[发明专利]一种半封闭舱体的成形方法

说明书

本发明公开了一种半封闭舱体的成形方法，属于超塑成形技术领域，解决了现有技术中半封闭舱体中多个舱段的性能不一致、在焊缝处存在缺陷导致半封闭舱体整体质量较差的问题。该成形方法包括如下步骤：将毛坯置于模具中，毛坯外层与模具的内壁接触；对毛坯和模具进行加热，使得毛坯软化；向毛坯内层的内腔中充气，先后使得毛坯的两端向两侧变形移动、内层向模具的内壁方向形变，内壳坯分别与环形封头坯、外环坯、中环坯、通道管坯和内支架坯紧密连接，完成半封闭舱体的超塑成形；加工内支架坯和管口坯形成内支架和管口的内型面，得到半封闭舱体。该成形方法生产效率高，所制得的半封闭舱体的整体质量高。

技术领域

本发明属于超塑成形技术领域，尤其涉及一种半封闭舱体的成形方法。

背景技术

现有技术中，对于半封闭舱体的成形，通常采用铸造和拼接的方式，例如，首先，采用铸造的方式制备多段舱段(例如3～7段)，然后，焊接等方式将多个舱段密封连接起来，得到整体的半封闭舱体。

采用上述成形方法，一方面，采用上述方法在准备阶段需要制备众多零件，也就是多个舱段，由于不同舱段的尺寸和形状不同，成形工艺和参数也不尽相同，容易导致多个舱段的性能不一致，另一方面，半封闭舱体整体存在多条焊缝，焊缝性能与基体性能存在差异，容易导致半封闭舱体在焊缝处存在缺陷，影响半封闭舱体的整体质量。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供了一种半封闭舱体的成形方法，解决了现有技术中半封闭舱体中多个舱段的性能不一致、在焊缝处存在缺陷导致半封闭舱体整体质量较差的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种半封闭舱体的成形方法，包括如下步骤：

步骤1：提供一半封闭舱体的毛坯和模具，毛坯从内至外分为毛坯内层、毛坯中层和毛坯外层，毛坯外层包括外壳坯以及位于外壳坯两端的封头坯、外环坯和外壳管，外环坯的一端与外壳坯连接，另一端连接封头坯；毛坯内层包括内壳坯、密封板和内壳管，密封板设于内壳坯两端的开口处，使得内壳坯内形成封闭空间，内壳管通过密封板插入封闭空间内；毛坯中层包括中环坯、内支架坯、管口坯、通道管坯，中环坯位于外环坯与内壳坯之间，通道管坯和内支架坯位于外壳坯和内壳坯之间；外壳坯通气孔与管口坯通气孔位置对应，外壳管通过管口坯通气孔插入管口坯的内部空间内；

步骤2：将毛坯置于模具中，毛坯外层与模具的内壁接触；

步骤3：对毛坯和模具进行加热，使得毛坯软化；

步骤4：向毛坯内层的内腔中充气，使得毛坯内层向模具的内壁方向形变，内壳坯分别与环形封头坯、外环坯、中环坯、通道管坯和内支架坯紧密连接，完成半封闭舱体的超塑成形；

步骤5：加工内支架坯和管口坯形成内支架和管口的内型面，加工两端中环坯内表面，切除密封板，得到半封闭舱体。

进一步地，模具包括上模、下模和芯棒，上模和下模关于分型面对称，芯棒插入毛坯的内壳坯的开口处，与密封板紧贴。

进一步地，模具采用膨胀率高于半封闭舱体材料的金属制造。

进一步地，半封闭舱体的材料为钛合金，模具的材料为Ni7N或石墨；或者，半封闭舱体的材料为铝合金，模具的材料为不锈钢或高碳钢；或者，半封闭舱体的材料为高温合金合金，模具的材料为Ni7N或石墨；或者，半封闭舱体的材料为复合材料或塑料，模具的材料为金属材料。

进一步地，上模和下模在分型平面上对应外壳管所在位置开设凹槽，上模上的凹槽与下模上的凹槽对接形成用于外壳管穿出的通道。

进一步地，上模和下模与芯棒对应的位置开设半圆形凹槽，上模的半圆形凹槽与下模的半圆形凹槽构成圆形孔，芯棒靠近圆形孔的一端插入圆形孔中。

进一步地，上述步骤2包括如下步骤：