【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航空飞机钣金零件加工，涉及一种带加强槽结构的变厚度多弯边薄壁零件制造方法。
技术介绍
1、为适应轻量化的特点，飞机较多的框板、蒙皮类零件选择了厚度较小的铝合金薄壁结构，甚至有的零件采用了变厚度结构，目的是进一步减轻重量，同时设置了加强槽及加强小弯边提高其承载能力，满足刚度和强度要求。在加工过程中，对于厚度较小且不均匀的零件，厚度加工时误差较大，且加强槽结构在成形过程中受力不均，容易产生型面畸变，零件整体制造精度偏低。
2、该类零件加工传统工艺方法为“数控铣切+钣金成形”，即在零件展开状态下铣切边缘及厚度，然后采用钣金成形并热处理强化。由于材料厚度较小、厚度铣切区域较大，铣切过程中残余应力较大，变形严重且矫正困难，而加强槽成形过程中产生较大应变，周围材料产生流动且呈不均匀趋势，导致成形后腹板严重起皱校平困难，最终导致厚度加工区域畸变、偏移，无法矫正。此外，由于零件厚度过薄，钣金修整造成的零件表面锤痕等难以消除，若整体打磨则导致零件包铝层破坏，从而降低零件物理、化学性能。基于上述原因，该类零件加工存在较大难度。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于专利技术了一种带加强槽结构的变厚度多弯边薄壁零件制造方法，所述的制造方法通过全新设计两套工装用于零件成形，并使用“数控铣切下料+钣金成形+化学铣切”的工艺方法替代“数控铣切+钣金成形”。本专利技术所使用的加工方法，可以解决加强槽成形导致的腹板起皱无法修复以及厚度区域畸变、偏移问题，最终达到获得零件精确外形及提高表面
2、为了达到上述目的，本专利技术的技术方案为：
3、一种带加强槽结构的变厚度多弯边薄壁零件制造方法，包括数控铣切下料、钣金成形和化学铣切三个工序。
4、第一道工序：数控铣切下料。
5、该工序采用零件的二维展开数据集作为介质，铣切出零件展开状态下的外缘用于后续钣金成形使用。设计二维展开数据集时，在零件腹板两侧增加四处耳片并钻制φ5.2定位孔用于后续钣金成形及化学铣切时定位；考虑加强槽成形过程中材料流动较多，为避免局部边缘偏小，可通过增加工艺余量进行补偿，成形后去除；
6、第二道工序：钣金成形。
7、该工序将平板状态的坯料成形至零件外形，包括加强槽、弯边及加强小弯边成形。钣金成形分两次，第一次成形采用液压成形的方式成形加强槽，所使用的工装为“型胎ⅰ”。
8、所述的型胎ⅰ包括胎体、盖板、定位销钉、合模销、活动把手、吊环。
9、第二次成形采用手工方式成形腹板两侧弯边及加强小弯边，采用的工装为“型胎ⅱ”，
10、所述的型胎ⅱ包括胎体、定位销钉、合模销、盖板、侧盖板、活动把手和吊环。
11、所述的型胎ⅰ用于将铣切完成的坯料压制出加强槽。该工装按工艺数据设计和制造，即以零件腹板面为基础，将两侧弯边和其上的加强小弯边展开至与腹板在同一平面。“型胎ⅰ”其胎体制成“凹”式结构，即加强槽型面嵌入胎体平面，厚度减薄区域补偿至与其他区域等厚度，盖板制成“凸”式结构，加强筋突出于盖板下平面，厚度减薄区域补偿至与其他区域等厚度，胎体和盖板间安装定位销钉且其位置与数控铣切件的定位孔位置一致，用于成形时铣切件在工装上定位。合模销安装于胎体和盖板间，用于两者对正并承受切面剪力，防止液压成形时胎体、盖板相对位置发生变化导致定位销受力过大弯曲、断裂而使零件位置窜动产生偏差。活动把手安装于盖板上表面，便于液压成形时安装、卸载盖板，胎体侧面装吊环，用于工装吊装、搬运。上述结构型面制造公差±0.1mm，工作型面粗糙度不高于ra1.6μm
12、所述的型胎ⅱ用于将成形出加强槽的坯料成形至零件最新外形，并可用于热处理变形后零件型面修整。该工装按零件数模制造。其胎体采用分体结构，其中胎体ⅰ按零件腹板内型面设计，胎体ⅱ、ⅲ位于胎体ⅰ两侧，其边缘分别与胎体ⅰ平齐。定位销钉与数控铣切件的定位孔位置一致，用于成形时零件在工装上定位。合模销安装于胎体和盖板间，用于两者对正并承受切面剪力，防止成形时胎体、盖板相对位置发生变化导致定位销受力过大弯曲、断裂而使零件位置窜动产生偏差。盖板按零件腹板外型面制造，侧盖板按零件弯边及其上加强小弯边边型面制造。胎体ⅰ、ⅱ、ⅲ全部安装时，配合盖板用于成形零件两侧弯边，当卸下胎体ⅱ、ⅲ时，胎体ⅰ、盖板和侧盖板配合，用于成形弯边上的两处加强小弯边。活动把手安装于盖板上表面，便于成形时安装、卸载盖板，胎体侧面和盖板适当位置按装吊环，用于工装吊装、搬运。上述结构型面制造公差±0.1mm，工作型面粗糙度不高于ra1.6μm；
13、第三道工序：化学铣切。
14、零件从δ0.8mm减薄到δ0.5mm的区域，采用化学铣切方式进行加工。化学铣切是利用化学或者电化学腐蚀原理，通过化学溶液对金属或非金属材料的表面进行溶解，从而除去材料的一种加工工艺，适用于薄板零件的表面加工，尤其是几何形状复杂、机械加工难以达到要求的表面，且表面无刀痕及切屑。具体到该零件中，化铣铣切可获得尺寸均匀的减薄量。
15、鉴于化学铣切会释放材料内部应力，导致局部变形，故该专利技术所使用的化铣铣切工序，安排在钣金成形及热处理强化之后，即完成腹板加强槽、两侧弯边及加强小弯边的成形并热处理淬火后。此流程的优点在于，加强槽完成成形后零件厚度无变化，修整加强槽成形导致的腹板变形不会造成厚度范围偏移、畸变，且与平板状态坯料化铣相比，加强槽、弯边及加强小弯边对化铣变形有抑制作用，可一定程度减少化铣变形，有利于保持厚度变化区域位置并减少变形修整量。钣金成形后再化铣，后续只需简单修整即可获得零件外形。由于先钣金成形后加工厚度，零件表面质量较好，无需进行整体打磨，从而保证了包铝层的存在及其良好的物理化学性能。
16、本专利技术的有益效果：
17、本专利技术采用“数控铣切下料+钣金成形+化学铣切”的工艺方法替代“数控铣切+钣金成形”。通过化铣铣切替代机械切削，配合全新设计的两套工装用于加强槽及弯边成形，解决了加强槽成形导致的腹板起皱无法修复以及厚度区域畸变、偏移问题，最终获得零件精确外形并提高了表面质量。该专利技术具有可推广性，可广泛应用于复杂型面及变厚度薄壁零件加工，满足结构使用要求的同时进一步减轻飞机机体重量。
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1.一种带加强槽结构的变厚度多弯边薄壁零件制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种带加强槽结构的变厚度多弯边薄壁零件制造方法，其特征在于，所述的步骤六，具体操作如下：
3.如权利要求1所述的一种带加强槽结构的变厚度多弯边薄壁零件制造方法，其特征在于，所述的步骤八，具体操作如下：
4.如权利要求1或2所述的一种带加强槽结构的变厚度多弯边薄壁零件制造方法，其特征在于，所述的步骤四，具体操作如下：
5.如权利要求3所述的一种带加强槽结构的变厚度多弯边薄壁零件制造方法，其特征在于，所述的步骤四，具体操作如下：
6.如权利要求1或2或5所述的一种带加强槽结构的变厚度多弯边薄壁零件制造方法，其特征在于，所述的型胎Ⅰ包括胎体(1)、盖板(2)、定位销钉(3)、合模销(4)、活动把手(5)、吊环(6)；所述的型胎Ⅱ包括胎体(7)、定位销钉(8)、合模销(9)、盖板(10)、侧盖板(12)、活动把手(12)和吊环(13)；“型胎Ⅰ”其胎体(1)制成“凹”式结构，盖板(2)制成“凸”式结构。
7.如权利要
8.如权利要求4所述的一种带加强槽结构的变厚度多弯边薄壁零件制造方法，其特征在于，所述的型胎Ⅰ包括胎体(1)、盖板(2)、定位销钉(3)、合模销(4)、活动把手(5)、吊环(6)；所述的型胎Ⅱ包括胎体(7)、定位销钉(8)、合模销(9)、盖板(10)、侧盖板(12)、活动把手(12)和吊环(13)；“型胎Ⅰ”其胎体(1)制成“凹”式结构，盖板(2)制成“凸”式结构。
...【技术特征摘要】
1.一种带加强槽结构的变厚度多弯边薄壁零件制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种带加强槽结构的变厚度多弯边薄壁零件制造方法，其特征在于，所述的步骤六，具体操作如下：
3.如权利要求1所述的一种带加强槽结构的变厚度多弯边薄壁零件制造方法，其特征在于，所述的步骤八，具体操作如下：
4.如权利要求1或2所述的一种带加强槽结构的变厚度多弯边薄壁零件制造方法，其特征在于，所述的步骤四，具体操作如下：
5.如权利要求3所述的一种带加强槽结构的变厚度多弯边薄壁零件制造方法，其特征在于，所述的步骤四，具体操作如下：
6.如权利要求1或2或5所述的一种带加强槽结构的变厚度多弯边薄壁零件制造方法，其特征在于，所述的型胎ⅰ包括胎体(1)、盖板(2)、定位销钉(3)、合模销(4)、活动把手(5)、吊环(6)；所述的型胎ⅱ包括胎体(7)、定位销钉(8)、合模销(9)、盖板(10)、侧盖板(12)...
【专利技术属性】
技术研发人员：李金龙，蒋宏伟，孙忠海，吴华东，王星，候磊，邹程，
申请(专利权)人：沈阳飞机工业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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