CN102248383B - 薄壁整体封闭型腔内连接结构的加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种薄壁整体封闭型腔内连接结构的加工工艺，包括以下步骤：1）接头加工；2）前期准备；3）超塑成形；4）扩散连接；5）去除余量。该工艺不仅减少了切割工序，避免了切割过程中的污染，而且去除了修配工序，大大降低了劳动强度，在整体构建质量提高的同时，工作效率也大大提高。

Description

薄壁整体封闭型腔内连接结构的加工工艺

技术领域

本发明涉及一种薄壁整体封闭型腔内连接结构的加工工艺，该工艺适用于薄壁整体结构件与机加件的连接结构。

背景技术

航空航天产品中，大量采用轻质、高强度材料的薄壁整体化结构，满足较高的强度、刚度要求的同时，也有较轻的质量，超塑成形/扩散连接结构就是典型代表。此种结构部件与其他零部件尤其是机加零部件连接时，传统的工艺方法是采用超塑成形/扩散连接工艺成形封闭型腔零件，然后将零件切割，使型腔暴露，将机加结构放入型腔内，采用焊接、螺栓等方式连接在一起。该工艺方法存在以下缺点：1.工艺过程复杂，封闭型腔结构切割困难，需切割工装或夹持工装，切口质量差，切口修整工作量大；2.切割时型腔内部易受切削液、切削等污染，需后续清洗；3.空腔结构与街头修配困难，修配工作量大，配合质量不好；4.每件产品的重心相差较大，难以保证设计要求。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种薄壁整体封闭型腔内连接结构的加工工艺，该工艺不仅减少了切割工序，避免了切割过程中的污染，而且去除了修配工序，大大降低了劳动强度，在整体构建质量提高的同时，工作效率也大大提高。

为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种薄壁整体封闭型腔内连接结构的加工工艺，包括以下步骤：

1）接头加工：根据接头结构和工艺特点，将接头分为两块；

2）前期准备：

2.1) 板材下料：共需要四张板材，并按图纸尺寸下料，单边放量50±0.25mm做为工作余量；

2.2)定位划线：为保证几层样板料间定位准确，在板料上预留定位耳片，按照样板在板料上划线标明非扩散区域；

2.3)铣通气槽：在板料上的气路位置，铣切气孔槽，宽度为3～4mm，深度为板料厚度的40%～50%，铣切后打磨去毛刺；

2.4)酸洗：加工板料放在酸洗槽中，表面酸洗除油，以保证板料表面洁净，无杂质及氧化皮；

2.5)涂隔离剂：在板料上划出的非扩散区域涂覆隔离剂，并在气孔槽与气路通道处涂覆隔离剂；

2.6)通气管路制备：设计通气管路的长度，以零件能放置在平台中央为宜；

2.7)采用氩弧焊接方式进行焊接板料周围及管路，焊接完成后检查管路及腔体的气密性；

3)超塑成形：

3.1)装模：清理模具表面，并在毛坯的外表面和模具表面涂隔离剂，便于起模，将模具摆放与超塑成形设备的炉腔中央位置，模具上下垫保温石棉毡，将外层板料放入模具内，定位准确；

3.2)升温：升温至成形所需温度，在升温的过程中，充保护气体氩气进行保护；

3.3)成形：

3.3.1）在外层板料件通入惰性气体，使外层板料与模具贴合；

3.3.2）降温起模：500℃以下将零件取出；

4）扩散连接：

4.1）将加工好的两接头与内层板料，外层板料相互定位，定位顺序由上到下依次为：外层板上层、接头、内层板两块、接头和外层板下层，利用电阻点焊将板料与接头焊接定位；

4.2）各层板料与接头进行扩散连接，最终每层板料、接头间均发生扩散效应，相互紧密连接形成整体，得到内部带有加强筋的整体封闭型腔结构；

5）去除余量：采用机加、激光切割等方式去除工艺余量，得到最终的零件结构。

该薄壁整体封闭型腔内连接结构的加工工艺采用上述方法，可以直接将加工接头通过超塑成形的方法直接放置其内，节约了因放置接头而产生的大量工序，从而在保证质量的前提下，提高了生产效率。

附图说明

图1为实施例中的零件结构示意图。

图2为薄壁整体封闭型腔内在超塑成形前在模具内的结构示意图。

图3为外层超塑成形的结构示意图。

图4为内层超塑成形的结构示意图。

其中，1、机加接头；2、薄壁空腔结构；3、模具；4、外层板上层；5、内层板上层；6、内层板上层；7、内层板下层。

具体实施方式

如图1所示，某导弹方向舵与弹体连接结构，舵为封闭型腔整体超塑成形连接结构，并通过机加接头与弹体骨架连接。包括以下步骤：

1）接头加工：根据接头结构和工艺特点，将接头分为两块；

2）前期准备：

2.1) 板材下料：如图2所示，共需要四张板材，并按图纸尺寸下料，单边放量50±0.25mm做为工作余量；

2.2)定位划线：为保证几层样板料间定位准确，在板料上预留定位耳片，按照样板在板料上划线标明非扩散区域；

2.3)铣通气槽：在板料上的气路位置，铣切气孔槽，宽度为3～4mm，深度为板料厚度的40%～50%，铣切后打磨去毛刺；

2.4)酸洗：加工板料放在酸洗槽中，表面酸洗除油，以保证板料表面洁净，无杂质及氧化皮；

2.5)涂隔离剂：在板料上划出的非扩散区域涂覆隔离剂，并在气孔槽与气路通道处涂覆隔离剂；

2.6)通气管路制备：设计通气管路的长度，以零件能放置在平台中央为宜；

2.7)采用氩弧焊接方式进行焊接板料周围及管路，焊接完成后检查管路及腔体的气密性；

3)超塑成形：

3.1)装模：清理模具表面，并在毛坯的外表面和模具表面涂隔离剂，便于起模，将模具摆放与超塑成形设备的炉腔中央位置，模具上下垫保温石棉毡，将外层板料放入模具内，定位准确；

3.2)升温：升温至成形所需温度，在升温的过程中，充保护气体氩气进行保护；

3.3)成形：

3.3.1）在外层板料件通入惰性气体，使外层板料与模具贴合；

3.3.2）降温起模：500℃以下将零件取出；

4）扩散连接：

4.1）如图3所示，将加工好的两接头与内层板料，外层板料相互定位，定位顺序由上到下依次为：外层板上层、接头、内层板两块、接头和外层板下层，利用电阻点焊将板料与接头焊接定位；

4.2）各层板料与接头进行扩散连接，最终每层板料、接头间均发生扩散效应，相互紧密连接形成整体，得到内部带有加强筋的整体封闭型腔结构，如图4所示；

5）去除余量：采用机加、激光切割等方式去除工艺余量，得到最终的零件结构。

Claims (1)

1.一种薄壁整体封闭型腔内连接结构的加工工艺，其特征在于包括以下步骤：

1）接头加工：根据接头结构和工艺特点，将接头分为两块；

2）前期准备：

2.1) 板材下料：共需要四张板材，并按图纸尺寸下料，单边放量50±0.25mm做为工作余量；

2.2)定位划线：为保证几层样板料间定位准确，在板料上预留定位耳片，按照样板在板料上划线标明非扩散区域；

2.3)铣通气槽：在板料上的气路位置，铣切气孔槽，宽度为3～4mm，深度为板料厚度的40%～50%，铣切后打磨去毛刺；

2.4)酸洗：加工板料放在酸洗槽中，表面酸洗除油，以保证板料表面洁净，无杂质及氧化皮；

2.5)涂隔离剂：在板料上划出的非扩散区域涂覆隔离剂，并在气孔槽与气路通道处涂覆隔离剂；

2.6)通气管路制备：设计通气管路的长度，以零件能放置在平台中央为宜；

2.7)采用氩弧焊接方式进行焊接板料周围及管路，焊接完成后检查管路及腔体的气密性；

3)超塑成形：

3.1)装模：清理模具表面，并在毛坯的外表面和模具表面涂隔离剂，便于起模，将模具摆放与超塑成形设备的炉腔中央位置，模具上下垫保温石棉毡，将外层板料放入模具内，定位准确；

3.2)升温：升温至成形所需温度，在升温的过程中，充保护气体氩气进行保护；

3.3)成形：

3.3.1）在外层板料件通入惰性气体，使外层板料与模具贴合；

3.3.2）降温起模：500℃以下将零件取出；

4）扩散连接：

4.1）将加工好的两接头与内层板料，外层板料相互定位，定位顺序由上到下依次为：外层板上层、接头、内层板两块、接头和外层板下层，利用电阻点焊将板料与接头焊接定位；

4.2）各层板料与接头进行扩散连接，最终每层板料、接头间均发生扩散效应，相互紧密连接形成整体，得到内部带有加强筋的整体封闭型腔结构；

5）去除余量：采用机加工、激光切割方式去除工艺余量，得到最终的零件结构。

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