[发明专利]用于带加强块的舵翼类构件成形的装置及成型方法

说明书

本发明属于航天产品加工工艺成形装置和方法，具体设计开发了一种用于带加强块四层板空心夹层舵翼类结构件的成形组合装置。本装置包括三个部分，上凹模、中凸模和下凹模。其中，中凸模和下凹模通过紧固螺栓固定，与上凹模组合使用，用于成形上蒙皮；中凸模和上凹模通过紧固螺栓固定，与下凹模组合使用，用于成形下蒙皮；上凹模和下凹模组合使用，用于超塑成形/扩散连接四层板空心夹层结构件。采用本组合装置，可有效减少了产品成形所用工装数量，同时减少工艺过程时间，保证成形质量的可靠性，并且精度高。本发明还提供了一种采用上述装置进行空心夹层舵翼类航天产品加工的成形方法。

技术领域

本发明涉及一种用于带加强块的舵翼类构件成形的装置及成型方法，属于航天产品加工工艺装备和方法，涉及到塑性加工领域。

背景技术

目前舵翼类构件的制造工艺如下：铸造出构件骨架毛坯—铣削至设计尺寸—骨架和蒙皮装配焊接在一起。运用此工艺制造舵翼类构件材料利用率低、重量较重，成本较高。

随着航天器飞行速度的提高，单位面积载荷增大，气动加热严重，促使各种新型空心夹层舵翼的出现。夹层结构是由面板和芯材组成，按不同的芯材可分为加强肋夹层结构和蜂窝夹层结构，目前常用的是加强肋结构，加强肋为辐射框架类，蒙皮为等厚度钛合金板模压成形。

超塑成形/扩散连接组合工艺是实现这种结构最合适的方法之一，其具有刚度大、承载稳定性高、外形精度高、结构重量小以及良好的能量吸收和疲劳性能等优点。但与常规多层板结构件相比，四层钛合金空心夹层舵翼类构件由于增加了加强块，传统利用一个装置成形的方式已不适合此类构件制造，需要设计一种新的高效成形装置和方法。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于带加强块的舵翼类构件成形的装置及成型方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种用于带加强块的空心夹层舵翼类构件成形的装置，其包括：

用于上蒙皮成型的上蒙皮成型部件，

用于下蒙皮成型的下蒙皮成型部件，和

用于构件成型的构件成型模；

所述上蒙皮成型部件由上蒙皮上模和上蒙皮下模组成，所述下蒙皮成型部件由下蒙皮上模和下蒙皮下模组成，所述构件成型模由一个上凹模和一个下凹模组成，所述上蒙皮上模由一个中凸模和一个所述上凹模组成，所述上蒙皮下模为一个所述下凹模，所述下蒙皮上模有一个所述下凹模和一个所述中凸模组成，所述下蒙皮下模为一个所述上凹模。

作为优选方案，所述上凹模包括由内向外依次设置的内槽、密封凸埂、凹槽和外边框，所述外边框两个对边上分别设有导向支耳，外边框的另外两个对边上分别设有压边块，具有导向支耳的两个外边框的对边上分别设有进气槽。

作为优选方案，所述外边框的四个顶点分别设有连接孔。

作为优选方案，所述外边框上还设有挡料销孔。

作为优选方案，所述下凹模也包括由内向外依次设置的内槽、密封凸埂、凹槽和外边框，所述外边框两个对边上分别设有导向支耳，外边框的另外两个对边上分别设有压边块，具有导向支耳的两个外边框的对边上分别设有进气槽。

上凹模和下凹模在结构上的区别在于：密封凸梗和凹槽的相对距离不同，上凹模中，密封凸梗和凹槽的相对距离可依照具体工艺补充边宽度确定，不宜过小，本发明中为35mm；下凹模中，密封凸梗和凹槽的相对距离则是25mm。

第二方面，本发明还提供了一种基于前述的装置的带加强块的空心夹层舵翼类构件的成型方法，其包括如下步骤：

S1：分别成型上蒙皮和下蒙皮；