一種飛機上緣條零件熱處理變形控制方法
【專利摘要】一種控制飛機上緣條零件熱處理變形的方法，所述零件由薄壁狀曲面翼板和位于翼板中心的上立筋和下立筋組成，已知零件的理論外形，有變形控制夾具，該夾具含有夾具本體、多個定位塊和多個壓緊塊以及連接銷，每個定位塊的上表面中部還設有零件對應部位下立筋的避讓槽，每個壓緊塊的下表面中部還設有零件對應部位上立筋的避讓槽，將變形控制夾具和零件一起進行熱處理后再將零件與變形控制夾具分離即可。
【專利說明】一種飛機上緣條零件熱處理變形控制方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于飛機制造【技術領域】，涉及零件熱處理變形控制技術，具體是一種飛機 上緣條零件熱處理變形控制方法。

【背景技術】
[0002] 在飛機制造中，有很多的上緣條類機加件，這些零件的毛料狀態(tài)大多為Ti-6A1_4V 鍛件，其結構單薄，形狀大多數(shù)為由一個大曲面的翼板和位于翼板上、下的立筋組成。隨著 飛機技術的不斷發(fā)展，在一些大飛機中，這些上緣條類零件長度更長，最長的有3米，形狀 復雜，曲率變化大且壁薄。加工這些上緣條類零件的理論外型面和立筋面需進行多次數(shù)控 加工，分別為數(shù)控粗銑，半精銑，精銑等多道工序。
[0003] 這類鈦合金零件在機械加工中會產生極大的內應力，這些內應力會造成零件嚴重 變形或者在零件裝機服役中導致應力腐蝕斷裂。因此，在機械加工過程中需要對零件進行 多次的去應力退火（又稱熱處理）將零件存在的內應力消除。
[0004] 去應力退火是將工件加熱到適當溫度，保溫一定時間后再冷卻至室溫的工藝方 法。存在內應力的機加件在去應力退火熱處理過程中內應力釋放會產生變形。熱處理是一 個從加熱到冷卻的過程，零件會發(fā)生體積和顯微金相組織的變化，產生熱應力和組織應力 不可避免，零件因此產生的變形也是不可避免，而且零件越大，形狀越復雜，其變形也就越 大越嚴重，較大的變形使機械加工校正非常困難，甚至造成零件報廢。對于形狀復雜不規(guī) 貝1J，曲率變化大、體積大且壁薄的上緣條類零件，特別是要控制多個精度面的變形時，缺乏 經驗。
[0005] 隨著現(xiàn)代飛機對制造技術精度要求的提高，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 運而生。此類工裝與普通的機加工裝不同，要多次反復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 工裝要結合零件的結構特點，如何在保證工裝自身結構穩(wěn)定的情況下，還要起到控制產品 零件變形的作用，這是當前面臨的難題。


【發(fā)明內容】

[0006] 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，特別是對于形狀復雜不規(guī)則、曲率變化大、體積大且壁薄的上緣條類零件。
[0007] -種控制飛機上緣條零件熱處理變形的方法，所述零件由薄壁狀曲面翼板和位于 翼板中心的上立筋和下立筋組成，已知零件的理論外形，其特征在于包括一個變形控制夾 具，該夾具含有夾具本體、多個定位塊和多個壓緊塊以及連接銷，所述的夾具本體的外形大 于零件的長度和寬度，定位塊均衡固定在夾具本體上表面，每個定位塊的上表面具有與零 件對應部位的翼板下表面相同的理論外形，每個定位塊的上表面中部還設有零件對應部位 下立筋的避讓槽，定位塊的兩側設有連接孔，固定在夾具本體兩端的定位塊上還分別設有 定位孔，所述的壓緊塊與定位塊匹配，每個壓緊塊的下表面具有與零件對應部位的翼板上 表面相同的理論外形，每個壓緊塊的下表面中部還設有零件對應部位上立筋的避讓槽，壓 緊塊的兩側同樣設有連接孔，將所述的零件置于定位塊的上表面，零件的下立筋嵌入定位 塊的下立筋避讓槽內，將壓緊塊壓接在對應的定位塊上，將零件的上立筋嵌入壓緊塊的上 立筋避讓槽內，通過連接銷將定位塊與壓緊塊兩側的連接孔壓緊連接，最后將變形控制夾 具和零件一起進行熱處理后再將零件與變形控制夾具分離即可。
[0008] 本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0009] (1)本發(fā)明采用一套工裝的定位塊和壓緊塊控制鈦合金上緣條類零件翼板的多個 精度面的熱處理變形，節(jié)約成本，提高效率。
[0010] 2)夾具結構合理，制造使用方便；
[0011] 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動能。
[0012] 以下結合實施例附圖對本申請做進一步詳細描述：

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1為飛機上緣條零件結構示意
[0014] 圖2為飛機上緣條零件熱處理變形控制示意圖；
[0015] 圖3為圖2的斷面結構示意圖；
[0016] 圖4為圖2的局部放大圖；
[0017] 圖5為控制夾具定位塊結構示意圖；
[0018] 圖中編號說明：1零件、2翼板、3上立筋、4下立筋、5工藝耳片、6夾具本體、7加強 筋、8定位塊、9連接槽、10定位孔、11下立筋避讓槽、12壓緊塊、13上立筋避讓槽、14連接 銷、15楔形槽、16楔形塊、17連接孔、18定位銷

【具體實施方式】
[0019] 參見附圖，實施例中的零件1是某型號飛機的中上緣條類零件，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，零件翼板2的上表面和下 表面都是精度面，即必須控制變形的面，且上表面上有上立筋3,下表面上有下立筋4,零件 的兩端設有工藝耳片5,以及位于工藝耳片上的定位孔，已知該零件的設計理論外形數(shù)據(jù)。
[0020] 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， 首先必須要有一個變形控制夾具，該夾具含有夾具本體6、多個定位塊8和多個壓緊塊12 以及連接銷14,所述的夾具本體的外形大于零件的長度和寬度，定位塊8均衡固定在夾具 本體6上表面，每個定位塊8的上表面具有與零件1對應部位的翼板2下表面相同的理論 外形，每個定位塊8的上表面中部還設有零件對應部位下立筋的下立筋避讓槽11，定位塊8 的兩側設有連接孔17,固定在夾具本體兩端的定位塊上還分別設有定位孔10,所述的壓緊 塊12與定位塊8匹配，每個壓緊塊12的下表面具有與零件對應部位的翼板上表面相同的 理論外形，每個壓緊塊12的下表面中部還設有零件對應部位上立筋的上立筋避讓槽13,壓 緊塊的兩側同樣設有連接孔17 ;使用時，表面處理前需將所述的零件1置于定位塊的上表 面，第一次定位用定位銷18將零件兩端的定位耳片定位在定位塊兩端對應的定位孔上，將 零件的下立筋4嵌入定位塊的下立筋避讓槽11內，將壓緊塊12壓接在對應的定位塊8上， 將零件1的上立筋3嵌入壓緊塊12的上立筋避讓槽13內，通過連接銷14將定位塊8與壓 緊塊12兩側的連接孔17壓緊連接；將定位塊8和壓緊塊12壓緊連接后，將第一次定位的 定位銷18解除，以防止定位銷18熱處理完出爐后變形，從夾具上無法取下的問題；最后將 變形控制夾具和零件一起進行熱處理后再將零件與變形控制夾具分離即可。
[0021 ] 實施中，為了定位塊8均衡固定在夾具本體6的上表面，在夾具本體的上表面設有 兩條凸起的加強筋7,定位塊8的下表面具有與加強筋7對應的連接槽9,如圖3所示，夾具 本體的加強筋7固定嵌入壓緊快的連接槽9內，各定位塊之間用加強筋板連接形成一個整 體框架，這樣不但可以增加工裝的剛度，而且還減輕了工裝的重量。當然，定位塊與夾具本 體的固定也可以是焊接或其他固定連接方式。
[0022] 通過連接銷將定位塊8和壓緊塊12壓緊連接時，該連接銷最好采用楔形塊連接， 以便熱處理后容易拆卸，當然也可以采用其他連接方法，便于拆卸即可。楔形塊連接時，在 連接銷14上設有緊固用的楔形槽15,另有緊固用的楔形塊16可與楔形槽15連接。
【權利要求】
1. 一種控制飛機上緣條零件熱處理變形的方法，所述零件由薄壁狀曲面翼板和位于翼 板中心的上立筋和下立筋組成，零件的兩端有定位耳片，已知零件的理論外形，其特征在于 包括一個變形控制夾具，該夾具含有夾具本體、多個定位塊和多個壓緊塊以及連接銷，所述 的夾具本體的外形大于零件的長度和寬度，定位塊均衡固定在夾具本體上表面，每個定位 塊的上表面具有與零件對應部位的翼板下表面相同的理論外形，每個定位塊的上表面中部 還設有零件對應部位下立筋的避讓槽，定位塊的兩側設有連接孔，固定在夾具本體兩端的 定位塊上還分別設有定位孔，所述的壓緊塊與定位塊匹配，每個壓緊塊的下表面具有與零 件對應部位的翼板上表面相同的理論外形，每個壓緊塊的下表面中部還設有零件對應部位 上立筋的避讓槽，壓緊塊的兩側同樣設有連接孔，將所述的零件置于定位塊的上表面，零件 的下立筋嵌入定位塊的下立筋避讓槽內，將壓緊塊壓接在對應的定位塊上，將零件的上立 筋嵌入壓緊塊的上立筋避讓槽內，通過連接銷將定位塊與壓緊塊兩側的連接孔壓緊連接， 最后將變形控制夾具和零件一起進行熱處理后再將零件與變形控制夾具分離即可。
2. 如權利要求1所述的控制飛機上緣條零件熱處理變形的方法，其特征在于所述夾具 本體的上表面具有兩條凸起的加強筋，定位塊的下表面具有與加強筋對應的連接槽，夾具 本體的加強筋固定嵌入壓緊快的連接槽內。
3. 如權利要求1所述的控制飛機上緣條零件熱處理變形的方法，其特征在于連接銷上 設有楔形的緊固槽，另有楔形的緊固塊可與緊固槽連接。
【文檔編號】C21D11/00GK104109748SQ201410299392
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權日:2014年6月27日
【發(fā)明者】史春玲, 王建峰, 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