【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属构件塑性成形加工领域，尤其涉及难变形高筋构件蠕变时效成形装置与方法。
技术介绍
1、大型薄壁构件是航空航天、国防武器等高端装备的关键承载构件，其精确成形对构件装配、服役性能极其重要。蠕变时效成形技术是一种利用铝合金蠕变、应力松弛和时效强化特性，可在同一个设备中完成构件的外形成形和材料性能提升，特别适用于大型薄壁构件的高品质成形。
2、目前该工艺主要应用于小曲率或者复杂曲率薄壁板材或者带筋构件，整体刚度较为均匀。厚板机械加工后的平板坯料在真空载荷作用下，能够逐渐贴合模具型面，然后加温并保持一段时间成形。然而，随着航空航天、国防武器等领域对结构轻量化的要求越来越高，基于服役性能驱动的结构设计导致薄壁构件越来越复杂。一些难变形高筋构件如大型薄壁构件蒙皮厚度差异大，由3mm突变至50mm，该种构件采用常规的蠕变时效成形方法成形合格率低。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的是提供一种难变形高筋构件蠕变时效成形装置与方法，以解决蒙皮厚度差异大的薄壁构件采用常规的蠕变时效成形方法合格率低技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种难变形高筋构件蠕变时效成形装置，包括：
3、支撑座。
4、模具板材，固定于所述支撑座上，所述模具板材的工作面具有与难变形高筋构件的目标型面相匹配的模具型面区域。所述模具型面区域的长度方向与所述难变形高筋构件的蒙皮厚度变化方向相对应，所述工作面为所述模具板材远离所述支撑座的表面。
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6、根据本申请的实施方式，任一所述支撑挡板的外侧面具有多个交错设置的加强筋。
7、根据本申请的实施方式，所述难变形高筋构件蠕变时效成形装置还包括填充结构。
8、所述填充结构填充于所述加强筋交错设置形成的网孔内。
9、或，所述填充结构固定于所述支撑挡板的外侧面，并封闭所述加强筋交错设置形成的网孔。
10、根据本申请的实施方式，两个所述支撑挡板均垂直设置于所述工作面上，所述模具板材的工作面设有螺栓盲孔，所述支撑挡板通过螺栓与所述螺栓盲孔配合进行固定。所述模具板材在开设螺栓盲孔后的厚度≥8mm。
11、根据本申请的实施方式，所述工作面上所述模具型面区域两端中的至少一端设置有两列以上的螺栓盲孔。所述两列以上的螺栓盲孔沿所述模具型面区域的长度方向设置。
12、根据本申请的实施方式，所述支撑座包括横向卡板和纵向卡板，所述横向卡板和所述纵向卡板卡扣形成与所述模具板材配合的弧形座状结构。
13、所述难变形高筋构件蠕变时效成形装置还包括设置于支撑座内的方形框，所述方形框沿长度方向延伸，并靠近所述模具型面区域在宽度方向上的边缘位置。
14、根据本申请的实施方式，所述模具板材的工作面具有两个用于固定真空袋薄膜的固定区域，两个所述固定区域分别位于两个所述支撑挡板的外侧。
15、所述工作面在所述模具型面区域内四个角具有用于在长度方向和/或宽度方向定位的标记。
16、本申请还提供了一种难变形高筋构件蠕变时效成形方法，包括以下步骤：
17、将与难变形高筋构件相对应的坯料放置于上述的难变形高筋构件蠕变时效成形装置内的模具成形空间上，其中，所述坯料的蒙皮厚度变化方向与所述模具型面区域的长度方向一致，且坯料的厚端与支撑挡板之间的第一距离大于所述坯料的薄端与支撑挡板之间的第二距离。
18、将真空袋薄膜覆盖所述坯料，密封所述模具成形空间，抽真空，得到坯料模具密封件。
19、将所述坯料模具密封件在热压罐中，升高压力和温度进行蠕变时效处理，得到难变形高筋构件。
20、根据本申请的实施方式，所述第一距离为所述第二距离的2~3倍。
21、根据本申请的实施方式，所述将真空袋薄膜覆盖所述坯料，密封所述模具成形空间的步骤包括：
22、在两个支撑挡板的外侧面为平整的表面的条件下，将真空袋薄膜覆盖所述坯料，并通过高温胶贴在所述模具成形空间的四周型面上。其中，在所述模具成形空间的长度方向上，所述真空袋薄膜固定在所述工作面上位于支撑挡板外侧的区域上。
23、上述的难变形高筋构件蠕变时效成形装置中，设置了底部与工作面贴合的支撑挡板，在进行蠕变时效成形的过程中，抽真空可以避免真空袋薄膜进入坯料与模具型面区域之中，防止真空袋被巨大的气压载荷扯破导致实验失败；设计了支撑挡板后，真空袋贴合在支撑挡板外表面，气压载荷作用下，板材逐渐弯曲贴合模具型面，并达到较为理想真空度，有利于后续蠕变时效处理。此外，两个支撑挡板与模具型面区域上对应端有合适距离，使得坯料两端与两个支撑挡板之间具有合适的间隙，避免了坯料因为不同区域刚度不同导致扭转变形引起与支撑挡板干涉的问题，因此，坯料能够顺利弯曲贴合模具型面区域，从而制备的产品构件具有较高的合格率。
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1.一种难变形高筋构件蠕变时效成形装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的难变形高筋构件蠕变时效成形装置，其特征在于，任一所述支撑挡板的外侧面具有多个交错设置的加强筋。
3.根据权利要求2所述的难变形高筋构件蠕变时效成形装置，其特征在于，所述难变形高筋构件蠕变时效成形装置还包括填充结构；
4.根据权利要求1所述的难变形高筋构件蠕变时效成形装置，其特征在于，两个所述支撑挡板均垂直设置于所述工作面上，所述模具板材的工作面设有螺栓盲孔，所述支撑挡板通过螺栓与所述螺栓盲孔配合进行固定；所述模具板材在开设螺栓盲孔后的厚度≥8mm。
5.根据权利要求4所述的难变形高筋构件蠕变时效成形装置，其特征在于，所述工作面上所述模具型面区域两端中的至少一端设置有两列以上的螺栓盲孔；所述两列以上的螺栓盲孔沿所述模具型面区域的长度方向设置。
6.根据权利要求5所述的难变形高筋构件蠕变时效成形装置，其特征在于，所述支撑座包括横向卡板和纵向卡板，所述横向卡板和所述纵向卡板卡扣形成与所述模具板材配合的弧形座状结构；
7.根据权利要求
8.一种难变形高筋构件蠕变时效成形方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的难变形高筋构件蠕变时效成形方法，其特征在于，所述第一距离为所述第二距离的2~3倍。
10.根据权利要求8所述的难变形高筋构件蠕变时效成形方法，其特征在于，所述将真空袋薄膜覆盖所述坯料，密封所述模具成形空间的步骤包括：
...【技术特征摘要】
1.一种难变形高筋构件蠕变时效成形装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的难变形高筋构件蠕变时效成形装置，其特征在于，任一所述支撑挡板的外侧面具有多个交错设置的加强筋。
3.根据权利要求2所述的难变形高筋构件蠕变时效成形装置，其特征在于，所述难变形高筋构件蠕变时效成形装置还包括填充结构；
4.根据权利要求1所述的难变形高筋构件蠕变时效成形装置，其特征在于，两个所述支撑挡板均垂直设置于所述工作面上，所述模具板材的工作面设有螺栓盲孔，所述支撑挡板通过螺栓与所述螺栓盲孔配合进行固定；所述模具板材在开设螺栓盲孔后的厚度≥8mm。
5.根据权利要求4所述的难变形高筋构件蠕变时效成形装置，其特征在于，所述工作面上所述模具型面区域两端中的至少一端设置有两列以上的螺栓盲孔；所述两列以上的螺栓盲孔沿所...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨有良，湛利华，任浩博，李双博，谢豪，赵帅，陈赞冲，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：
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