[发明专利]一种SPF/DB空心结构成形方法

说明书

本发明公开一种SPF/DB空心结构成形方法，该方法包括：步骤1、分别对蒙皮和中间板进行加工和成形；步骤2、将带有导向边的三角条固定在所述蒙皮上或中间板上；步骤3、将芯板、中间板和蒙皮叠加在一起组成毛坯，对四周封焊达到密封状态；步骤4、将密封好的毛坯放入模具并装炉，进行SPF/DB成形。本发明提供的技术方案，与传统SPF/DB技术相比，消除了三角区空腔，提高了结构性能和可靠性；并且，可对空心结构内外形状同步精确可控，实现更多功能，提高了设计自由度，改善了零件刚强度、疲劳等性能。

技术领域

本发明属于钣金成形技术，涉及一种超塑成形/扩散连接(SPF/DB)空心结构成形缺陷的控制方法，尤其是对三角形空腔的消除方法。

背景技术

超塑成形/扩散连接(SuperplasticForming/DiffusionBonding，SPF/DB)技术是一种低成本，高效益和近无余量的构件制造技术，能在一次热循环中制造出整体空心结构件。传统超塑成形/扩散连接技术进行多层板材空心结构成形时，会在加强筋条与外蒙皮的连接处形成三角形空腔区(简称三角区)，其成形原理是内层芯板在气胀变形形成立筋的最后阶段，两边的芯板与外蒙皮在连接处汇聚，形成三角形空腔，随着空腔尺寸变小，板料变形抗力越来越大，在既定的工艺参数下，变形会在空腔达到一定尺寸后停止，自然形成一个三角区。该三角区无法通过工艺参数调控彻底消除，并且，由于三角区是材料变形的最后区域，因此，该处的材料减薄率最大。由于三角区没有闭合，内层芯板与外层蒙皮没有实现扩散连接，因此也是SPF/DB成形后蒙皮最薄的区域。但该位置是立筋与蒙皮的连接处，为应力集中区。多方面的原因使三角区成为影响SPF/DB空心结构刚度、强度、疲劳性能的重要缺陷。

发明内容

针对现有SPF/DB方法形成的空心结构存在三角形空腔的问题，本发明提出一种SPF/DB空心结构成形方法。

为实现上述目的，本发明提出以下技术方案。

本发明提供一种SPF/DB空心结构成形方法，包括以下步骤：

步骤1、分别对蒙皮和中间板进行加工和成形；

步骤2、将带有导向边的三角条固定在所述蒙皮上或中间板上；

步骤3、将芯板、中间板和蒙皮叠加在一起组成毛坯，对四周封焊达到密封状态；

步骤4、将密封好的毛坯放入模具并装炉，进行SPF/DB成形。

进一步，在步骤3之前，还包括：

对中间板和芯板均进行除油、清洗，达到扩散连接要求的表面状态。

进一步，所述将密封好的毛坯放入模具并装炉，进行SPF/DB成形，具体包括：

将密封好的毛坯加热到SPF/DB温度后，对空腔内芯板施加一定的压力，使芯板在立筋处进行扩散连接。

进一步，使芯板在立筋处进行扩散连接，具体包括：

使芯板发生超塑变形，成形出立筋，并最终与中间板和蒙皮贴合，完成扩散连接。

进一步，在步骤4之后，还包括：

步骤5、将成形好的零件进行外形加工，去除多余的余量飞边，得到最终零件。

本发明的有益效果如下：

1.与传统SPF/DB技术相比，消除了三角区空腔，提高了结构性能和可靠性；

2.可对空心结构内外形状同步精确可控，实现更多功能，提高了设计自由度，改善了零件刚强度、疲劳等性能。

附图说明