批量化生产制造，不足之处由于整体结构复杂，涉及到焊接变形，导致零件精度很难直接满足高精度的使用要求，需要对组合焊接后的口盖进行校形保证零件的成形精度。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明提出一种舱体口盖整体热校形装置及方法，以解决如何实现复杂钣焊类舱体口盖精确制造的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种舱体口盖整体热校形装置，该整体热校形装置包括由热校形凹模和热校形凸模组成的热校形模具，以及仿形限制块；其中，热校形凸模的型面根据舱体口盖内型面上的加强筋形状和铸造机加件形状进行仿形加工，热校形凸模的型面比理论型面单边偏置3-4mm，对热校形凸模型面的角度进行补偿，补偿角度为2°-3°；仿形限制块安装在舱体口盖的窗口内，用于在热校形时限制舱体口盖的内部窗口发生变形，仿形限制块的型面比理论型面单边偏置0.5-1mm。

进一步地，热校形模具的材料为耐热不锈钢。

进一步地，在热校形凹模和热校形凸模上均设置有起吊螺栓。

进一步地，在热校形凸模上设置有合模导向销。

进一步地，仿形限制块的材料为石墨。

此外，本发明还提出一种舱体口盖整体热校形方法，该整体热校形方法采用上述整体热校形装置，该整体热校形方法包括如下步骤：

s1、将舱体口盖的内型面装配到热校形凸模上；

s2、将仿形限制块安装到舱体口盖的窗口内；

s3、将热校形凹模与热校形凸模进行合模；

s4、将合模后的整体热校形装置装入真空扩散焊炉，进行抽真空，并进行加热升温；

s5、待温度加热上升至温度在760±20℃，在热校形模具上施加校形压力，校形吨位20±3吨，在保温保压240min后，将校形压力卸载；继续升温至800℃，保温60min后开始降温，在降温过程中同时施加校形压力12±3吨，直至炉冷至室温；

s6、在卸载整体热校过程中，缓慢取出仿形限制块，再进行舱体口盖的取件。

进一步地，在步骤s4中，真空度高于0.001pa。

进一步地，在步骤s6后，进行步骤s7、对取出的舱体口盖进行型面检测。

进一步地，舱体口盖为钛合金材料。

(三)有益效果

本发明提出的舱体口盖整体热校形装置及方法，该整体热校形装置包括由热校形凹模和热校形凸模组成的热校形模具，以及仿形限制块；其中，热校形凸模的型面根据舱体口盖内型面上的加强筋形状和铸造机加件形状进行仿形加工，热校形凸模的型面比理论型面单边偏置3-4mm，对热校形凸模型面的角度进行补偿，补偿角度为2°-3°；仿形限制块安装在舱体口盖的窗口内，用于在热校形时限制舱体口盖的内部窗口发生变形，仿形限制块的型面比理论型面单边偏置0.5-1mm。采用本发明的整体热校形装置，能够实现复杂钣焊类舱体口盖的整体精确热校形，使得复杂舱体口盖在满足结构强度的同时实现了最大程度的轻量化减重设计，该方法能够实现大批量生产。

附图说明

图1为本发明实施例的整体热校形装置装配结构示意图；

图2为本发明实施例的舱体口盖和热校形凸模装配结构示意图；

图3为本发明实施例的热校形凸模结构示意图；

图4为本发明实施例的热校形凹模结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

本实施例提出一种舱体口盖整体热校形装置，可用于包含加强筋、蒙皮和铸造机加件的复杂钣焊舱体口盖的整体热校形。

该整体热校形装置的装配结构如图1所示，该整体热校形装置包括由热校形凹模1和热校形凸模2组成的热校形模具，材料为耐热不锈钢0cr20ni25，在热校形凹模1和凸模2上均设置有起吊螺栓3。如图2和3所示，在热校形凸模2上设置有合模导向销4，热校形凸模2的型面根据舱体口盖6内型面上的加强筋形状和铸造机加件形状进行仿形加工，热校形凸模2的型面比理论型面单边偏置3.5mm，对热校形凸模2型面的角度进行一定的补偿，补偿角度在2.5°。针对舱体口盖6内的窗口变形设计有仿形限制块5，仿形限制块5的材料为石墨，型面比理论型面单边偏置0.7mm。

采用上述整体热校形装置对舱体口盖进行热校形，该热校形方法包括以下步骤：

s1、将钛合金舱体口盖6的内型面装配到具有仿形设计的热校形凸模2上；

s2、将仿形限制块5安装到舱体口盖6的窗口内，用于限制舱体口盖6内部窗口的变形；

s3、将热校形凹模1通过合模导向销4与热校形凸模2进行合模；

s4、将合模后的整体热校形装置装入真空扩散焊炉，进行抽真空，真空度高于0.001pa，并进行加热升温；

s5、待温度加热上升至温度在760℃，在热校形模具上施加校形压力，校形吨位21吨，在保温保压240min后，将校形压力卸载；继续升温至800℃，保温60min后开始降温，在降温过程中同时施加校形压力14吨，直至炉冷至室温；

s6、在卸载整体热校过程中，缓慢取出石墨制造的仿形限制块5后，再进行舱体口盖6的取件；

s7、对取出的舱体口盖6进行型面检测。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明属于精密塑性成形技术领域，具体涉及一种钛合金大型钣焊舱体口盖整体热校形装置及方法。该整体热校形装置包括由热校形凹模和热校形凸模组成的热校形模具，以及仿形限制块；其中，热校形凸模的型面根据舱体口盖内型面上的加强筋形状和铸造机加件形状进行仿形加工，热校形凸模的型面比理论型面单边偏置3‑4mm，对热校形凸模型面的角度进行补偿，补偿角度为2°‑3°；仿形限制块安装在舱体口盖的窗口内，用于在热校形时限制舱体口盖的内部窗口发生变形，仿形限制块的型面比理论型面单边偏置0.5‑1mm。采用本发明的整体热校形装置，能够实现复杂钣焊类舱体口盖的整体精确热校形，使得复杂舱体口盖在满足结构强度的同时实现了最大程度的轻量化减重设计，该方法能够实现大批量生产。

技术研发人员：刘章光;沈华;高海涛;肖军;马向宇
受保护的技术使用者：北京星航机电装备有限公司
技术研发日：2018.11.05
技术公布日：2019.03.08