[发明专利]一种直升机桨叶包边分段分步成形方法

说明书

本发明属于钛合金薄板成形技术领域，特别涉及一种直升机桨叶包边分段分步成形方法。所述成形方法包括：S1、将钛合金板料延其长度方向划分为若干组待加热段，且相邻两组待加热段有重叠部分；S2、将钛合金板料的一组待加热段放置在感应加热线圈的平直段上方进行加热，得到一组待成形段；S3、通过成形模具对所述待成形段进行冲压成形，得到一组已成形段。本发明是一种高效低成本的成形方法，可解决现有技术对设备要求较高，或采用分段焊接易出现变形、精度较低等问题。

技术领域

本发明属于钛合金薄板成形技术领域，特别涉及一种直升机桨叶包边分段分步成形方法。

背景技术

桨叶是直升机旋翼系统的重要组成部分，直升机旋翼桨叶主要由复合材料本体、防除冰加热组件和前缘包边三部分组成。其中前缘包边是桨叶的重要防护结构，其主要作用包括：保护桨叶在高速旋转时，不被空气冲刷，防止桨叶分层被破坏；保护桨叶的复合材料本体、防除冰加热组件不被扬起的沙尘、碎石及其它异物撞击，以提高复合材料桨叶的整体抗空气冲刷和外物冲击性能。

目前直升机桨叶前缘包边一般采用不锈钢或钛合金，不锈钢一般采用冷冲压成形，而钛合金必须采用热成形。热成形工艺可实现钛合金复杂薄壁构件的整体近净成形。但是，目前受热成形设备平台尺寸限制，钛合金热成形构件最大尺寸不超过3米，而直升机旋翼桨叶长度至少在5米以上，重型直升机的旋翼桨叶包边长达10米，因此现有设备很难直接成形出整个桨叶包边。

目前对直升机旋翼桨叶进行包边的方法有：一种是采用分段成形，然后采用焊接的方式拼接起来；但由于包边厚度很薄，极易出现变形，很难保证精度，影响使用性能。另一种是采用渐进成形的方法，但该方法只能成形截面形状不变的简单零件，如专利号为201811561155.7的专利中公开的技术方案，无法适用于截面形状变化的复杂形状零件的包边成形处理。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种直升机桨叶包边分段分步成形方法，所述成形方法包括：

S1、将钛合金板料延其长度方向划分为若干组待加热段，且相邻两组待加热段有重叠部分；

S2、将钛合金板料的一组待加热段放置在感应加热线圈的平直段上方进行加热，得到一组待成形段；

S3、通过成形模具对所述待成形段进行冲压成形，得到一组已成形段；

S4、将所述已成形段放置在感应加热线圈的U型段、将所述钛合金板料上与该已成形段相邻的一组待加热段放置在感应加热线圈的平直段上方进行加热，得到一组待成形段；

S5、返回执行步骤S3，直至钛合金板料的所有待加热段全部冲压为已成形段，得到桨叶包边。

进一步的，所述感应加热线圈还包括过渡段，所述过渡段位于平直段和U型段之间；

所述平直段为平板状；所述U型段的径向截面形状与所述钛合金板料的已成形段的径向截面形状相同；所述过渡段的结构和所述钛合金板料上相邻的已成形段与待加热段之间的连接段结构相同。

进一步的，将所述钛合金板料放置在所述感应加热线圈上进行加热时，所述钛合金板料和感应加热线圈之间的距离为0.1mm~10mm。

进一步的，所述将钛合金板料的一组待加热段放置在感应加热线圈的平直段上方进行加热包括：

在对所述待加热段进行加热时，通过红外测温设备对待加热段进行测温；

当所述待加热段温度达到600℃~850℃时，停止加热，此时该组所述待加热段完成加热，得到一组待成形段。

进一步的，所述成形模具包括模具本体和压力机；

所述模具本体包括凸模和凹模；所述压力机包括上平台和下平台；所述凸模安装在上平台的下端，所述凹模安装在下平台的上端。