CN108393657A - 一种航空用轻量化集装板的生产方法及其产品 - Google Patents

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史文彬
康铭
窦志家
董颖
刘施洋
张广明
景畔
杭天明
孙巍
李鹏伟
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Liaoning Zhongwang Aluminum Alloy Deep Processing Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种航空用轻量化集装板的生产方法及其产品，应用在航天无人机装备领域，生产方法，包括部件加工和总装连接。部件加工除底板外均采用挤压一次成型，总装连接均采用TIG焊连接。产品为由该方法制得。本发明可优化集装板各部件的加工方式及总装连接方式，以改善集装板的防滑度、强度/刚度，消除开裂、起皱和叠料等质量问题，提高使用寿命，同时降低重量，简化加工工序，节省制造成本。

Description

一种航空用轻量化集装板的生产方法及其产品
技术领域
本发明属于航天无人机装备领域，具体涉及一种航空用轻量化集装板的生产方法及其产品。
背景技术
随着科技的发展和进步，无人机产业在现今社会应用越来越火热。无论是从民用的娱乐、航拍和快递，或是政府用的救灾、救援，亦或是军用的战斗、侦查，无人机在其中均具有非常大的作用及意义。近期在物流领域的应用开始越发普及。为了达到航空领域轻量化和高速化的目的，无论是从机体结构还是内部配套部件，逐渐采用轻量化的材料。
无人机轻量化航空集装板是应时代趋势而出现的产物。集装板由底板、加强筋、叉槽、U型钩、护角等部件构成。传统集装板部件的加工方式多为铝板冲压、机加，部件间的总装连接方式为点焊，或是铆接，存在的问题为：1、底板为冲压而成，易造成翘曲，表面光滑，防滑性不好；2、加强筋为冲压而成，厚度不够，内部框架处易开裂，四个角处易起皱，有叠料风险；3、叉槽、U型钩为冲压和机加成型，浪费工时，效率低下，成本高；4、护角冲压成型，料薄，易起皱、开裂，防撞强度不高；5、总装连接方式为点焊，部件间连接强度不足，焊缝强度不够；叉槽只能焊接一侧，易造成上翘，甚至造成叉槽与加强筋之间焊道撕裂，且加强筋和底板厚度较薄，点焊易产生较大波浪等不规则变形；连接方式为铆接，会造成整体重量增加，其强度和刚度效果一般，导致使用寿命有限。
因此，有必要研究出一种航空用轻量化集装板的生产方法及其产品，以有效解决上述问题。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种航空用轻量化集装板的生产方法，优化集装板各部件的加工方式及总装连接方式，以改善集装板的防滑度、强度/刚度，消除开裂、起皱和叠料等质量问题，提高使用寿命，同时降低重量，简化加工工序，节省制造成本。
一种航空用轻量化集装板的生产方法，包括以下步骤：
(1)部件加工：
(1-1)底板：采用1～2mm厚铝制波纹板机加切割成型；
(1-2)加强筋：先挤压一次成型，再机加钻设U型钩连接孔；
(1-3)叉槽：先挤压一次成型，再机加钻设减重孔；
(1-4)U型钩：先挤压一次成型为棍状，再进行折弯处理；
(1-5)护角：采用10～15mm厚型材挤压一次成型，再机加钻设减重孔；
(2)总装连接：加强筋分别与底板、叉槽、U型钩、护角之间均采用TIG焊进行焊接连接；叉槽与底板也采用TIG焊进行焊接连接；
优选的，还包括以下步骤：
(3)成品检测：对步骤(2)中得到的集装板逐渐增重至200kg，保持负重12小时，卸重后复查尺寸，检查集装板水平度和基本尺寸的变形量是否在1～2mm公差范围内；若否，则判定集装板质量不合格，若是，则判定集装板质量符合使用要求。
优选的，步骤(1-2)～(1-5)中挤压一次成型的型材全部采用6005A-T6铝合金，并满足GB/T6892-2015，GB/T 14846-2008普通级要求。
优选的，步骤(1-4)中U型钩折弯处理后，在后续焊接前对其两端进行机加打磨，以保证两端长度一致性和和可焊性。
优选的，步骤(1-1)中的机加切割，步骤(1-2)及(1-3)中的机加钻孔，均按照公差满足GB/T1804-m，GB/T 1184-k的要求进行加工。
优选的，步骤(2)按照ISO13920-BF标准进行焊接，并对焊缝进行PT、VT、RT检测，保证满足ISO10042-C要求。
优选的，步骤(3)200kg保持12小时的负重检测重复2～5次，以最后一次检测结果进行判定质量是否合格。
本发明的目的之二在于提供一种航空用轻量化集装板，其由上述生产方法加工而成。保证集装板具有低重量，高强度的优良特性，以实现应用于无人机轻量化航空集装板之中。
本发明的有益效果在于：
1、对于底板，本发明采用1～2mm厚铝制波纹板切割而成，相对于传统冲压方式，避免了翘曲情况出现，且具有良好的防滑性。
2、对于加强筋、叉槽、U型钩、护角，本发明采用挤压一次成型，相对于传统的冲压或机架成型，具有更高的强度和刚度，避免了开裂、起皱或叠料等生产风险及质量缺陷，提高使用寿命，其工艺简单，工序减少，效率高，生产成本低。
3、对于护角，其采用10～15mm厚型材挤压一次成型，相对传统冲压板料1～2mm，其强度更高，耐碰撞性更好。
4、对于部件间的总装连接方式，本申请采用TIG焊完成，相对点焊，部件间具有更高的连接强度，焊缝质量也更加均匀规整，相对铆接，也不会增加集装板重量。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为集装板整体结构示意图；
图2为加强筋结构示意图；
图3为叉槽结构示意图；
图4为U型钩结构示意图；
图5为护角结构示意图。
附图中标记如下：底板1、加强筋2、叉槽3、U型钩4、护角5。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
一种航空用轻量化集装板的生产方法，包括以下步骤：
(1)部件加工：
(1-1)底板1：采用1～2mm厚铝制波纹板机加切割成型；
(1-2)加强筋2：先挤压一次成型，再机加钻设U型钩连接孔；
(1-3)叉槽3：先挤压一次成型，再机加钻设减重孔；
(1-4)U型钩4：先挤压一次成型为棍状，再进行折弯处理；
(1-5)护角5：采用10～15mm厚型材挤压一次成型，再机加钻设减重孔；
(2)总装连接：加强筋2分别与底板1、叉槽3、U型钩4、护角5之间均采用TIG焊进行焊接连接；叉槽3与底板1也采用TIG焊进行焊接连接；
对于底板，本发明采用1～2mm厚铝制波纹板切割而成，相对于传统冲压方式，避免了翘曲情况出现，且具有良好的防滑性。
对于加强筋、叉槽、U型钩、护角，本发明采用挤压一次成型，相对于传统的冲压或机架成型，具有更高的强度和刚度，避免了开裂、起皱或叠料等生产风险及质量缺陷，提高使用寿命，其工艺简单，工序减少，效率高，生产成本低。
对于护角，其采用10～15mm厚型材挤压一次成型，相对传统冲压板料1～2mm，其强度更高，耐碰撞性更好。
对于部件间的总装连接方式，本申请采用TIG焊完成，相对点焊，部件间具有更高的连接强度，焊缝质量也更加均匀规整，相对铆接，也不会增加集装板重量。
进一步的，本实施例还包括步骤(3)成品检测：对步骤(2)中得到的集装板逐渐增重至200kg，保持负重12小时，卸重后复查尺寸，检查集装板水平度和基本尺寸的变形量是否在1～2mm公差范围内；若否，则判定集装板质量不合格，若是，则判定集装板质量符合使用要求。将成品检测纳入生产步序，可对集装板的质量进行良好的监控。
进一步的，本实施例采用的步骤(1-2)～(1-5)中挤压一次成型的型材全部采用6005A-T6铝合金，并满足GB/T 6892-2015，GB/T 14846-2008普通级要求。
进一步的，本实施例采用的步骤(1-4)中U型钩折弯处理后，在后续焊接前对其两端进行机加打磨，以保证两端长度一致性和可焊性。
进一步的，本实施例采用的步骤(1-1)中的机加切割，步骤(1-2)及(1-3)中的机加钻孔，均按照公差满足GB/T 1804-m，GB/T 1184-k的要求进行加工。
进一步的，本实施例采用的步骤(2)按照ISO13920-BF标准进行焊接，并对焊缝进行PT、VT、RT检测，保证满足ISO10042-C要求。
进一步的，本实施例采用的步骤(3)200kg保持12小时的负重检测重复2～5次，以最后一次检测结果进行判定质量是否合格。该设计可从一致性和稳定性的角度，更加有效的检测产品质量。
最终的得到的集装板产品性能参考：
1)整体尺寸：长、宽公差控制在0～3mm，边缘厚度±1mm，底板平面度≤10mm，其余公差均满足ISO 2768-mk。
2)重量：约为18.6kg。
3)承载能力：≥200kg。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种航空用轻量化集装板的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)部件加工：
(1-1)底板：采用1～2mm厚铝制波纹板机加切割成型；
(1-2)加强筋：先挤压一次成型，再机加钻设U型钩连接孔；
(1-3)叉槽：先挤压一次成型，再机加钻设减重孔；
(1-4)U型钩：先挤压一次成型为棍状，再进行折弯处理；
(1-5)护角：采用10～15mm厚型材挤压一次成型，再机加钻设减重孔；
(2)总装连接：加强筋分别与底板、叉槽、U型钩、护角之间均采用TIG焊进行焊接连接；叉槽与底板也采用TIG焊进行焊接连接。
2.根据权利要求1所述的航空用轻量化集装板的生产方法，其特征在于：还包括以下步骤：
(3)成品检测：对步骤(2)中得到的集装板逐渐增重至200kg，保持负重12小时，卸重后复查尺寸，检查集装板水平度和基本尺寸的变形量是否在1～2mm公差范围内；若否，则判定集装板质量不合格，若是，则判定集装板质量符合使用要求。
3.根据权利要求1所述的航空用轻量化集装板的生产方法，其特征在于：步骤(1-2)～(1-5)中挤压一次成型的型材全部采用6005A-T6铝合金，并满足GB/T 6892-2015，GB/T14846-2008普通级要求。
4.根据权利要求1所述的航空用轻量化集装板的生产方法，其特征在于：步骤(1-4)中U型钩折弯处理后，在后续焊接前对其两端进行机加打磨，以保证两端长度一致性和可焊性。
5.根据权利要求1所述的航空用轻量化集装板的生产方法，其特征在于：步骤(1-1)中的机加切割，步骤(1-2)及(1-3)中的机加钻孔，均按照公差满足GB/T 1804-m，GB/T 1184-k的要求进行加工。
6.根据权利要求1所述的航空用轻量化集装板的生产方法，其特征在于：步骤(2)按照ISO13920-BF标准进行焊接，并对焊缝进行PT、VT、RT检测，保证满足ISO10042-C要求。
7.根据权利要求2所述的航空用轻量化集装板的生产方法，其特征在于：步骤(3)200kg保持12小时的负重检测重复2～5次，以最后一次检测结果进行判定质量是否合格。
8.一种航空用轻量化集装板，其特征在于：由权利要求1～7任一所述的生产方法加工而成。
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