CN103691784A - 波纹夹芯层制造方法 - Google Patents

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陶杰
郭训忠
王文涛
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Abstract

本发明公开了一种波纹夹芯层制造方法，属于金属构件制造技术领域。本发明的波纹夹芯层制造方法首先对等壁厚板材进行实际超塑性成形，确定等壁厚板料预减薄的位置及预减薄量；采用化学铣切或机械加工减薄方法制备非等壁厚板料；最后通过对非等壁厚板料进行超塑性成形制备波纹夹芯层。本发明制造出的波纹夹芯层壁厚均匀、夹芯重量明显降低、机械性能充分发挥，其制备成本低，生产效率高，具有很高的工程应用价值。

Description

波纹夹芯层制造方法
技术领域
本发明涉及一种波纹夹芯层制造方法，属于金属构件制造技术领域。
背景技术
目前，具有波纹夹芯层结构的复合板在航空、航天工程领域得到了广泛地应用，对于提高航空、航天器的整体结构性能，降低重量及改善隔热性能等方面发挥了重要作用。
但是，传统采用等壁厚板作为坯料，制造波纹夹芯层技术主要存在以下不足：(1)、壁厚不均匀。对于波纹夹芯层，目前最主要的方法是超塑性成形。由于成形过程中，板料不同部位的变形量不同，因此会导致成形后不同部位的厚度有差异；(2)、成形力相对较大。对于板料比较厚的情况，尽管处于超塑性成形状态，但是成形力仍然很大，因此对设备的气密性也提出了更高的要求；(3)、夹芯结构质量较大。航空航天工程领域对构件轻量化要求很高，对于板料很厚而中空部分的空间很小的结构，会导致最终制造出来的复合板密度则较大，甚至不满足航空航天等相关领域的需求。(4)、机械性能难以充分发挥。由于不同受载条件下的结构件各个部位受载大小和方式不同，有些部位受载很小甚至不受载，等壁厚板料制造出来的波纹夹芯结构在这些部位的厚度可能会很大，造成机械性能的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种波纹夹芯层制造方法，以解决现有技术中波纹夹芯层壁厚不均匀、成形力较大、夹芯重量较大、机械性能无法充分利用的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供的波纹夹芯层制造方法，包括以下步骤：
1）、加工带有波纹形状的凹模；
2）、在等壁厚板材上蚀刻网格；
3）、将步骤2）中的等壁厚板材平铺在凹模上，再将上模压在等壁厚板材上； 
4）、将步骤3）装配好的模具放入加热炉中，对上模进行机械加压，并将模具加热至425℃-900℃，同时通过上模的进气口通入氩气，对等壁厚板材进行超塑性成形，冷却后取出得到参考波纹夹芯层；
5）、根据步骤2）所蚀刻的网格分析步骤4）得到的波纹夹芯层不同部位的减薄情况，确定待加工等壁厚板料预减薄位置及预减薄量并对进行减薄处理，得到非等壁厚板料；
6）、将步骤5）得到的非等壁厚板料放入凹模内，合上上模后，将装配好的模具放入加热炉中，对上模进行机械加压，将模具加热425℃-900℃，同时通过上模的进气口通入氩气，对非等壁厚板料进行超塑性成形，冷却后取出得到最终波纹夹芯层。
本发明中，所述凹模1上的波纹为矩形波、梯形波、三角形波或正弦波。
本发明中，所述网格采用电化学腐蚀的方法蚀刻。
本发明中，所述步骤5）的减薄处理方法为化学铣切或机械加工。
本发明中，所述等壁厚板材和非等壁厚板料的材质同为钛合金、镁合金或铝合金。
本发明的有益效果在于：(1)、本方法制造出的波纹夹芯层壁厚均匀、夹芯重量明显降低、机械性能充分发挥；(2)、本发明制备成本低，生产效率高，具有很高的工程应用价值。
附图说明
图1为本发明方法流程示意图；
图2为本发明方法中等壁厚板材蚀刻网格示意图；
图3为本发明方法中组装后的模具示意图；
图4为本发明方法中预减薄位置示意图；
图5为本发明方法中最终波纹夹芯层示意图。
具体实施方式
下面结合图1至6及具体实施例对本发明作详细说明。
实施例1
第一步、用321不锈钢加工轮廓尺寸为260 mm×260 mm×40 mm的凹模1，凹模1上梯形波的波长为60mm，波幅为30mm，用于制造波纹夹芯层； 
第二步、在1mm厚、尺寸为260mm×260mm的等壁厚钛合金板材5上通过电化学腐蚀的方法蚀刻5mm×5mm的网格，用于确定成形后板材各个部位的减薄与壁厚分布情况，如图2所示；
第三步、将上述等壁厚钛合金板材5平铺在凹模1上，再将上模2压在等壁厚钛合金板材5上，如图3所示；
第四步、将装配好的模具放入加热炉中，对上模2进行机械加压，以保证密封性，同时将模具加热至900℃，并通过上模2的进气口3通入氩气，对等壁厚钛合金板材5进行超塑性成形，冷却取出即可得到波纹夹芯层；
第五步、根据第二步所蚀刻的网格分析第四步得到的波纹夹芯层不同部位的减薄情况，确定待加工等壁厚钛合金板料预减薄位置及预减薄量，如图4所示；
第六步、利用化学铣切方法根据上述确定的相关部位及预减薄量对待加工等壁厚钛合金板料进行减薄，得到非等壁厚钛合金板料4；
第七步、将非等壁厚板料钛合金4放入凹模1内，合上上模2后，将装配好的模具放入加热炉中，对上模2进行机械加压，将模具加热至900℃，同时通过上模2的进气口3通入氩气，对非等壁厚钛合金板料4进行超塑性成形，冷却后取出得到最终波纹夹芯层，如图5所示。
实施例2
第一步、用321不锈钢加工轮廓尺寸为260 mm×260 mm×40 mm的凹模1，凹模1上正弦波的波长为60mm，波幅为30mm，用于制造波纹夹芯层； 
第二步、在厚2.5mm、尺寸为260mm×260mm的等壁厚铝合金板材5上通过电化学腐蚀的方法蚀刻5mm×5mm的网格，用于确定成形后板材各个部位的减薄与壁厚分布情况，如图2所示；
第三步、将上述等壁厚铝合金板材5平铺在凹模1上，再将上模2压在等壁厚铝合金板材5上，如图3所示；
第四步、将装配好的模具放入加热炉中，对上模2进行机械加压，以保证密封性，同时将模具加热至650℃，并通过上模2的进气口3通入氩气，对等壁厚铝合金板材5进行超塑性成形，冷却取出即可得到波纹夹芯层；
第五步、根据第二步所蚀刻的网格分析第四步得到的波纹夹芯层不同部位的减薄情况，确定待加工等壁厚铝合金板料预减薄位置及预减薄量，如图4所示；
第六步、利用机械加工方法根据上述确定的相关部位及预减薄量对待加工等壁厚铝合金板料进行减薄，得到非等壁厚铝合金板料4；
第七步、将减薄好的非等壁厚铝合金板料4放入凹模1内，合上上模2后，将装配好的模具放入加热炉中，对上模2进行机械加压，将模具加热至650℃，同时通过上模2的进气口3通入氩气，对非等壁厚铝合金板料4进行超塑性成形，冷却后取出得到最终波纹夹芯层，如图5所示。
实施例3
第一步、用321不锈钢加工轮廓尺寸为260 mm×260 mm×40 mm的凹模1，凹模1上三角形波的波长为60mm，波幅为30mm，用于制造波纹夹芯层； 
第二步、在厚1.5mm、尺寸为260mm×260mm的镁合金板材5上通过电化学腐蚀的方法蚀刻5mm×5mm的网格，用于确定成形后板材各个部位的减薄与壁厚分布情况，如图2所示；
第三步、将上述等壁厚镁合金板材5平铺在凹模1上，再将上模2压在等壁厚镁合金板材5上，如图3所示；
第四步、将装配好的模具放入加热炉中，对上模2进行机械加压，以保证密封性，同时将模具加热至425℃，并通过上模2的进气口3通入氩气，对等壁厚镁合金板材5进行超塑性成形，冷却取出即可得到波纹夹芯层；
第五步、根据第二步所蚀刻的网格分析第四步得到的波纹夹芯层不同部位的减薄情况，确定待加工等壁厚镁合金板料预减薄位置及预减薄量，如图4所示；
第六步、利用化学铣切方法根据上述确定的相关部位及预减薄量对等壁厚板料进行减薄，得到非等壁厚镁合金板料4；
第七步、将非等壁厚镁合金板料4放入凹模1内，合上上模2后，将装配好的模具放入加热炉中，对上模2进行机械加压，将模具加热至425℃，同时通过上模2的进气口3通入氩气，对非等壁厚镁合金板料4进行超塑性成形，冷却后取出得到最终波纹夹芯层，如图5所示。
实施例4
第一步、用321不锈钢加工轮廓尺寸为260 mm×260 mm×40 mm的凹模1，凹模1上三角形波的波长为60mm，波幅为30mm，用于制造波纹夹芯层； 
第二步、在厚2.5mm、尺寸为260mm×260mm的等壁厚钛合金板材5上通过电化学腐蚀的方法蚀刻5mm×5mm的网格，用于确定成形后板材各个部位的减薄与壁厚分布情况，如图2所示；
第三步、将上述等壁厚钛合金板材5平铺在凹模1上，再将上模2压在等壁厚钛合金板材5上，如图3所示；
第四步、将装配好的模具放入加热炉中，对上模2进行机械加压，以保证密封性，同时将模具加热至790℃，并通过上模2的进气口3通入氩气，对等壁厚钛合金板材5进行超塑性成形，冷却取出即可得到波纹夹芯层；
第五步、根据第二步所蚀刻的网格分析第四步得到的波纹夹芯层不同部位的减薄情况，确定待加工等壁厚板料预减薄位置及预减薄量，如图4所示；
第六步、利用机械加工方法根据上述确定的相关部位及预减薄量对待加工等壁厚钛合金板料进行减薄，得到非等壁厚钛合金板料4；
第七步、将非等壁厚钛合金板料4放入凹模1内，合上上模2后，将装配好的模具放入加热炉中，对上模2进行机械加压，将模具加热至790℃，同时通过上模2的进气口3通入氩气，对非等壁厚钛合金板料4进行超塑性成形，冷却后取出得到最终波纹夹芯层，如图5所示。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。 

Claims (5)

1.一种波纹夹芯层制造方法，其特征在于包括以下步骤：
1）、加工带有波纹形状的凹模(1)；
2）、在等壁厚板材(5)上蚀刻网格；
3）、将步骤2）中的等壁厚板材(5)平铺在凹模(1)上，再将上模(2)压在等壁厚板材(5)上； 
4）、将步骤3）装配好的模具放入加热炉中，对上模(2)进行机械加压，并将模具加热至425℃-900℃，同时通过上模(2)的进气口(3)通入氩气，对等壁厚板材(5)进行超塑性成形，冷却后取出得到波纹夹芯层；
5）、根据步骤2）所蚀刻的网格分析步骤4）得到的波纹夹芯层不同部位的减薄情况，确定待加工等壁厚板料预减薄位置及预减薄量并进行减薄处理，得到非等壁厚板料（4）；
6）、将步骤5）得到的非等壁厚板料（4）放入凹模(1)内，合上上模(2)后，将装配好的模具放入加热炉中，对上模(2)进行机械加压，将模具加热425℃-900℃，同时通过上模(2)的进气口(3)通入氩气，对非等壁厚板料（4）进行超塑性成形，冷却后取出得到最终波纹夹芯层。
2.根据权利要求1所述的波纹夹芯层制造方法，其特征在于：所述凹模(1)上的波纹为矩形波、梯形波、三角形波或正弦波。
3.根据权利要求1所述的波纹夹芯层制造方法，其特征在于：所述网格采用电化学腐蚀的方法蚀刻。
4.根据权利要求1所述的波纹夹芯层制造方法，其特征在于：所述步骤5）的减薄处理方法为化学铣切或机械加工。
5.根据权利要求1至4任一项所述的波纹夹芯层制造方法，其特征在于：所述等壁厚板材(5)和非等壁厚板料（4）的材质同为钛合金、镁合金或铝合金。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE400037B (sv) * 1974-09-11 1978-03-13 Philips Nv Anordning for sicksack-bockning av bandmaterial eller skivmaterial och liknande
JPS6356317A (ja) * 1986-08-27 1988-03-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 超塑性成形による薄肉半球等の加工法
JPH01245923A (ja) * 1988-03-25 1989-10-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 超塑性成形部品の板厚分布制御方法
DE10028804A1 (de) * 2000-06-15 2001-12-20 Schuler Smg Gmbh & Co Kg Verfahren zum hydromechanischen Umformen von Blechen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
CN1395523A (zh) * 2000-09-21 2003-02-05 东丽株式会社 薄片的制造方法,控制薄片厚度的设备和程序,以及薄片
CN1468155A (zh) * 2000-09-15 2004-01-14 ά��ά��˹����³˹����˾ 超塑性成型模具和模具插入件
CN101418878A (zh) * 2008-11-28 2009-04-29 王刚 钛及钛合金波纹管制造方法
CN103071717A (zh) * 2013-02-04 2013-05-01 王国峰 轨道车辆用铝合金覆盖零件的超塑成形模具及其成形方法
CN103394592A (zh) * 2013-07-29 2013-11-20 北京超塑新技术有限公司 用于超塑成型的模具和方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE400037B (sv) * 1974-09-11 1978-03-13 Philips Nv Anordning for sicksack-bockning av bandmaterial eller skivmaterial och liknande
JPS6356317A (ja) * 1986-08-27 1988-03-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 超塑性成形による薄肉半球等の加工法
JPH01245923A (ja) * 1988-03-25 1989-10-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 超塑性成形部品の板厚分布制御方法
DE10028804A1 (de) * 2000-06-15 2001-12-20 Schuler Smg Gmbh & Co Kg Verfahren zum hydromechanischen Umformen von Blechen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
CN1468155A (zh) * 2000-09-15 2004-01-14 ά��ά��˹����³˹����˾ 超塑性成型模具和模具插入件
CN1395523A (zh) * 2000-09-21 2003-02-05 东丽株式会社 薄片的制造方法,控制薄片厚度的设备和程序,以及薄片
CN101418878A (zh) * 2008-11-28 2009-04-29 王刚 钛及钛合金波纹管制造方法
CN103071717A (zh) * 2013-02-04 2013-05-01 王国峰 轨道车辆用铝合金覆盖零件的超塑成形模具及其成形方法
CN103394592A (zh) * 2013-07-29 2013-11-20 北京超塑新技术有限公司 用于超塑成型的模具和方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
苑世剑: "《轻量化成形技术》", 30 September 2010, article "轻量化成形技术", pages: 4.2.1 - 4-8 *

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