一种超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板弯曲成形方法技术

本发明专利技术提供了一种超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板弯曲成形方法，包括以下步骤：机械铣削；渐进成形；局部位置校形；余量去除。本发明专利技术有益效果：根据超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板尺寸特征及产品精度要求，通过优化成形匹配路径，建立合理的成形工序，研制工艺适用性模具，针对不同区域不同位置进行灵活性调节，形成一种超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板弯曲成形方法，减少局部区域变形量，固化工艺参数窗口，保证成形精度及表面质量，提升生产效率。产效率。产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板弯曲成形方法


[0001]本专利技术属于壁板弯曲成形
，尤其是涉及一种超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板弯曲成形方法。

技术介绍

[0002]传统运载型号火箭壳段结构中需要大量蒙皮与桁条进行装配，传递力主要依靠于航向桁条，受力情况较差，整体化、一致性低，同时蒙皮与桁条零件的成形工序多、装配周期长，难以满足型号实际使用工况和周期需求。新一代载人运载火箭中首次采用超高筋薄蒙皮多变网格结构壁板取代传统蒙皮与桁条零件组合产品，零件尺寸如下图1。该壁板选用材料为7050铝合金，T7451状态，由6块组成壳段，航向高度为4165mm，内弯曲半径为R2496mm，产品型面精度要求控制在1.5mm以内。该型号壁板具有筋高且窄、蒙皮薄尺寸大、网格疏松跨度大及成形内部应力大的特点，为配合装配、承载，零件初步设计为矩形网格，其成形精度直接影响后续装配精度。
[0003]由图1可看出(其中，(a)零件外展开视图，(b)为(a)A
‑
A截面剖局部视图，(c)为弯曲视图)，产品为大厚度75mm产品，且筋条高度75mm与蒙皮区厚度4mm相间，筋高差为71mm，具有高差厚比结构特点，比值达18.75，筋条宽度较窄约5～8mm，薄厚相交处根部圆角较小为R3，产品要求成形曲率为R2496mm，而现役运载火箭型号中网格壁板总厚度≤20mm，筋高差≤17mm，通常差厚比在7以内，相较而言，超高筋薄蒙皮多变网格结构数铣壁板成形难度巨大，成形过程中极易因高筋薄蒙皮失稳及根部圆角过小导致应力集中，出现环筋屈曲和缩颈，导致产品的最终开裂现象。
[0004]现有技术的缺点：
[0005]针对超高筋壁板国内外通常采用滚弯成形、压弯成形、喷丸成形、蠕变成形及弯板铣等工艺方式：
[0006](1)滚弯成形：该工艺主要采用三轴和四轴方式进行线性滚弯成形工艺，由于筋高差太大，且筋条宽度较窄，零件成形过程中产品薄筋受力处容易发生镦粗、缩颈等损坏现象，并且由于根部圆角较小，随着下压量的增加，根部位置处易发生开裂情况；
[0007](2)压弯成形：由专用折弯机驱动压头在整体壁板表面上按一定的轨迹分段进行局部三点弯曲变形，最后使整个壁板表面成形为所需的外形，其基本原理就是靠逐次的变形累积产生整体的变形，针对于高筋外置网格壁板，其弯曲受拉面为外网格，成形过程中极易出现筋条失稳、咯伤等明显缺陷，制约产品精度和表面质量；
[0008](3)喷丸成形：利用高速的球形弹丸喷射表面层，使之产生塑性变形，表面会留有凹坑，适用于小曲率外形平缓、薄壁壳体零件的成形，对于筋高达75mm的壁板，弯曲半径达2496mm的大尺寸构件难以适用；
[0009](4)蠕变时效成形是利用金属的蠕变特性，将成形与时效同步进行的一种成形方法，成形过程中需要对整体壁板进行密封抽真空加压，产品变形量大，根部圆角应力集中趋势明显极易产生裂纹，同时生产效率低，滞后型号周期；
[0010](5)弯板铣：采用等厚板弯曲成形，再进行网格机加，对大厚板弯曲精度有着较高的要求，高筋与薄蒙皮差异大，铝屑排除难，实施周期长，成本高。

技术实现思路

[0011]有鉴于此，本专利技术旨在提出一种超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板弯曲成形方法，以解决上述现有技术的不足。
[0012]为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0013]一种超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板弯曲成形方法，包括以下步骤：
[0014]S1、优化超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板，并机械铣削超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板；
[0015]S2、通过多道次渐进成形方法使超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板渐进成形；
[0016]S3、对超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板局部位置校形；
[0017]S4、对超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板进行余量去除。
[0018]进一步的，在步骤S1中的超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板的优化，包括以下步骤：
[0019]S11、在超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板的端头处封闭缺口，形成均布对称性网格；
[0020]S12、沿超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板弧度方向的端头区域受力大小与成形间距配合关系，增加单侧不小于200mm的余量区进行工艺优化；
[0021]S13、超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板两侧工艺余量区采用与产品边缘网格等间距、等筋宽、等筋厚、等蒙皮厚一致边界条件。
[0022]进一步的，在步骤S2中的所述超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板渐进成形包括以下步骤：
[0023]S21、将超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板安装至工艺适应性模具；
[0024]S22、对超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板进行划线处理；
[0025]S23、对超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板进行成形处理。
[0026]进一步的，步骤S21中的所述工艺适应性模具包括上模组和下模组，所述上模组顶部连接至压力机，所述上模组位于下模组上方，且所述上模组和下模组之间用于放置超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板；
[0027]所述上模组包括上模头、上模支撑板和上模螺栓，所述上模支撑板底部通过上模螺栓连接至上模头，所述上模支撑板顶部连接至压力机，所述上模头底部与超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板内表面相接触；
[0028]所述下模组包括起吊螺栓、下模头、底板、连接螺栓和刻度尺，所述下模头顶部与超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板外表面相接触，所述下模头底部通过连接螺栓连接至底板，所述底板两侧分别设有若干起吊螺栓，所述底板一端还设有刻度尺。
[0029]进一步的，所述底板表面开设有T型槽，所述底板通过T型槽与下模头连接。
[0030]进一步的，所述下模头顶部为圆角结构，圆角的尺寸大于R40mm，所述下模头的材质为6061或铝合金。
[0031]进一步的，所述工艺适应性模具还包括工艺防护垫板，所述工艺防护垫板安装至
下模头与超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板外表面的连接处。
[0032]进一步的，步骤S22中的超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板进行划线处理，包括以下步骤：
[0033]S221、根据超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板的实测长度，计算超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板内表面中心；
[0034]S222、以超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板内表面中心为基准，沿环向两侧等间距划折弯线，在航向上下端头分别标记序号，且标记序号位置与与闸压线与航向平行，环向垂直。
[0035]进一步的，步骤S23中的超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板进行成形处理，包括以下步骤：
[0036]S231、将工艺适应性模具与大吨位液压机上模块和工作台通过压板固定连接；
[0037]S232、对超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板进行成形区域划分，分别为中间大网格区A和两侧边网格区B；
[0038]S233、将上模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板弯曲成形方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、优化超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板，并机械铣削超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板；S2、通过多道次渐进成形方法使超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板渐进成形；S3、对超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板局部位置校形；S4、对超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板进行余量去除。2.根据权利要求1所述的一种超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板弯曲成形方法，其特征在于：在步骤S1中的超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板的优化，包括以下步骤：S11、在超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板的端头处封闭缺口，形成均布对称性网格；S12、沿超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板弧度方向的端头区域受力大小与成形间距配合关系，增加单侧不小于200mm的余量区进行工艺优化；S13、超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板两侧工艺余量区采用与产品(1)边缘网格等间距、等筋宽、等筋厚、等蒙皮厚一致边界条件。3.根据权利要求1所述的一种超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板弯曲成形方法，其特征在于：在步骤S2中的所述超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板渐进成形包括以下步骤：S21、将超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板安装至工艺适应性模具；S22、对超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板进行划线处理；S23、对超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板进行成形处理。4.根据权利要求3所述的一种超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板弯曲成形方法，其特征在于：步骤S21中的所述工艺适应性模具包括上模组和下模组，所述上模组顶部连接至压力机，所述上模组位于下模组上方，且所述上模组和下模组之间用于放置超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板；所述上模组包括上模头(2)、上模支撑板(3)和上模螺栓(4)，所述上模支撑板(3)底部通过上模螺栓(4)连接至上模头(2)，所述上模支撑板(3)顶部连接至压力机，所述上模头(2)底部与超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板内表面相接触；所述下模组包括起吊螺栓(5)、下模头(6)、底板(7)、连接螺栓(8)和刻度尺(9)，所述下模头(6)顶部与超高筋薄蒙皮多变外置网格结构壁板外表面相接触，所述下模头(6)底部通过连接螺栓(8)连接至底板(7)，所述底板(7)两侧分别设有若干起吊螺栓(5)，所述底板(7)一端还设有刻度尺(9)；所述底板(7)表面开设有T型槽，所述底板(7)通过T型槽与下模头(6)连接；所述下模头(6)顶部为圆角结构，圆角的尺寸大于R40mm，所述下模头(6)的材质为6061或铝合金。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡德友，王贺，李继光，关正坤，刘雪峰，尚洪帅，陈乐乐，赵彦广，宋健，王振，杨菊鹏，刘志远，张世谦，贾琼，郝佳俊，白志刚，
申请(专利权)人：天津航天长征火箭制造有限公司，
类型：发明
国别省市：