一種立筋高度不相等的滑軌類零件熱處理變形控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能夠很好地控制零件多個精度面的熱處理變形控制方法，特別是對立筋高度不相等的滑軌類零件熱處理變形控制方法，包括一個變形控制夾具，該夾具的定位平臺有與零件平面翼板下表面相同的理論外形，定位芯匹配在零件兩個立筋之間，所述定位壓條是一個L狀的結(jié)構(gòu)塊，立柱是多個固定在夾具本體兩側(cè)的方形剛性框架，將零件置于定位平臺的上表面定位后，將變形控制夾具和零件一起進(jìn)行熱處理，最后再將零件與變形控制夾具分離即可。
【專利說明】一種立筋高度不相等的滑軌類零件熱處理變形控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于飛機制造【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及零件熱處理變形控制技術(shù)，具體是一種飛機 立筋高度不相等的滑軌類零件熱處理變形控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 飛機立筋高度不相等的滑軌類零件，結(jié)構(gòu)單薄，多為大平面帶垂直立筋的深槽結(jié) 構(gòu)，立筋之間高度不相等。長度長，屬于薄壁件。需進(jìn)行多次數(shù)控加工，進(jìn)行粗銑，半精銑， 精銑等多道工序。
[0003] 在零件的機械加工過程中，會產(chǎn)生極大的內(nèi)應(yīng)力，這些內(nèi)應(yīng)力如果得不到有效釋 放，會使零件產(chǎn)生嚴(yán)重變形，或者在零件服役過程中留下隱患，造成應(yīng)力集中而發(fā)生產(chǎn)品斷 裂的可怕后果。
[0004] 鈦合金材料強度高、彈性大，零件一旦變形，很難校正，其工作量很大，周期很長； 若變形嚴(yán)重，還會造成零件報廢。這不但會造成巨大的經(jīng)濟(jì)浪費而且影響生產(chǎn)的進(jìn)度要求。 因此，在零件每一次的數(shù)控加工之后都要進(jìn)行去應(yīng)力退火。
[0005] 去應(yīng)力退火是將零件加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時間后再冷卻至室溫的一種工藝 方法。這是一個從加熱到冷卻，零件體積和顯微金相組織發(fā)生變化的過程，熱應(yīng)力和組織應(yīng) 力的產(chǎn)生不可避免，因此零件在此過程中產(chǎn)生變形也是不可避免，而且零件越大，越單薄， 產(chǎn)生的變形也就越大、越嚴(yán)重，較嚴(yán)重的變形將會使校正工作更加困難，甚至造成零件報 廢。
[0006] 隨著現(xiàn)代飛機對制造技術(shù)精度要求的提高，采用控制變形的專用工裝作為約束來 限制和矯正零件在熱處理過程中的變形成為勢在所趨。所以，熱處理變形控制專用工裝應(yīng) 運而生。此類工裝與普通的機加工裝不同，要多次反復(fù)在高溫加熱然后冷卻的冷熱循環(huán)狀 態(tài)下工作，會出現(xiàn)熱脹冷縮，自身也將面臨著冷熱變形的問題。因此，熱處理變形控制專用 工裝要結(jié)合零件的結(jié)構(gòu)特點，如何在保證工裝自身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的情況下，還要起到控制產(chǎn)品 零件變形的作用，這是當(dāng)前面臨的難題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種能夠很好地控制零件多個精度面的熱處理變形控制 方法，特別是對立筋高度不相等的滑軌類零件熱處理變形控制方法。
[0008] -種立筋高度不相等的滑軌類零件熱處理變形控制方法，所述零件由薄壁狀平面 翼板和貫穿翼板的兩條高度不相等的立筋組成，已知零件的理論外形，其特征在于：1)包 括一個變形控制夾具，該夾具含有夾具本體、固定在夾具本體上的定位平臺，定位芯、定位 壓條、固定在夾具本體上的立柱和楔形塊以及連接件，所述的定位平臺的上表面具有與零 件平面翼板下表面相同的理論外形，所述的定位芯是一個兩側(cè)設(shè)有多個定位凸臺的長條芯 塊結(jié)構(gòu)，定位芯匹配在零件兩個立筋之間，所述定位壓條是一個L狀的結(jié)構(gòu)塊，壓條的尾端 是一個斜面，與楔形快配合頂緊，壓條的前端是一個與立筋側(cè)面匹配的平面，壓條的側(cè)端是 一個與零件翼板上表面匹配的平面，所述的立柱是多個固定在夾具本體兩側(cè)的方形剛性框 架，立柱的內(nèi)側(cè)有定位壓條的通過孔，立柱的上端有楔形塊的插入孔；2)將零件置于定位 平臺的上表面定位，將定位芯置于兩個立筋的中間，定位芯的凸臺表面貼合在立筋的內(nèi)側(cè) 表面，將定位條的尾端插入立柱上的通過孔，用定位條的前端對應(yīng)定位芯的凸臺貼合在立 筋的外側(cè)表面，定位條的側(cè)端壓接零件翼板的上表面，用楔形快自立柱的頂部孔插入壓條 尾端與立柱壁之間；3)將變形控制夾具和零件一起進(jìn)行熱處理后再將零件與變形控制夾 具分離即可。
[0009] 本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0010] 1)本發(fā)明采用一套工裝的定位塊和壓條控制鈦合金立筋高度不相等的滑軌類零 件的多個精度面的熱處理變形，節(jié)約成本，提高效率。
[0011] 2)夾具結(jié)構(gòu)合理，制造使用方便；
[0012] 3)夾具根據(jù)零件的理論外形精加工制造，還具有對零件的校形功能。
[0013] 以下結(jié)合實施例圖對本申請做進(jìn)一步詳細(xì)描述：

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1為飛機立筋高度不相等的滑軌類零件結(jié)構(gòu)示意
[0015] 圖2為飛機立筋高度不相等的滑軌類零件熱處理變形控制方法示意；
[0016] 圖3為圖2的斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖4為控制夾具體和定位平臺結(jié)構(gòu)示意圖 [0018] 圖5為立筋中間的定位芯塊示意圖
[0019] 圖中編號說明：1零件、2翼板、3垂直立筋、4夾具本體、5定位平臺、6定位芯、7、定 位壓條、8立柱、9楔形塊、10、凸臺

【具體實施方式】
[0020] 參見附圖，實施例中的零件是某型號飛機的中立筋高度不相等的滑軌類零件，該 零件的材料為Ti-6A1-4V鍛件，如圖1所示，零件長約3米，壁厚和筋厚不到4mm，零件1由 平面狀的翼板1和兩個高度不等的立筋2組成，零件的翼板上下面和兩個立筋的兩個側(cè)面 都是精度面，即必須控制變形的面，高度不相等的兩個立筋垂直于平面翼板，立筋根部為應(yīng) 力集中點，應(yīng)力釋放時，立筋會發(fā)生較大變形，已知該零件的設(shè)計理論外形數(shù)據(jù)。
[0021] 為了控制該零件在熱處理過程中的變形，本發(fā)明公開了如圖2所示的控制方法，
[0022] -種立筋高度不相等的滑軌類零件熱處理變形控制方法，首先有一個變形控制夾 具，該夾具含有夾具本體4、固定在夾具本體上的定位平臺5,定位芯6、定位壓條7、固定在 夾具本體上的立柱8和楔形塊9以及連接件，所述的定位平臺5的上表面具有與零件平面 翼板2的下表面相同的理論外形，所述的定位芯6是一個兩側(cè)設(shè)有多個定位凸臺10的長條 芯塊結(jié)構(gòu)，定位芯匹配在零件的兩個立筋3之間，所述定位壓條7是一個L狀的結(jié)構(gòu)塊，定 位壓條7的尾端是一個斜面，與楔形快9配合頂緊，定位壓條的前端是一個與立筋側(cè)面匹配 的平面，壓條的側(cè)端是一個與零件翼板上表面匹配的平面，所述的立柱8是多個固定在夾 具本體兩側(cè)的方形剛性框架，立柱的內(nèi)側(cè)有定位壓條的通過孔，立柱的上端有楔形塊的插 入孔；熱處理時，為了防止零件的變形，將零件1置于定位平臺5的上表面定位，將定位芯6 置于兩個立筋3的中間，定位芯凸臺10的表面貼合在立筋的內(nèi)側(cè)表面，將定位壓條7的尾 端插入立柱8內(nèi)側(cè)的通過孔，用定位壓條的前端對應(yīng)定位芯的凸臺，貼合在立筋的外側(cè)表 面，定位壓條的側(cè)端壓接在零件翼板2的上表面，用楔形快9自立柱的頂部孔插入定位壓條 尾端與立柱壁之間；最后，將變形控制夾具和零件一起進(jìn)行熱處理后再將零件與變形控制 夾具分離即可。
[0023] 本發(fā)明的具體變形控制特點如下：
[0024] (1)首先，夾具體采用橫縱不銹鋼板料焊接結(jié)構(gòu)，工裝自身要有較高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 性，不易變形。既要保證工裝的剛度，還需減輕工裝的重量。
[0025] (2)由于不同材料的加熱膨脹系數(shù)不同，與零件貼合處的定位平臺5,立筋中間的 定位芯6和立筋定位壓條7采用與產(chǎn)品相同的材料Ti-6A1_4V，其他部位均選用分子結(jié)構(gòu)與 之相近的lCrl8Ni9Ti，這樣可在實現(xiàn)保形功能的前提下，降低工裝成本。
[0026] (3)本發(fā)明不僅考慮防止零件變形，更多的考慮保形，即讓產(chǎn)品在允許的公差范圍 內(nèi)變形，由立筋中間的定位芯6和立筋定位壓條7約束零件兩個立筋的變形。為了減輕工 裝重量，位于立筋高的一側(cè)的立筋定位壓條7和位于立筋低的一側(cè)的立筋定位壓條7尺寸 大小應(yīng)根據(jù)兩個立筋的高度不同而有所不同。
[0027] (4)定位平臺5,立筋中間的定位芯6,立筋定位壓條7和定位銷子10的設(shè)計可使 工裝能夠?qū)α慵M(jìn)行有效的定位，以保證零件的結(jié)構(gòu)形狀尺寸符合產(chǎn)品數(shù)模的要求。
[0028] (5)考慮熱處理過程中需加熱和散熱，使零件處于一個良好的熱處理環(huán)境，在立筋 中間的定位芯6上開設(shè)通風(fēng)孔和減重槽。在立筋定位壓條7上也開有減輕孔。
[0029] (6)根據(jù)零件長度，均勻設(shè)置壓緊點。為防止金屬材料受熱變形后，螺紋無法擰動， 壓緊機構(gòu)會壓死在零件上，不能采用螺紋壓緊形式，因此本發(fā)明采用楔塊壓緊形式。由于立 筋中間的定位芯6本身重力對零件已起到一定的壓緊作用，因此，敲擊楔塊的力量以將立 筋定位壓條7 -端面頂靠立筋，另一個面貼緊平面翼板固定住零件不動即可，不可施加過 大力量，否則不利于壓緊處零件應(yīng)力的釋放。
【權(quán)利要求】
1. 一種立筋高度不相等的滑軌類零件熱處理變形控制方法，所述零件由薄壁狀平面翼 板和貫穿翼板的兩條高度不相等的立筋組成，已知零件的理論外形，其特征在于：1)包括 一個變形控制夾具，該夾具含有夾具本體、固定在夾具本體上的定位平臺，定位芯、定位壓 條、固定在夾具本體上的立柱和楔形塊，所述的定位平臺的上表面具有與零件平面翼板下 表面相同的理論外形，所述的定位芯是一個兩側(cè)設(shè)有多個定位凸臺的長條芯塊結(jié)構(gòu)，定位 芯匹配在零件兩個立筋之間，所述定位壓條是一個L狀的結(jié)構(gòu)塊，壓條的尾端是一個斜面， 與楔形快配合頂緊，壓條的前端是一個與立筋側(cè)面匹配的平面，壓條的側(cè)端是一個與零件 翼板上表面匹配的平面，所述的立柱是多個固定在夾具本體兩側(cè)的方形剛性框架，立柱的 內(nèi)側(cè)有定位壓條的通過孔，立柱的上端有楔形塊的插入孔；2)將零件置于定位平臺的上表 面定位，將定位芯置于兩個立筋的中間，定位芯的凸臺表面貼合在立筋的內(nèi)側(cè)表面，將定位 壓條的尾端插入立柱上的通過孔，用定位壓條的前端對應(yīng)定位芯的凸臺，貼合在立筋的外 側(cè)表面，定位壓條的側(cè)端壓接零件翼板的上表面，用楔形快自立柱的頂部孔插入定位壓條 尾端與立柱壁之間；3)將變形控制夾具和零件一起進(jìn)行熱處理后再將零件與變形控制夾 具分離即可。
2. -種立筋高度不相等的滑軌類零件熱處理變形控制夾具，其特征在于：包括一個變 形控制夾具，該夾具含有夾具本體、固定在夾具本體上的定位平臺，定位芯、定位壓條、固定 在夾具本體上的立柱和楔形塊以及連接件，所述的定位平臺的上表面具有與零件平面翼板 下表面相同的理論外形，所述的定位芯是一個兩側(cè)設(shè)有多個定位凸臺的長條芯塊結(jié)構(gòu)，定 位芯匹配在零件兩個立筋之間，所述定位壓條是一個L狀的結(jié)構(gòu)塊，壓條的尾端是一個斜 面，與楔形快配合頂緊，壓條的前端是一個與立筋側(cè)面匹配的平面，壓條的側(cè)端是一個與零 件翼板上表面匹配的平面，所述的立柱是多個固定在夾具本體兩側(cè)的方形剛性框架，立柱 的內(nèi)側(cè)有定位壓條的通過孔，立柱的上端有楔形塊的插入孔。
【文檔編號】C21D9/00GK104120235SQ201410299025
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】史春玲, 杜紅, 王浩軍, 田有安 申請人:中航飛機股份有限公司西安飛機分公司