【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航空航天构件制造领域,特别是一种飞机大型薄壁零件制造过程的残余应力智能释放工装及应力释放方法。
技术介绍
飞机机翼构件的形貌及其装配应力直接影响了飞机的可靠性和安全性,因此需要对其加工制造过程进行严格地质量控制。其中,飞机大型薄壁零件在毛坯制备、淬火、铣削加工等过程中会产生初始残余应力分布场,并产生初始变形。将具有初始变形的机翼薄壁件与其他零件进行装配后,残余应力场将发生变化并保留在构件中,影响产品的服役性能,因此,在构件机械加工完成后,通过释放构件内部的残余应力来减小构件的初始变形和装配应力,有益于飞机的疲劳强度和寿命的提高。目前,传统的金属构件残余应力释放方法有自然时效、热处理时效、敲击时效、振动时效等。自然时效降低的残余应力不大,且生产周期长,占用场地大,不易管理,不能及时发现构件内的缺陷,已逐渐被淘汰。热时效工艺要求严格,保温时间过长,会引起石墨化,构件强度降低。升温速度过快,构件在升温中薄壁处升温速度比厚壁处快的多,构件各部分的温差急剧增大,会造成附加温度应力。降温不当,会使时效效果大为降低,甚至产生与原残余应力相同的温度应力,并残留在构件中,从而破坏了已取得的热时效效果。锤击时效主要用于焊接残余应力释放过程,由于锤击的不规范,锤击力的大小、频率不可控,因此效果难以保证。振动时效是在激振器的周期性外力(激振力)的作用下,使工件自身产生共振,进而使其内部歪曲的晶格,产生滑移而恢复平衡
【技术保护点】
一种大型薄壁零件制造过程的残余应力释放工艺装置,其特征在于,包括底座平台、安装支架、支架定位块、工件支撑定位块,夹紧装置、磁力振动装置,所述底座平台为矩形结构,用于组件在平台上的安装;所述底座平台的长度方向为纵向,宽度方向为横向,垂直于底座平台的方向为竖向;在所述底座平台上设置有有横向和纵向支架定位块,并且沿平台纵向设置有多个夹紧装置;所述磁力振动装置由电机、齿轮、齿条、夹紧机构组成;夹紧机构固定在安装支架上,电机在夹紧机构上可以沿直线移动,调整安装位置后通过夹紧机构将电机固定住,齿轮由电机带动旋转,旋转过程中提供给齿条侧端面一个循环不断的动载荷,传递到薄壁件上,便可使薄壁件产生振动;电机和齿轮同轴安装,驱动齿轮旋转,齿轮和齿条均为永磁材料制成,齿条的侧面贴紧薄壁件背面,齿轮和齿条为非接触式的,二者通过永磁材料产生的磁力进行相互作用,齿轮转动时由于磁力作用对齿条形成推力,该推力会随着齿轮的转动呈现有规律的变化;齿轮和齿条上的齿随着齿轮的转动被配置为齿轮对齿条的推力先随着齿的接近不断增大,当达到极限位置时推力也达到峰值,但当齿轮转过这一极限位置时,齿轮和齿条上的齿相互远离,齿条上所受到的 ...
【技术特征摘要】
1.一种大型薄壁零件制造过程的残余应力释放工艺装置,其特征在于,包括底
座平台、安装支架、支架定位块、工件支撑定位块,夹紧装置、磁力振动装置,
所述底座平台为矩形结构,用于组件在平台上的安装;所述底座平台的长度方向
为纵向,宽度方向为横向,垂直于底座平台的方向为竖向;在所述底座平台上设
置有有横向和纵向支架定位块,并且沿平台纵向设置有多个夹紧装置;所述磁力
振动装置由电机、齿轮、齿条、夹紧机构组成;夹紧机构固定在安装支架上,电
机在夹紧机构上可以沿直线移动,调整安装位置后通过夹紧机构将电机固定住,
齿轮由电机带动旋转,旋转过程中提供给齿条侧端面一个循环不断的动载荷,传
递到薄壁件上,便可使薄壁件产生振动;电机和齿轮同轴安装,驱动齿轮旋转,
齿轮和齿条均为永磁材料制成,齿条的侧面贴紧薄壁件背面,齿轮和齿条为非接
触式的,二者通过永磁材料产生的磁力进行相互作用,齿轮转动时由于磁力作用
对齿条形成推力,该推力会随着齿轮的转动呈现有规律的变化;齿轮和齿条上的
齿随着齿轮的转动被配置为齿轮对齿条的推力先随着齿的接近不断增大,当达到
极限位置时推力也达到峰值,但当齿轮转过这一极限位置时,齿轮和齿条上的齿
相互远离,齿条上所受到的推力开始不断减小。
2.如权利要求1所述的大型薄壁零件制造过程的残余应力释放工艺装置,其特征
在于,所述齿条具有双面齿,两个面上的齿相互垂直,在齿条的两侧均设置了电机
和齿轮,齿条两面齿的不同分布,导致磁力传导时传递到薄壁件上的振动力有横
向和纵向两种方向,可通过上位机实时控制两个电机的启停,从而控制薄壁件不
同位置处的振动方向。
3.如权利要求1所述的大型薄壁零件制造过程的残余应力释放工艺装置,其特征
在于,所述磁力振动装置对薄壁件产生的振动力的大小和振动的频率可以分别通过
调节齿轮齿条之间的最小距离和电机的转速来调节和控制。
4.如权利要求1所述的大型薄壁零件制造过程的残余应力释放工艺装置,其特征
在于,所述磁力振动装置上的齿轮和齿条之间的作用为非接触式,完全依靠磁力的
相互作用,因而具有振动平稳的特性。
5.如权利要求1所述的大型薄壁零件...
【专利技术属性】
技术研发人员:王华,林忠钦,刘军,
申请(专利权)人:上海交通大学,
类型:发明
国别省市:上海;31
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