[发明专利]一种大弓高多型腔薄壁开孔内蒙皮的充液成形方法

说明书

本发明提供了一种大弓高多型腔薄壁开孔内蒙皮的充液成形方法，包括以下步骤制作内蒙皮零件的充液成形模具；制作展开毛坯；首次充液胀形；二次充液胀形；修切外形。本发明构造了过渡成形件，设计了杠铃式内部开孔，躲避了容易扯裂的危险变形区，保证了胀形施压过程中的开孔质量。通过增加高弹级薄橡皮垫创造了密封液室，解决了深筋内蒙皮成形开裂难题。设计两道次充液胀形工艺，提高了常规铝合金薄板的材料变形极限，打破了大弓高加强内蒙皮长期被落压成形垄断局面，降低了对人操作技能的依赖，提高了生产效率和产品质量。

技术领域

本发明涉及飞机制造领域的钣金零件成形技术，具体是一种用于双曲率、大弓高、多型腔且内部开孔的薄壁钣金零件的充液成形方法及成型模具。

背景技术

飞机发房口盖是一种金属板胶接结构，由内外两层板制蒙皮构成。为了稳固机身壳体的强度，内蒙皮上分布着多道环形加强筋，将内蒙皮构造出多个凹腔，每个凹腔内部都设有一个与之外形对应的开孔。受气动外形影响，口盖曲率大、弓高高，加大了内蒙皮成形难度。

发房口盖为了实现轻量化，板制蒙皮选用硬铝合金且材料厚度不超过1.0mm。内蒙皮零件平均弧长为1800mm，整体型面介于1/3圆弧至1/2半圆之间。内蒙皮弓高较大，通常在350mm～500mm之间，加强筋深度按照20mm～25mm设计，是常规加强筋深度的4～5倍。多道加强筋犹如零件上增加了阻料梗，限制了材料自由流动。每个凹腔形成材料独立拉伸空间，阻隔了外部材料补给。成形中加强筋跟部材料极易变薄超差，甚至出现疲劳开裂。此类内蒙皮具有一个显著的结构特征，就是沿飞机航向，零件具有一定锥度，即两端曲率不一致，锥度越大，两端弧长差距越大，成形中内蒙皮受力不均衡的特性表现得会更加明显。由于内蒙皮结构复杂、成形难度大，飞机钣金工艺将此类零件划入落压成形范畴。落压成形能够加工因外形复杂而其他工艺方法不能或难以成形的飞机钣金零件。传统落压工艺由于产品质量不稳定，成形后表面和内部损伤不易控制，原材料利用率低，工人劳动强度大等诸多缺陷越来越不适应现役飞机的高质量、高可靠性需求，故各大航空企业逐渐在萎缩落压工艺。

弓高大于350mm的外形特征限制了内蒙皮在橡皮囊成形工艺上的拓展应用。国内现有先进橡皮囊液压机工作台的最大加工深度不超过315mm。针对外形曲率要求严格、成形中容易出现失稳起皱、疲劳开裂的大弓高、多型腔、薄壁开孔内蒙皮，急需一种定位准确的机械化精确加工方法实现零件高效成形。

发明内容

为了解决大弓高薄壁铝合金内蒙皮落压成形质量不稳定及成形后废品率高的难题，本发明的目的在于提供一种多型腔薄壁开孔内蒙皮的主动式充液成形方法。

一种大弓高多型腔薄壁开孔内蒙皮的充液成形方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1制作内蒙皮零件的充液成形模具，成形模具包括成形上模、成形下模、密封橡皮条；