CN107983818B - 一种超塑成形空心结构气道装置和气流分压方法 - Google Patents

Abstract

一种超塑成形空心结构气道装置，其技术要点是：包括外层板和内层板，外层板和内层板之间设置有筋格，筋格的一端连接有储气腔。一种超塑成形空心结构气道的气流分压方法，第一步，成形筋格；第二步，在筋格的前端预设储气腔；第三步，储气腔的侧壁上预设与筋格相连接的气流通路；第四步，储气腔通过堵塞高压气流的冲击作用后再分流，实现吹胀气流先减压再吹胀。该技术方案通过储气腔，使该区域快速体积膨胀从而降低气流压力并稳定分流至各立筋空腔，稳定和控制立筋成形过程及质量，通过预设储气腔截止冲胀气流，减小了高压气流导致筋格快速成形，由储气腔向各筋格空腔内分流吹胀气体，减小了各立筋成形腔格间的气压差。

Description

一种超塑成形空心结构气道装置和气流分压方法

技术领域

本发明涉及超塑成形装置和方法技术领域，具体的说是一种超塑成形空心结构气道装置和气流分压方法。

背景技术

现有技术中，超塑成形和扩散连接由三层结构毛坯组成，如图5所示。在三个板坯间分别涂覆有止焊剂，用于形成指定的内部空腔及立筋结构。其中，止焊剂前端位置留有一个筋格，用于将吹胀气体分解导流入各立筋中间的位置，形成各小空腔，如图6所示。

SPF/DB三层结构成形工艺中，三个板坯组合封边并抽真空后形成密闭口袋，首先，进行扩散连接工序，在高温高压环境下，板坯间紧密贴合，除涂覆止焊剂区域外，金属层间焊合、界面消失；密封口袋的气道凹槽也受压变形而贴合。其次，进行超塑成形工序，同样在高温环境下，外部惰性气体通过气道进入口袋内部，吹胀成形。此过程中，气体先吹胀扩散连接工序中已经变形瘪合的气道凹槽，使其扩张，截面积增大，确保气路畅通；之后，气体进入止焊剂前端的筋格，使该区域成形胀起，自该筋格分流入各立筋间空腔位置。

传统SPF/DB三层结构成形中，吹胀气压的设计和控制成为影响结构成形质量的难点，原因在于：吹胀初始阶段，气压较小，气道凹槽无法顺利扩张，气流无法进入空腔区域；随着成形气压升高至某临界值时，较大的气压导致凹槽通路快速打开，相对高压的吹胀气体快速进入止焊剂前端的筋格，并继续快速吹胀各立筋腔格成形。高压吹胀气体偏离原设定压力曲线而快速进入零件内部，极易导致三种成形问题：第一种成形问题是高压气体快速进入空腔，使得立筋成形速率严重偏离了设定的最佳速率，从而导致立筋厚度局部减薄、甚至破裂、空腔表面皱褶等缺陷；第二种成形问题是高压气体快速进入空腔，由于气体流动阻力产生压差的存在，易造成靠近气道区域的立筋成形气压大、速率快，远离气道区域的立筋成形气压低、速率慢，从而区域成形的差异易导致出现表面褶皱。第三种成形问题是高压气体快速进入空腔，易出现芯板两面空腔进气速率不一致、存在压差，从而使得单侧蒙皮成形过快，立筋扭曲等缺陷。

综上所述，三层结构在气道通路吹胀开启后的压力分流和控制是保证结构成形质量的关键。

发明内容

本发明的目的就是解决以上技术中存在的问题，并为此提供一种超塑成形空心结构气道装置和气流分压方法。

一种超塑成形空心结构气道装置，包括外层板和内层板，外层板和内层板之间设置有筋格，筋格的一端连接有储气腔。

进一步地，储气腔的侧壁上设置有与筋格相连接的气流通路。

进一步地，筋格与储气腔构成空心结构，储气腔位于空心结构的前端部，储气腔的长轴垂直于筋格的长轴。

进一步地，结构成形前，外层板和内层板之间设置有芯板，芯板的前端部和内层板的前端部之间设置有垫板，芯板的前端部和垫板上分别设置有通气孔。

进一步地，外层板和芯板及内层板之间分别设置有止焊剂，垫板的表面也设置有止焊剂。

进一步地，还包括多块层板，多块层板的数量为1-6块。

一种超塑成形空心结构气道的气流分压方法，包括以下步骤，

第一步，结构成形前，外层板、芯板、垫板、内层板连接形成一个周边封闭的口袋，其中相邻的板料间预设止焊剂，以成形筋格；

第二步，在筋格的前端预设储气腔，吹胀成形时，高压气流进入口袋，首先冲胀该储气腔，再分解进入各成形筋格内；

第三步，储气腔的侧壁上预设与筋格相连接的气流通路，吹胀高压气流首先进入储气腔，经由气流通路分别流入各筋格内；

第四步，储气腔通过堵塞高压气流的冲击作用后再分流，实现吹胀气流先减压再吹胀。

本发明的优点：

1，通过储气腔，使该区域快速体积膨胀从而降低气流压力并稳定分流至各立筋空腔；

2，稳定和控制立筋成形过程及质量；

3，通过预设储气腔截止冲胀气流，减小了高压气流导致筋格快速成形；

4，由储气腔向各筋格空腔内分流吹胀气体，减小了各立筋成形腔格间的气压差。

附图说明

图1是本发明的成形后与筋格长轴平行的剖面结构示意简图；

图2是本发明的俯视图的结构示意简图；

图3是本发明的成形后与筋格长轴垂直的剖面结构示意简图；

图4是是本发明的毛坯示意简图；

图5是现有技术的毛坯示意简图；

图6是现有技术的与筋格长轴垂直的剖面结构示意简图。

具体实施例

为了使本发明更容易被清楚理解，以下结合附图以及实施例对本发明的技术方案作以详细说明。

实施例1

如图1-3所示，一种超塑成形空心结构气道装置，包括外层板1和内层板3，外层板1和内层板3之间设置有筋格2，筋格2的一端连接有储气腔4。

实施例2

如图1-3所示，一种超塑成形空心结构气道装置，包括外层板1和内层板3，外层板1和内层板3之间设置有筋格2，筋格2的一端连接有储气腔4，储气腔4的侧壁上设置有与筋格2相连接的气流通路，筋格2与储气腔4构成空心结构，储气腔4位于空心结构的前端部，储气腔4的长轴垂直于筋格2的长轴。

实施例3

如图1-4所示，一种超塑成形空心结构气道装置，包括外层板1和内层板3，外层板1和内层板3之间设置有筋格2，筋格2的一端连接有储气腔4，储气腔4的侧壁上设置有与筋格2相连接的气流通路，筋格2与储气腔4构成空心结构，储气腔4位于空心结构的前端部，储气腔4的长轴垂直于筋格2的长轴。

结构成形前，外层板1和内层板3之间设置有芯板8，芯板8的前端部和内层板3的前端部之间设置有垫板6，芯板8的前端部和垫板6上分别设置有通气孔5，外层板1和芯板8及内层板3之间分别设置有止焊剂7，垫板6的表面也设置有止焊剂7。本发明也可以由多块层板组成，多块层板的数量为1-6块。

一种超塑成形空心结构气道的气流分压方法，包括以下步骤：

第一步，外层板1、芯板8、垫板6、内层板3连接形成一个周边封闭的口袋，其中相邻的板料间预设止焊剂，以成形筋格2；

第二步，在筋格2的前端预设储气腔4，吹胀成形时，高压气流进入口袋，首先冲胀该储气腔4，再分解进入各成形筋格2内；

第三步，储气腔4的侧壁上预设与筋格2相连接的气流通路，吹胀高压气流首先进入储气腔4，经由气流通路分别流入各筋格2内；

第四步，储气腔4通过堵塞高压气流的冲击作用后再分流，实现吹胀气流先减压再吹胀。

Claims (6)

1.一种超塑成形空心结构气道装置，包括外层板和内层板，外层板和内层板之间设置有筋格，其特征在于：筋格的一端连接有储气腔，结构成形前，外层板和内层板之间设置有芯板，芯板的前端部和内层板的前端部之间设置有垫板，芯板的前端部和垫板上分别设置有通气孔。

2.根据权利要求1所述的一种超塑成形空心结构气道装置，其特征在于：储气腔的侧壁上设置有与筋格相连接的气流通路。

3.根据权利要求1所述的一种超塑成形空心结构气道装置，其特征在于：筋格与储气腔构成空心结构，储气腔位于空心结构的前端部，储气腔的长轴垂直于筋格的长轴。

4.根据权利要求1所述的一种超塑成形空心结构气道装置，其特征在于：外层板和芯板及内层板之间分别设置有止焊剂，垫板的表面也设置有止焊剂。

5.根据权利要求1所述的一种超塑成形空心结构气道装置，其特征在于：还包括多块层板，多块层板的数量为1-6块。

6.一种超塑成形空心结构气道的气流分压方法，其特征在于：采用如权利要求1至5任一项所述的气道装置，包括以下步骤，

第一步，结构成形前，外层板、芯板、垫板、内层板连接形成一个周边封闭的口袋，其中相邻的板料间预设止焊剂，以成形筋格；

第二步，在筋格的前端预设储气腔，吹胀成形时，高压气流进入口袋，首先冲胀该储气腔，再分解进入各成形筋格内；

第三步，储气腔的侧壁上预设与筋格相连接的气流通路，吹胀高压气流首先进入储气腔，经由气流通路分别流入各筋格内；

第四步，储气腔通过堵塞高压气流的冲击作用后再分流，实现吹胀气流先减压再吹胀。