專利名稱：方形儲(chǔ)箱成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鈑金、焊接薄板成形和變形控制、整體裝配技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種箱體 成形方法。
背景技術(shù)：
方形儲(chǔ)箱通常由薄板通過折彎焊接，制成一個(gè)方筒形產(chǎn)品，兩端加工成預(yù)留連接 孔的框體，可供需要存儲(chǔ)的產(chǎn)品兩側(cè)端框裝入儲(chǔ)箱內(nèi)。方形儲(chǔ)箱在中部設(shè)有兩件實(shí)心的框 體，可以完成箱體的上端吊掛和下端鎖緊，方便運(yùn)輸。為了制備一個(gè)方形儲(chǔ)箱，現(xiàn)有技術(shù)通 常包括以下步驟
一、零部件加工，包括以下內(nèi)容
1.鈑金件成形
大型鈑金件的成形常常采用的方法是外形剪板下料一數(shù)控折彎，下料的精度和折 彎的角度控制，對(duì)于蒙皮的成形尺寸起到?jīng)Q定性的影響。為此，需用數(shù)控機(jī)床專門下料以控 制下料尺寸，蒙皮下料精度控制在0. 5mm的誤差外圍內(nèi)，再用專用折彎模具，在數(shù)控折彎機(jī) 上進(jìn)行折彎以保證各折彎件的形狀尺寸一致，折彎后工件的外形尺寸，控制在Imm的誤差 外圍內(nèi)，并且通過樣件的加工來驗(yàn)證和確定下料和折彎的各項(xiàng)參數(shù)。
2.典型零件的加工
作為箱體的主要組成結(jié)構(gòu)件，上端吊掛和下端鎖緊通常在前、后兩件實(shí)心的框體 上來實(shí)現(xiàn)，該零件的成形是整個(gè)箱體基準(zhǔn)的關(guān)鍵所在。前、后實(shí)心框和前后端框均采用厚板 材整體加工。該方法采用厚板整體機(jī)加制造箱體的實(shí)心框、端框、法蘭，材料浪費(fèi)大、制造成 本高，不適合方形儲(chǔ)箱的批量生產(chǎn)。
二、焊接
在大尺寸鈑焊的變形控制、提高焊縫質(zhì)量等方面，可以采用的焊接方法包括變極 性等離子焊、局部真空電子束焊、氣脈沖焊接技術(shù)、攪拌摩擦焊等。但基于生產(chǎn)成本低和使 用方便考慮，惰性氣體保護(hù)焊是首選方法。再者，對(duì)焊接變形進(jìn)行控制，可以在焊后采用加 熱矯正法和機(jī)械矯正法進(jìn)行校形，或在焊接前或在焊接過程中進(jìn)行預(yù)變形或預(yù)拉伸方法， 即采取強(qiáng)力固定法或強(qiáng)力拉伸法，例如機(jī)械拉伸法和溫差拉伸法等技術(shù)進(jìn)行控制。相對(duì)來 說，強(qiáng)力固定法是較為簡單易行的技術(shù)方案。
焊接需在專用平臺(tái)上(平臺(tái)級(jí)別為111級(jí))，焊時(shí)用內(nèi)撐工裝和壓緊工裝。各焊接 接頭處進(jìn)行局部加工以保證各接頭處焊接質(zhì)量。焊接時(shí)要根據(jù)焊縫間隙和焊接收縮量確定 組成筒體各件的長度和寬度，環(huán)焊縫要用加強(qiáng)框遮蓋。焊接中的直焊縫采用CZ12-3X3型 焊接操作機(jī)配套米加尼克雙脈沖熔化極氬弧焊機(jī)設(shè)備，針對(duì)該設(shè)備進(jìn)行小樣試驗(yàn)并測試， 確定箱體焊接的相關(guān)工藝參數(shù)，保證箱體的焊接質(zhì)量。
三、振動(dòng)消除焊接應(yīng)力
振動(dòng)時(shí)效是介于自然時(shí)效和熱時(shí)效兩者之間的方法，即工件在激振器所施加的周 期性外力作用下產(chǎn)生共振松弛殘余應(yīng)力，獲得尺寸穩(wěn)定性。振動(dòng)時(shí)效可以消除殘余應(yīng)力20 50%，比熱時(shí)效低一些，但比自然時(shí)效高，主要是降低殘余應(yīng)力峰值；它和自然時(shí)效一 樣，能提高工件的松弛剛度，而熱時(shí)效卻使工件的松弛剛度下降。
四、裝配
方形儲(chǔ)箱在總裝調(diào)試過程中，需要安裝箱體中多處接口尺寸、多個(gè)機(jī)構(gòu)及部件的 相對(duì)安裝位置和功能。由于儲(chǔ)箱尺寸較大，多數(shù)位置為空間尺寸，對(duì)其進(jìn)行安裝一般借助基 準(zhǔn)轉(zhuǎn)化來進(jìn)行，即將設(shè)計(jì)基準(zhǔn)轉(zhuǎn)化成可以精確定位的裝配基準(zhǔn)，再以此基準(zhǔn)來確定其余與 此基準(zhǔn)有位置關(guān)系的各個(gè)零部件，以滿足各個(gè)接口尺寸基準(zhǔn)統(tǒng)一的裝配要求。
五、檢驗(yàn)和試驗(yàn)
大型方形儲(chǔ)箱的檢驗(yàn)和試驗(yàn)，是確定裝配的各個(gè)零部件與裝配基準(zhǔn)之間的位置尺 寸精度是否滿足使用的要求，特別是方形儲(chǔ)箱所需要放置的產(chǎn)品與其接觸的零部件之間的 位置要求，往往通過模擬產(chǎn)品各個(gè)接口尺寸的專用工裝來檢驗(yàn)整箱的裝配質(zhì)量。
但是，由于形成工藝等限制，現(xiàn)有技術(shù)存在生產(chǎn)效率低、焊接變形不易控制、成本 高、裝配精度差等不足。發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)效率低、焊接變形不易控制和裝配精度差等不足，本發(fā)明 提供一種方形儲(chǔ)箱成形方法，能夠控制焊接變形，控制蒙皮折彎精度，提高焊接質(zhì)量。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括以下步驟
(1)鈑金件成形
采用鋁合金板作為蒙皮材料，將蒙皮的板厚累加到蒙皮平板展開長度中，按照該 尺寸下料，長度方向精度控制在士0. 5mm范圍內(nèi)，修光毛刺，以下料的兩端作為折彎的基準(zhǔn) 邊，等高折成U形。折彎時(shí)，將折彎角度適當(dāng)?shù)販p小，保證撤出折彎壓力后零件的折彎角度 在 90° 士 1°。
(2)焊接成形
鋁合金板和焊絲在焊接前先用丙酮進(jìn)行清洗，待丙酮揮發(fā)后，再清除坡口表面的 氧化膜并擦拭干凈，采用惰性氣體保護(hù)焊方法進(jìn)行I字形焊接坡口焊接，焊接時(shí)以與焊縫 平行的方形儲(chǔ)箱中軸線作為對(duì)稱軸，在對(duì)稱軸兩側(cè)的兩條焊縫上由同一端開始向另一端依 次輪流進(jìn)行點(diǎn)焊。焊接后對(duì)焊接接頭進(jìn)行X射線探傷，要求達(dá)到I級(jí)焊縫要求，焊接強(qiáng)度需 要達(dá)到鋁合金板強(qiáng)度的90%以上。
(3)熱處理
采用穩(wěn)定化熱處理來消除焊接應(yīng)力，將整箱放入常溫?zé)崽幚頎t中，隨爐加熱至 190°C 210°C，保溫30min 60min，隨爐冷卻。
(4)箱體的整體機(jī)械加工，包括以下步驟
(a)劃箱體的水平和垂直幾何中心線
在劃線平臺(tái)用千斤頂三點(diǎn)等高支撐在箱體結(jié)構(gòu)的前、后實(shí)心框底面，前實(shí)心框兩 點(diǎn)支撐，測量箱體前、后實(shí)心框頂邊由中心向兩側(cè)400mm處距離平臺(tái)的高度尺寸，分別記錄 并計(jì)算前實(shí)心框上兩點(diǎn)的測量值、平均值和后實(shí)心框上兩點(diǎn)的測量值、平均值，調(diào)整其中的 一點(diǎn)支撐重新測量，使前、后實(shí)心框所計(jì)算的高度平均值差值最小，計(jì)算并記錄前、后實(shí)心 框上所測量的四點(diǎn)的平均值為箱體支撐后的實(shí)際高度值。劃線高度=箱體支撐后的實(shí)際高度值-[(箱體支撐后的實(shí)際高度值-支撐高度-8)/2]。
以前后實(shí)心框的幾何中心連線作為箱體的中軸線，沿中心軸線將箱體翻轉(zhuǎn)90°， 在劃線平臺(tái)用千斤頂三點(diǎn)支撐在箱體結(jié)構(gòu)的前、后實(shí)心框向下的側(cè)面，前實(shí)心框兩點(diǎn)支撐， 測量箱體前、后實(shí)心框所在頂邊由中心向兩側(cè)400mm處距離平臺(tái)的高度，找正箱體外表面 已劃實(shí)際水平幾何中心線所確定的平面垂直處距離平臺(tái)的高度尺寸，記錄并計(jì)算四點(diǎn)測量 值的平均值作為箱體垂直支撐后的高度。劃線高度=箱體支撐后的實(shí)際高度值-[(箱體支 撐后的實(shí)際高度值-支撐高度)/2]。
(b)箱體的機(jī)械加工
采用一次裝夾連續(xù)加工的方法，按照步驟(a)確定的基準(zhǔn)線，在工作平臺(tái)上找正 箱體，找正精度控制在0. 5mm范圍內(nèi)，再連續(xù)銑削加工實(shí)心框的底面和側(cè)面，作為后續(xù)裝配 的基準(zhǔn)面，最后逐個(gè)加工各個(gè)孔口。
(5)裝配
以箱體機(jī)加后的實(shí)心框底面和側(cè)面為基準(zhǔn)裝配底座，底座裝配完成后所形成的平 面確定為后期箱體各個(gè)零部件的裝配基準(zhǔn)，所有的零部件以此為裝配基準(zhǔn)。
所述的焊接參數(shù)如表1所示。
表IMIG焊焊接工藝規(guī)范
權(quán)利要求
1.一種方形儲(chǔ)箱成形方法，其特征在于包括下述步驟(1)采用鋁合金板作為蒙皮材料，將蒙皮的板厚累加到蒙皮平板展開長度中，按照該 尺寸下料，長度方向精度控制在士0. 5mm范圍內(nèi)，修光毛刺，以下料的兩端作為折彎的基準(zhǔn) 邊，等高折成U形；折彎時(shí)，將折彎角度適當(dāng)?shù)販p小，保證撤出折彎壓力后零件的折彎角度 在 90° 士 1° ；(2)鋁合金板和焊絲在焊接前先用丙酮進(jìn)行清洗，待丙酮揮發(fā)后，再清除坡口表面的氧 化膜并擦拭干凈，采用惰性氣體保護(hù)焊方法進(jìn)行I字形焊接坡口焊接，焊接時(shí)以與焊縫平 行的方形儲(chǔ)箱中軸線作為對(duì)稱軸，在對(duì)稱軸兩側(cè)的兩條焊縫上由同一端開始向另一端依次 輪流進(jìn)行點(diǎn)焊；焊接后對(duì)焊接接頭進(jìn)行X射線探傷，要求達(dá)到I級(jí)焊縫要求，焊接強(qiáng)度需要 達(dá)到鋁合金板強(qiáng)度的90%以上；(3)采用穩(wěn)定化熱處理來消除焊接應(yīng)力，將整箱放入常溫?zé)崽幚頎t中，隨爐加熱至 190°C 210°C，保溫30min 60min，隨爐冷卻；(4)箱體的整體機(jī)械加工，包括以下步驟(a)在劃線平臺(tái)用千斤頂三點(diǎn)等高支撐在箱體結(jié)構(gòu)的前、后實(shí)心框底面，前實(shí)心框兩點(diǎn) 支撐，測量箱體前、后實(shí)心框頂邊由中心向兩側(cè)400mm處距離平臺(tái)的高度尺寸，分別記錄并 計(jì)算前實(shí)心框上兩點(diǎn)的測量值、平均值和后實(shí)心框上兩點(diǎn)的測量值、平均值，調(diào)整其中的一 點(diǎn)支撐重新測量，使前、后實(shí)心框所計(jì)算的高度平均值差值最小，計(jì)算并記錄前、后實(shí)心框 上所測量的四點(diǎn)的平均值為箱體支撐后的實(shí)際高度值；劃線高度=箱體支撐后的實(shí)際高度 值-[(箱體支撐后的實(shí)際高度值-支撐高度-8)/2]；以前后實(shí)心框的幾何中心連線作為 箱體的中軸線，沿中心軸線將箱體翻轉(zhuǎn)90°，在劃線平臺(tái)用千斤頂三點(diǎn)支撐在箱體結(jié)構(gòu)的 前、后實(shí)心框向下的側(cè)面，前實(shí)心框兩點(diǎn)支撐，測量箱體前、后實(shí)心框所在頂邊由中心向兩 側(cè)400mm處距離平臺(tái)的高度，找正箱體外表面已劃實(shí)際水平幾何中心線所確定的平面垂直 處距離平臺(tái)的高度尺寸，記錄并計(jì)算四點(diǎn)測量值的平均值作為箱體垂直支撐后的高度；劃 線高度=箱體支撐后的實(shí)際高度值-[(箱體支撐后的實(shí)際高度值-支撐高度)/2]；(b)采用一次裝夾連續(xù)加工的方法，按照步驟(a)確定的基準(zhǔn)線，在工作平臺(tái)上找正箱 體，找正精度控制在0. 5mm范圍內(nèi)，再連續(xù)銑削加工實(shí)心框的底面和側(cè)面，作為后續(xù)裝配的 基準(zhǔn)面，最后逐個(gè)加工各個(gè)孔口 ；(5)以箱體機(jī)加后的實(shí)心框底面和側(cè)面為基準(zhǔn)裝配底座，底座裝配完成后所形成的平 面確定為后期箱體各個(gè)零部件的裝配基準(zhǔn)，所有的零部件以此為裝配基準(zhǔn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方形儲(chǔ)箱成形方法，其特征在于所述的焊接參數(shù)如下表所TJn ο
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方形儲(chǔ)箱成形方法，其特征在于所述的步驟( 在焊接裝 配前保證焊縫位置留2mm間隙，焊縫下側(cè)墊不銹鋼墊板，開圓弧形成形槽，深度1.5mm 2mm,寬4mm 6mm，焊接時(shí)要求在焊縫位置全長壓緊，在筒體內(nèi)部撐緊，保證焊縫在焊接過 程中的縫隙均勻穩(wěn)定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種方形儲(chǔ)箱成形方法，首先將蒙皮的板厚累加到蒙皮平板展開長度中下料，以下料的兩端作為折彎的基準(zhǔn)邊，等高折成U形。采用惰性氣體保護(hù)焊方法進(jìn)行I字形焊接坡口焊接，焊接時(shí)在對(duì)稱的兩個(gè)焊縫上依次輪流進(jìn)行點(diǎn)焊，焊接后對(duì)焊接接頭進(jìn)行X射線探傷。然后采用穩(wěn)定化熱處理來消除焊接應(yīng)力，并根據(jù)劃出的箱體水平和垂直幾何中心線進(jìn)行箱體的機(jī)械加工。最終為箱體裝配各個(gè)零部件。本發(fā)明很好的控制了前箱段焊接后局部下沉的缺陷，控制了焊接變形，減少了實(shí)心框預(yù)留加工余量，提高了焊接精度、焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低了成本。
文檔編號(hào)B23P15/00GK102029507SQ201010527499
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月28日
發(fā)明者劉江, 史永祿, 張?jiān)蒲? 李成祿, 李碧芳, 趙征 申請(qǐng)人:中國航天科工集團(tuán)第二研究院二一〇所