飞机下缘条零件热处理变形控制方法和控制夹具的制作方法
【专利摘要】一种飞机下缘条零件热处理变形控制方法及控制夹具，已知零件的理论外形，控制夹具含有夹具本体、定位块、筋定位板和压板、顶板，定位块具有与零件翼板外形相吻合的上表面，筋定位板具有和立筋外形吻合的侧壁，压板具有与翼板曲率相吻合的压脚，将变形控制夹具和零件一起进行热处理后再将零件与变形控制夹具分离即可。
【专利说明】飞机下缘条零件热处理变形控制方法和控制夹具
【技术领域】
[0001] 本发明涉及飞机零件制造中的热处理技术，具体是一种飞机下缘条零件热处理变 形控制方法。
【背景技术】
[0002] 在飞机制造中，有很多的长缘条机加件，这些零件的毛料状态大多为Ti-6A1_4V 锻件，结构单薄，大多为一个大曲面上有一个立筋，需进行三次数控加工，数控粗铣，半精 铣，精铣理论外型面和立筋面。在每次数控加工后都要进行去应力退火。随着飞机技术的不 断发展，在一些大飞机中，这些长缘条零件更长，最长的有3米，形状复杂，曲率大且壁薄， 这样立筋处更易变形。
[0003] 在钛合金下缘条机加件的机械加工生产中会产生极大的内应力，这些内应力在以 后会造成零件严重变形或者在零件装机服役中导致应力腐蚀断裂。零件产生变形，造成校 正工作量大，难度大，工时长；有时变形极大，会造成零件超差或开裂而报废，这不仅造成巨 大经济损失并且影响生产进度。因此，在机加过程中需要进行多次的去应力退火将零件存 在的内应力消除。
[0004] 去应力退火是将工件加热到适当温度，保温一定时间后逐渐缓慢冷却的工艺方 法。存在内应力的机加件在去应力退火热处理过程中内应力释放会产生变形。热处理是一 个从加热到冷却发生体积和组织变化的过程，产生热应力和组织应力不可避免，零件因此 产生的变形也是不可避免，而且零件越大，形状越复杂，其变形也就越大越严重，较大的变 形使机械加工校正非常困难，甚至造成零件报废。
[0005] 最近几年，随着飞机技术的发展，热处理变形工装应运而生。热处理变形控制工装 与一般的机床夹具工装不同，其没有强大的切削力，但是在热处理过程中，工装也会发生变 形。对于结构形状简单，体积小，精度面要求少的零件，热处理变形可以很好控制。但是对 于形状复杂不规则，体积大的长缘条零件，特别是要控制多个精度面的变形时，实在经验很 缺乏。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种针对飞机下缘条零件热处理变形控制方法和控制夹具。
[0007] -种飞机下缘条零件热处理变形控制方法，所述零件由薄壁状曲面翼板和位于翼 板中心的立筋组成，已知零件的理论外形，其特征在于包括一个变形控制夹具，该夹具含有 夹具本体、定位块、筋定位板和压板、顶板，定位块固定在夹具本体上，定位块具有与零件翼 板外形相吻合的上表面，筋定位板具有和立筋外形吻合的侧壁，压板具有与翼板曲率相吻 合的压脚，热处理前将零件的翼板置于定位块的上表面，将筋定位板的侧壁贴合在立筋上， 筋定位板的两端通过连接件固定在夹具本体上，筋定位板与立筋通过夹紧件固定，用压板 的压脚将翼板的两侧压紧在定位块上，压板通过连接件固定在夹具本体上，顶板的前端可 以抵压在筋定位板上，顶板同样通过连接件固定在夹具本体上，将变形控制夹具和零件一 起进行热处理后再将零件与变形控制夹具分离即可。
[0008] 本发明的优点在于：1)通过夹具的压板和定位块能够很好控制下缘条的薄壁状 曲面翼板的热处理变形；2)通过夹具的筋定位板能够很好控制下缘条的立筋热处理变形； 3)夹具结构合理，制造使用方便；4)夹具根据零件的理论外形精加工制造，还具有对零件 的校形动能。
[0009] 以下结合实施例附图对本申请作进一步详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1是飞机下缘条零件示意
[0011] 图2是飞机下缘条零件热处理变形控制夹具结构示意
[0012] 图3、图4是飞机下缘条零件热处理控制变形装夹状态的局部示意
[0013] 图中编号说明：1零件、2翼板、3立筋、4工艺耳片、5连接件6夹具本体、7定位块、 8压板、9筋定位板、10夹紧件、11顶板
【具体实施方式】
[0014] 参见附图，飞机下缘条零件1由薄壁状曲面翼板2和位于翼板中心的立筋3组成， 该零件长约三米，壁厚和筋厚不到四mm，并且产品共六个面，五个面都是精度面，即热处理 后必须控制变形的面，在零件的两端都留有装夹用的工艺耳片4。已知零件的理论外形。变 形控制夹具含有夹具本体6、定位块7、筋定位板9和压板8、顶板11，定位块7固定在夹具 本体1上，定位块7具有与零件翼板2下表面外形相吻合的上表面，筋定位板9具有和零件 立筋3外形吻合的侧壁，压板8具有与翼板曲率相吻合的压脚，热处理前将零件1装夹在夹 具上，零件两端的工艺耳片4通过连接件和定位销固定在夹具本体6上，翼板2的下表面置 于定位块7的上表面，将立筋3与筋定位板9的侧壁贴合，筋定位板9的两端通过连接件5 固定在夹具本体6上，筋定位板9与立筋通过夹紧件10固定，实施中最好每隔230mm设一 个夹紧件10,可以更好的控制立筋3的变形；用压板8的压脚将翼板2的两侧压紧在定位 块7上，压板8通过连接件5固定在夹具本体1上，实施中最好每隔300mm设一个压紧点， 以便更好的控制变形；顶板11的前端可以抵压在筋定位板9上，对筋定位板起辅助定位作 用，顶板11同样通过连接件5固定在夹具本体上，将变形控制夹具和零件一起进行热处理 后再将零件与变形控制夹具分离即可有效控制热处理过程中的零件变形。
【权利要求】
1. 一种飞机下缘条零件热处理变形控制方法，所述零件由薄壁状曲面翼板和位于翼板 中心的立筋组成，已知零件的理论外形，其特征在于包括一个变形控制夹具，该夹具含有夹 具本体、定位块、筋定位板和压板、顶板，定位块固定在夹具本体上，定位块具有与零件翼板 外形相吻合的上表面，筋定位板具有和立筋外形吻合的侧壁，压板具有与翼板曲率相吻合 的压脚，热处理前将零件的翼板置于定位块的上表面，将筋定位板的侧壁贴合在立筋上，筋 定位板的两端通过连接件固定在夹具本体上，筋定位板与立筋通过夹紧件固定，用压板的 压脚将翼板的两侧压紧在定位块上，压板通过连接件固定在夹具本体上，顶板的前端可以 抵压在筋定位板上，顶板同样通过连接件固定在夹具本体上，将变形控制夹具和零件一起 进行热处理后再将零件与变形控制夹具分离即可。
2. -种飞机下缘条零件热处理变形控制夹具，该夹具含有夹具本体、定位块、筋定位板 和压板，定位块固定在夹具本体上，定位块具有与零件翼板外形相吻合的上表面，筋定位板 具有和立筋外形吻合的侧壁，压板具有与翼板曲率相吻合的压脚，筋定位板的两端通过连 接件固定在夹具本体上，压板通过连接件固定在夹具本体上，顶板的前端可以抵压在筋定 位板上，顶板同样通过连接件固定在夹具本体上。
【文档编号】C21D9/00GK104109747SQ201410298624
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】史利利, 史春玲, 王浩军, 赵刚, 王世会, 郝兴勇 申请人:中航飞机股份有限公司西安飞机分公司