专利名称：一种机翼整体壁板的蠕变时效成形方法
技术领域：
本发明涉及钣金成形加工技术领域，特别是涉及整体壁板的蠕变时效成形工艺。
背景技术：
随着飞机性能的不断提高，对飞机机翼的气动和结构要求越来越高，而且随着市 场多元化的发展，进一步降低制造成本，使产品更加具有竞争力，是许多飞机制造商面临的 主要问题。为了进一步降低飞机的结构重量，减少装配工作量，采用飞机机翼整体壁板的设 计思想。整体壁板集蒙皮、长珩、梳状接头、口盖、横向加强肋于一体，通过进一步加工成形， 用于形成飞机机翼。
发明内容
本发明提供一种整体壁板蠕变时效加工成形用夹具及蠕变时效成形方法。蠕变时效成形工艺主要是利用合金材料在高温中发生应力释放的效应，先使工件 产生一定初始变形，然后通过外加载荷保持工件的变形，并在恒温中静置一段时间，材料的 应力水平随时间延长而降低，部分弹性应变转化为塑性应变，从而达到成形的目的。本发明是通过将平板壁板毛坯(也称零件)预先进行一定初始变形，然后将其夹 持在应力释放夹具上，外加一定载荷，并将夹持零件的夹具放入高温时效炉中进行时效处 理，使弹性变形逐渐转化为塑性变形，形成具有接近理论外形的整体壁板。本发明中用于蠕变时效成形的工装是应力释放夹具。根据本发明的一个方面，该应力释放夹具包括前后对称的两个夹持工具，每个夹 持工具能够夹持一个零件。每个夹持工具均包括骨架、定位卡板、托板以及压紧器。两个夹持工具的骨架之间通过支撑结构牢固连接。一般支撑结构与骨架之间通过 焊接连接为一体。每个夹持工具的骨架主要由上、下两个长框架和左右两个短框架构成梯形结构， 长框架和短框架之间通常通过焊接连接为一体，若干垂直或倾斜于长框架的支撑组件设置 在两个长框架之间并通过连接组件连接到两个长框架上。每个支撑组件上设置相应的定位卡板和托板。也可以将一个短框架作为支撑组 件，设置定位卡板和托板。优选地，定位卡板和支撑组件之间或者定位卡板和短框架之间可以设置垫板。定位卡板直接固定在支撑组件上。托板紧邻定位卡板设置，托板两端固定在两个长框架上，托板长度方向基本平行 于支撑组件及该组件上设置的定位卡板的长度方向，托板板面基本垂直于定位卡板表面。托板板面对着卡板的一侧设置若干压紧器，压紧器用于想卡板表面压紧。优选地，支撑组件与框架的连接部位均设置垫板。
优选地，在框架上与托板连接的部位设置垫板。优选地，压紧器包括底座、螺钉(或螺栓)、手柄，螺钉穿过底座并与底座罗纹连 接，螺钉的一端带有手柄，另一端连接光面压块和双面压块，每个压紧器通过其底座固定到 托板上，而通过带手柄螺钉的转动使双面压块和卡板之间压紧或松开。每个定位卡板有一个本体以及两个连接端，本体上表面具有特定曲面，连接端用 于将定位卡板固定在支撑组件上。固定在支撑组件上的各个卡板型面顶端在一轴线上对齐，所有卡板的上表面共同 形成一个预定的型面，该型面对应于在整体壁板目标形状基础上进行回弹补偿后的形状。本发明的整体壁板的蠕变时效成型方法包括在室温下将平板整体壁板预先成型，预先成型，即第一次成型，是为蠕变时效成型 做准备，也能使蠕变时效达到更好的效果。预先成型可通过三点式压弯等初步成型方法将 整体壁板的端头压弯，压弯程度略高于整体壁板端头的目标形状，基本与相应于端头的定 位卡板的型面一致。将预先成型的整体壁板固定在应力释放夹具上，也就是卡板的型面上，并用压紧 器压紧。应力释放夹具的型面是在目标外形基础上进行了回弹补偿的。应力释放夹具的型 面回弹补偿是指对应力释放夹具的型面设计应超过零件(即整体壁板)的理论外型，保证 零件预先成型形状基本符合应力释放夹具回弹补偿后型面要求。应力释放夹具型面的回 弹补偿量可通过多次实体零件成型试验给予确定，也可通过分析软件进行成型分析给予确 定。将夹持零件的应力释放夹具放进热处理炉中进行蠕变时效成型；在将夹持零件的 夹具放入炉子之前，炉子稳定在154. 4士5. 6°C (310士 10° F)；将热电偶连接到每个零件的 最厚和最薄部位上，以确定每个零件的保温时间，并记录时间/温度信息；将夹持零件的夹 具尽可能快地放入炉子中，当零件最薄部位的温度达到148. 9°C (300° F)后，将夹持零件 的夹具在154. 4士5. 6°C (310士 10° F)温度下至少保温1小时，但最多为1. 5小时；当炉子 中处理的炉料超过一个零件时，在任一热电偶温度达到148. 9°C (300° F)起算保温时间。在达到所需要的蠕变时效时间后，从炉中取出夹持零件的应力释放夹具，从炉中 取出夹持零件的应力释放夹具的时间控制在5分钟以内，然后在室温下进行冷却，冷却到 夹持零件的应力释放夹具的温度达到室温后将零件和夹具分离。通过进行蠕变时效处理，使平板壁板毛坯成型为变截面壁板。这主要是利用合金 材料在高温中发生应力释放的效应，使工件产生一定初始变形，通过夹持到夹具上外加载 荷保持工件的变形，并在恒温中静置一段时间，材料的应力水平随时间延长而降低，从而使 部分弹性应变转化为塑性应变。由于在蠕变成型之前对零件已进行了回弹补偿，因此，成形后零件外形与目标形 状吻合。最后，通过检验夹具对蠕变时效成型后的零件外形进行检验。成形后的零件在检 验夹具上检验时可施加5 10磅(22 44N)的外力。将成型后的零件放在检验夹具上进 行检验时，如果成型后的零件外形与检验夹具型面基本贴合，说明零件达到所需要求。本发明的检验夹具包括框架和框架之间设置的支撑组件，在支撑组件上设置若干 卡板，卡板通过角铁固定在各个支撑组件和框架上，各个卡板表面形成的型面与整体壁板的理论外形相符合。优选地，检验夹具上同时可以进行上壁板和下壁板的外形检验。通过本发明的蠕变时效成型方法成形整体壁板，生产成本低，操作方便，可大大缩 短生产周期，并能保证零件质量，生产的零件都能满足大规格机翼整体壁板的技术要求。
图1是本发明的一个优选实施方式中平板壁板毛坯的结构示意图。图2是图1中平板壁板毛坯的立体图。图3A、3B是根据本发明的一种成型夹具的前后视图。图4A 4H是根据本发明的一个优选实施方式，成型夹具的骨架结构整体和局部 视图。图5A 5B是根据本发明的一个优选实施方式，骨架结构中直撑组件的整体和局 部视图。图6A 6C是根据本发明的一个优选实施方式，骨架结构中斜撑组件的整体和局 部视图。图7A 7C是根据本发明的一个优选实施方式，托板组件的整体结构和局部视图。图8A 8G是根据本发明的一个优选实施方式，定位卡板组件的各种视图。图9A 9B是根据本发明的一个优选实施方式，定位卡板直角挡块和斜角挡块的 结构示意图。图IOA IOC是根据本发明的一个优选实施方式，夹持壁板状态的局部视图。图IlA IlG是根据本发明的一个优选实施方式，压紧器的整体结构和局部视图。图12A 12B是根据本发明的一个优选实施方式，托板组件与骨架的连接件结构 示意图。图13A 13D是根据本发明的一个优选实施方式，检验夹具的整体和局部视图。图14是根据本发明的一个优选实施方式，检验整体壁板外形的局部视图。
具体实施例方式以下通过具体实施方式
较为详细地介绍本发明。图1和图2所示是根据本发明一个具体实施方式
，一种民用支线飞机上用的待成 型的整体壁板毛坯的示意图。该毛坯是经过机械加工得到的平板壁板，它由蒙皮、长桁、梳 状接头、口盖、横向加强肋等构成。由该平板壁板毛坯，通过采用本发明的应力释放夹具夹 持并进行蠕变时效成型得到达到外形要求的成形整体壁板。在被夹持到应力释放夹具之前，首先对该整体壁板毛坯，即平板壁板进行预成形。 如图1所示，将整体壁板100的端头1001通过三点压弯方式，使其弯成弧形，该弧形的弯曲 度略超过整体壁板端头目标外形的弧形弯曲度。然后将预成形的整体壁板夹持到应力释放夹具上，再按照本发明的方法进行蠕变 时效成形加工。将图1所示的整体壁板毛坯按照本发明的方法进行蠕变时效成形后具有与目标 整体壁板理论外形基本吻合的外形。
本发明所采用的应力释放夹具是在热处理炉内进行应力消除工序时用以保持零 件或组件的一定形状或尺寸的工具。本发明的应力释放夹具可以是用于夹持下壁板，也可以用于夹持上壁板。本发明 的应力释放(蠕变时效成型)夹具主要包括前后对称的两个夹具，可以同时加工一对机翼 上对称的两个整体壁板，如两个对称的下壁板或两个对称的上壁板。根据本发明的一个典型实施方式，以下壁板成型为例进行说明，如图3A和3B所 示，应力释放(蠕变时效成型)夹具主要包括前后对称的两个夹具，可以同时加工一对机翼 上对称的两个下壁板。根据该实施方式，应力释放夹具主要由骨架200、若干托板组件205、若干定位卡 板组件204以及若干组压紧组件170构成。在本说明书中，205泛指所有托板组件，204泛指所有定位卡板组件，202泛指所有
直撑组件。其中共有7个托板组件，即第一托板组件2051、第二托板组件2052、第三托板组件 2053、第四托板组件2054、第五托板组件2055、第六托板组件2056、第七托板组件2057 ；并 有与7个托板组件对应的7个定位卡板组件，即第一定位卡板组件2041、第二定位卡板组件 2042、第三定位卡板组件2043、第四定位卡板组件2044、第五定位卡板组件2045、第六定位 卡板组件2046、第七定位卡板组件2047。同样也有与这些托板组件和定位卡板组件相对应 的7组压紧组件170。图4A是根据本发明的一个具体实施方式
，应力释放夹具的一种骨架结构前视图。 由于该应力释放夹具前后对称，因此省略后视图。图4B是该骨架结构的俯视图。该骨架是前后对称，前后各构成一个夹具。如图4B所示，两个夹具之间设置中心 连接组件2060，其他连接组件2062，侧面连接组件2063，以及底座2061。这些连接组件与 骨架之间通过焊接进行牢固连接。以下以一侧夹具，如前侧夹具为例进行具体说明。从图4A中可以看出，骨架200主要由梯形框架201和支撑组件202构成。201框 架包括两个长框架(纵向)2011、2012和两个短(横向)框架2013、2014。各个框架之间通 过焊接连接在一起构成梯形框架201。支撑组件作为定位卡板的支撑，根据要成形的整体壁板外形的形状，在两个长框 架之间以一定间隔设置若干支撑组件，以使设置在这些支撑组件上的各个定位卡板表面构 成的型面与整体壁板的目标外形相匹配。在该实施方式中，在两个长框架2011和2012之间设置五个直撑组件以及一个斜 撑组件，同时还以短框架2014作为一个斜撑组件。短框架2014作为第一支撑组件的斜撑 2021，如上所述斜撑2021 (即框架2014)直接焊接在长框架2011和2012上。其他支撑组 件包括立柱或斜撑、连接耳片和连接部件，立柱或斜撑通过连接耳片以及连接部件与两个 长框架连接。优选地在长框架上与支撑组件连接的部位设置垫板211。垫板211与框架之 间通过连接件210连接。连接210包括螺栓，螺母以及垫圈等。一般，框架和支撑组件均由刚性方管构成。图4B是该实施方式中骨架结构200的俯视图。两个夹具的两个上框架2011之间 设置至少三处支撑部件，其具体设置数量根据壁板的大小可以进行调整。该实施方式中，设置中心支撑部件2060，靠近两侧分别设置两个支撑部件2062，以及侧面支撑部件2063。在 两个支撑部件2062上还可以分别设置一个吊环，用于吊装该应力释放夹具。图4C是图4A中的C向视图。图4C显示侧面支撑部件2063的结构。图4D是图4A中的F-F方向剖视图。图4D显示支撑部件2060和2062分别构成 方形对骨架进行支撑，在支撑部件2060以及2062的内侧还设置角支撑结构，以及在骨架底 部设置若干底座2061，较好是至少在中心支撑部件2060及两端支撑部件2063的底部设置 底座。图4E是图4A中的D-D方向剖视图。图4E显示支撑组件(主要是直撑组件)与 框架之间的连接关系。直撑组件2023中的立柱和直撑连接耳片2091之间是焊接的，耳片与框架2011之 间通过连接部件，如螺栓或螺钉组件进行连接。选择性地，在每个支撑组件上设置垫板203。图4E中的支撑组件上设置了垫板。 垫板上设置沉孔和销孔，垫板与支撑组件的立柱或斜撑之间通过阶梯螺栓208和销207进 行连接。图4F是阶梯螺栓208的放大图。图4G是图4A中E-E方向的剖视图。从图中可见，直撑组件2024的直撑连接耳片 2091与框架2011之间通过螺栓或螺钉组件连接，通常由四个螺栓组件或螺钉组件连接。通 常螺栓或螺钉组件包括螺母、螺栓或螺钉以及垫圈构成。图4H是图4A中G-G方向的剖视图。图4H显示中心支撑部件2060的截面结构。图5A是直撑组件的结构示意图。以直撑组件2026为例，包括立柱和直撑连接耳 片2091，两者直角连接，并通过焊接连接在一起。除此，也可以是一体成形形式。图5B是图5A中的A-A方向剖视图。该图进一步说明耳片上可以开有四个孔，用 于使直撑组件与框架之间的螺栓或螺钉连接。图6A是斜撑组件的结构示意图。斜撑组件2027包括斜撑和斜撑连接耳片2092， 两者斜角连接，并通过焊接形式连接在一起。除此，也可以是一体成形的形式。图6B是图6A中的B向视图，图6C是图6A中的A向视图。该图进一步说明耳片 上可以开有四个孔，用于使斜撑组件与框架之间的螺栓或螺钉连接。图7A是托板组件的结构示意图。托板组件205 (泛指所有托板组件)包括托板本 体和略探出与本体基本垂直的两连接端2059，连接端2059上设置连接孔2058。托板本体 上有若干组固定压紧器底座的连接孔2050。图7B是图7A中的A-A向剖视图。选择性地，孔中可以设置衬套602。图7C是衬 套602的单独剖视图。图8A 8G是根据该实施方式，分别设置在各个支撑组件上的定位卡板的结构示 意图。图8A所示的定位卡板2041设置在图3A中所示的第一支撑组件2021上。该定位 卡板2041包括本体161、型面1611和连接端，连接端上开有两个沉孔155和销孔156，用于 将定位卡板固定在支撑组件2021上。图8B所示的定位卡板2042设置在图3A中所示的第二支撑组件2022上。该定位 卡板2042包括本体162、型面1621和连接端，连接端上同样开有两个沉孔155和销孔156， 用于将定位卡板固定在支撑组件2022上。
较好是在该定位卡板的一端，即较低端设置一个挡块132。该挡块为直角挡块，如 图9A所示，挡块上开有两个沉孔和两个销孔，用于与定位卡板固定连接。在定位卡板上放 置壁板时，挡块用于挡止壁板。图8C所示的定位卡板2043设置在图3A中所示的第三支撑组件2023上。该定位 卡板2043包括本体163、型面1631和连接端，连接端上同样开有两个沉孔155和销孔156， 用于将定位卡板固定在支撑组件2023上。图8D所示的定位卡板2044设置在图3A中所示的第四支撑组件2024上。该定位 卡板2044包括本体164、型面1641和连接端，连接端上同样开有两个沉孔155和销孔156， 用于将定位卡板固定在支撑组件2024上。图8E所示的定位卡板2045设置在图3A中所示的第五支撑组件2025上。该定位 卡板2045包括本体165、型面1651和连接端，连接端上同样开有两个沉孔155和销孔156， 用于将定位卡板固定在支撑组件2025上。在该定位卡板的一端，即较低端设置一个挡块133。该挡块为直角挡块，如图9A所 示，该直角挡块上开有两个沉孔和两个销孔，用于与定位卡板固定连接。在定位卡板上放置 壁板时，挡块用于挡止壁板。图8F所示的定位卡板2046设置在图3A中所示的第六支撑组件2026上。该定位 卡板2046包括本体166、型面1661和连接端，连接端上同样开有两个沉孔155和销孔156， 用于将定位卡板固定在支撑组件2026上。在该定位卡板的一端，即较低端设置一个斜角挡块133。如图9B所示，该斜角挡块 上开有两个沉孔和两个销孔，用于与定位卡板固定连接。在定位卡板上放置壁板时，挡块用 于挡止壁板。图8G所示的定位卡板2047设置在图3A中所示的第七支撑组件2027上。该定位 卡板2047包括本体167型面1671和连接端1672，连接端上同样开有两个沉孔155和销孔 156，用于将定位卡板固定在支撑组件2027上。直角挡块或斜角挡块可以根据需要在任意定位卡板的较低端设置，不仅仅限于如 上所述的设置方式。以上型面1611、1621、1631、1641、1651、1661和1671构成了一个接近壁板目标外 形的型面，这里的接近是指包含了在目标外形基础上进行的回弹补偿量。如图3A所示，托板组件205分别在各个支撑组件202上方，与定位卡板204平行 地进行设置，托板组件的两个连接端分别固定在两个长框架2011和2012上。其中托板组件2051设置在第一支撑组件2021上，与第一定位卡板2041并排设 置；托板组件2052设置在第二支撑组件2022上，与第二定位卡板2042并排设置；托板组件 2053设置在第三支撑组件2023上，与第三定位卡板2043并排设置；托板组件2054设置在 第二支撑组件2024上，与第二定位卡板2044并排设置；托板组件2055设置在第二支撑组 件2025上，与第二定位卡板2045并排设置；托板组件2056设置在第二支撑组件2026上， 与第二定位卡板2046并排设置；托板组件2057设置在第二支撑组件2027上，与第二定位 卡板2047并排设置。在第一至第五支撑组件上的托板组件2051 2055上分别设置三个压紧器，在第 六和第七支撑组件上的托板组件2056、2057上分别设置两个压紧器。
根据一个具体方式，如图IlA所示，压紧器170包括底座1703，带手柄的螺杆 1704，光面压块1702和双面压块1701。其中，双面压块较好是如图IlB和IlC所示。光面压块较好是如图IlD和IlE所示。底座较好是如图IlF和IlG所示。其中由图IlF和IlG可见，底座包括一个底板 1703-1，带罗纹的套筒1703-2以及加强圆钢1703-4以及连接孔1703-4。其中带罗纹的套 筒1703-2是通过圆钢1703-4焊接到底板1703-1上。带手柄的螺杆1704，其不与手柄连接的一端穿过套筒1703-2，与光面压块1702焊 接在一起，光面压块1702与双面压块1701焊接在一起。而底板1703-1与托板组件上的连 接孔2050连接，从而将压紧器固定在托板组件上。在每个定位卡板上方大致均勻地设置两个或三个压紧器，压紧器之间的间距的设 置与壁板的长桁的分布相适应。如图7A所示的托板组件205，如图3A及IOA所示，通过叉环131结构连接到框 架上。叉环131如图12A和12B所示，包括螺杆部分1313和头部，该头部具有一个U型槽 1311以及槽壁上开有对称的孔1312。托板组件的连接端可置于该U形槽中，托板组件上的 孔2058和叉环131上的孔1312相对应，并通过螺栓组件进行连接，而叉环131的螺杆1313 与框架2011和2012上的连接孔连接，从而将托板组件205基本垂直地固定在框架上，并与 卡板组件并排，从而使托板与定位卡板并排但托板略高于卡板设置，该高度与压紧器的长 度以及其压紧范围相对应，使其与卡板之间可以压紧以及也可以离开，并在放开时离开卡 板一定距离。待成型的壁板置于卡板和压紧器之间，通过带手柄螺杆的旋进使双面压块压 紧到壁板长桁之间的相应位置，从而使壁板在定位卡板型面上压紧。当需要从应力释放夹 具上取下壁板时，只要向相反方向旋转带手柄螺栓即可使双面压块松开并离开壁板及定位 卡板型面一段距离，以便取下壁板。如图IOA所示，压紧器170通过底座1703上的螺栓组件(螺栓119、螺母120)固 定到托板上，带手柄螺钉1704穿过底座1703的带罗纹套筒1703-2并与其罗纹连接，使带 手柄螺钉1704可以相对于底座上下移动。螺钉的一端是手柄，另一端连接光面压块1702和 双面压块1701。当定位卡板上放置壁板并由压紧器压紧时，双面压块1701压紧壁板表面。图IOA是定位卡板上夹持壁板的情形。图IOA是图3A中的A-A方向剖视图。图 1OB是图3A中的C-C方向剖视图。从图IOA和IOB中可见待成型壁板100的置于定位卡板2042上(该定位卡板固 定于直撑2022上，而且直撑2022和定位卡板2042之间上设置了垫板2032)，在该定位卡板 的较低端置有直角挡块132，挡块132固定在卡板上，托板组件上固定了三个压紧器170，按 照上面所述的方式固定在托板组件上，托板组件也如上述的方式固定在框架上。如图IOB所示，较好是在第一定位卡板2041上的壁板端头1001外侧设置一个直 角挡块134，该挡块如图IOC所示，该挡块通过连接孔1341与定位卡板的外侧固定在一起， 以准确定位端头在定位卡板上的位置。每个定位卡板根据其所设置的位置不同，具有不同的弧形表面，这些卡板构成的 型面与壁板的目标形状的基础上进行回弹补偿后的型面相对应。蠕变时效成型是利用金属的蠕变特性，将成形与时效热处理同步进行的一种成形方法，零件和所需工装一起放入高温时效炉中进行时效，使弹性变形逐渐转化为塑性变形， 达到成型的目的。壁板的蠕变时效成型过程详细描述如下在室温下将零件(即平板壁板，如图1所示)预先成型到并固定在应力释放夹具 上，应力释放夹具的型面是进行了回弹补偿的，保证零件预先成型形状基本符合应力释放 夹具回弹补偿后型面要求，应力释放夹具回弹补偿型面可通过多次实体零件成型试验给予 确定，也可通过分析软件进行成型分析给予确定。将零件和应力释放夹具放进热处理炉中进行蠕变时效成型，在放入零件和夹 具前，炉子应稳定在154.4 士 5.6°C (310 士 10° F)，应将热电偶连接到每个零件的最 厚和最薄部位上，以确定每个零件的保温时间，并将时间/温度信息记录，将零件尽可 能快的放入炉子中，当零件最薄部位达到148.9°C (300° F)温度后，将装夹的零件在 154. 4+5. 60C (310士 10° F)温度下至少保温1小时，但最多为1. 5小时，当给定的炉料超过 一个零件时，应在任一热电偶温度达到148. 9°C (300° F)起算保温时间。在达到所需要的蠕变时效时间后，从炉中取出零件和应力释放夹具，从炉中取出 零件和应力释放夹具的时间应在5分钟内，并在室温下进行冷却，冷却到室温后才能将零 件和夹具分离。把零件放在检验夹具上对零件外形进行检验，在检验夹具上检验时可施加5 10 磅(22 44N)的外力，如果检验夹具型面基本贴合，说明零件达到所需要求。检验夹具是用来检验零部件和装配件的配合点和外形的基本工作工装。如图13A 13D是检验夹具的示意图，其中，图13A是检验夹具的俯视图；图13B 是图13A检验夹具的前侧视图；图13C是图13A检验夹具的右侧视图；图13D是图13A中的 A-A局部视图。由图13A可见，该检验夹具包括骨架11，定位卡板2、3、5、6、7、8、9、10和支 撑板21、22和23。骨架11由两个长框架和若干短框架构成，框架之间通过焊接固定。卡板 和支撑板通过角铁18和连接组件固定在框架上，这些定位卡板上表面形成预定的型面，该 预定的型面与目标壁板的理论外形相吻合。如图13C所示，角铁18和骨架11之间还可以设置垫板31。如图13D所示，一般，连接组件包括螺栓14、螺母15、平垫16和弹簧垫片17，还包 括圆角销13。将经过蠕变时效成型的壁板置于检验夹具上，施加5 10磅的力，检查壁板型面 与检验夹具的卡板表面型面的吻合程度，判断壁板的外形是否符合要求。根据本发明的检验夹具，可以单独对上壁板或下壁板进行检验，还可以同时对上 壁板和下壁板进行检验。图14是零件成型后的允许公差。壁板成型后内端部分可以偏离精确理论外形，如图5所示。另外，壁板外形离正常 理论外形的变化率，每25. 4mm不大于0. 13mm,但累计不应超过上述值。本发明的蠕变时效成型方法制造变截面壁板，生产成本低，操作方便，可大大缩短 生产周期，并能保证零件质量，生产的零件都能满足大规格机加整体壁板的技术要求。以上通过具体实施方式
对本发明进行了较为详细的说明，但不仅仅限于此，在不 脱离本发明构思的前提下，还可以有更多其他变化的或改进的实施方式，而这些变化和改进都属于本发明的范围。
权利要求
一种整体壁板蠕变时效成形方法，包括将整体壁板毛坯预先成型为初始形状(零件)，并固定在应力释放夹具上；将预先成型为初始形状的整体壁板毛坯零件和应力释放夹具放进温度稳定在148.8～160℃的热处理炉中，并将热电偶连接到每个零件的最厚和最薄部位上，以确定每个零件的保温时间；当零件最薄部位达到148.9℃温度后，再在148.8～160℃温度下保温1～1.5小时；从炉中取出零件和应力释放夹具；在室温下进行冷却，冷却到室温后将零件和夹具分离。
2.如权利要求1所述的壁板蠕变时效成形方法，其特征在于，将整体壁板毛坯预先成 型为初始形状是指将整体壁板毛坯的端头进行三点式压弯，使其基本符合定位卡板的型面 要求。
3.如权利要求1或2所述的壁板蠕变时效成形方法，其特征在于，当给定的炉料超过一 个零件时，在任一热电偶温度达到148. 9°C后，将装夹的零件在148. 8 160°C温度下保温 1 1. 5小时。
4.如权利要求1 3任一所述的壁板蠕变时效成形方法，其特征在于，将零件和应力释 放夹具放入炉中以及从炉中取出零件和应力释放夹具的时间限定在5分钟以内。
5.一种应力释放夹具，用于权利要求1 5所述的整体壁板蠕变时效成形，该夹具包括前后对称的两个夹持工具，每个夹持工具能够夹持一个整体壁板； 每个夹持工具包括骨架、定位卡板、拖板以及压紧器； 两个夹持工具的骨架之间通过支撑结构牢固连接；骨架主要由两个长框架和两个短框架构成梯形结构，若干垂直或倾斜于长框架的支撑 组件设置在两个长框架之间并通过连接组件连接到两个长框架上；每个支撑组件上分别设置定位卡板和托板；型面，该型面对应于在整体壁板目标形状 基础上进行回弹补偿后的形状；托板紧邻定位卡板设置，托板两端固定在两个长框架上，托板长度方向基本平行于支 撑组件及该组件上设置的定位卡板长度方向，托板板面基本垂直于定位卡板表面； 在托板板面向着卡板的一侧设置一组压紧器，该压紧器用于向定位卡板表面压紧。
6.如权利要求5所述的应力释放夹具，其特征在于，支撑结构与骨架之间通过焊接连 接为一体，长框架和短框架之间通过焊接连接为一体。
7.如权利要求5或6所述的应力释放夹具，其特征在于，压紧器包括底座、带手柄螺栓、 压块，底座固定在托板上，螺栓穿过底座并与底座罗纹连接，螺栓的靠近卡板一端与压块连 接，螺栓的远离卡板一端与手柄连接，通过带手柄螺栓相对于底座并向定位卡板方向的移 动，能够将压块压在定位卡板上。
8.如权利要求5 7任一所述的应力释放夹具，其特征在于，所述压块包括光面压块和 双面压块，两者焊接在一起，其中，光面压块与螺栓连接，双面压块用于压紧定位卡板。
9.如权利要求5 8任一所述的应力释放夹具，其特征在于，在卡板与支撑组件或短框 架之间，支撑组件与框架的连接部位，以及托板与框架的连接部位设置垫板。
10.如权利要求9所述的应力释放夹具，其特征在于，垫板与框架、支撑组件之间通过螺栓组件或柱状销连接。
11.如权利要求10所述的应力释放夹具，其特征在于，螺栓组件包括垫圈、螺栓和螺母。
12.如权利要求5 11任一所述的应力释放夹具，其特征在于，定位卡板本体和两个连接端，本体上表面形成型面，连接端用于将定位卡板固定在支撑组件上。
13.如权利要求5 12任一所述的应力释放夹具，其特征在于，定位卡板的下端设置挡 块，挡块固定在定位卡板的连接端上。
14.如权利要求5 13任一所述的应力释放夹具，其特征在于，托板通过带螺杆的叉环 固定在长框架上。
15.一种检验夹具，用于检验权利要求1 5所述的方法成形的整体壁板的外形，该检 验夹具包括由两个长框架和两个短框架构成的四边形框架；支撑组件，设置于两个长框 架之间并与长框架固定；卡板，通过角铁固定在支撑组件上；卡板表面形成的型面与目标 壁板外形一致。
16.如权利要求15所述的检验夹具，其特征在于，还包括在靠近端部的支撑组件之间 的长框架上设置支撑板，支撑板通过角铁固定在长框架上，支撑板表面与卡板共同形成型
17. —种检验方法，利用权利要求15或16所述的检验夹具检验成形的整体壁板外形 时，在被检验的壁板上施加5 10磅的外力。
全文摘要
一种整体壁板蠕变时效成形方法，包括将整体壁板零件预先成型到初始形状，并固定在应力释放夹具上，应力释放夹具的型面是进行了回弹补偿的，初始形状基本符合应力释放夹具的型面要求；热处理炉温度稳定在148.8～160℃后，将夹持整体壁板的应力释放夹具放进热处理炉中，将热电偶连接到每个零件的最厚和最薄部位上，以确定每个零件的保温时间；当零件最薄部位达到148.9℃温度后，再在148.8～160℃温度下保温1～1.5小时；从炉中取出零件和应力释放夹具；在室温下进行冷却，冷却到室温后将零件和夹具分离。蠕变时效成形后的零件再用检验夹具进行检验。
文档编号C21D9/00GK101988146SQ200910055798
公开日2011年3月23日 申请日期2009年7月31日 优先权日2009年7月31日
发明者乐煜, 朱明华 申请人:中国商用飞机有限责任公司;上海飞机制造有限公司