深滚压成形制造技术

本发明专利技术的名称是深滚压成形。公开了使用深滚压形成曲面结构的方法和系统。方法包括使用深滚压向工件的一个或多个部分引入塑性形变以在工件中形成凸的曲面。工件和随后形成的曲面结构可以是金属或复合材料。例如，公开的深滚压系统和方法形成曲面飞机板，同时还在形成过程期间而不是在后生产表面处理时提供疲劳强度提高和低水平的加工硬化。

Deep roll forming

The name of the invention is deep roll forming. A method and system for forming a curved surface structure using deep rolling is disclosed. The method includes introducing a plastic deformation to one or more parts of the workpiece by using deep rolling to form a convex surface in the workpiece. The workpiece and the subsequent curved surface structure may be metal or composite material. For example, an open deep rolling system and method forms a curved plate, providing fatigue strength improvement and low level of work hardening during the formation process, not in post production surface treatment.

【技术实现步骤摘要】
深滚压成形
本教导一般涉及形成曲面结构(contouredstructure)，和更具体地涉及使用深滚压形成曲面结构。
技术介绍
现代飞机在包括蒙皮、观察板、机翼襟翼和机身区段的各种应用中利用曲面结构，如弯曲的金属板。形成曲面金属板的常规方法包括喷丸硬化和激光冲击硬化(lasershockpeening)。在喷丸硬化成形中，金属、玻璃或陶瓷喷丸的流冲击金属工件的表面以弹性地和塑性地拉伸该表面并引入局部低塑性形变，其表现自身为残余压应力。弹性和塑性拉伸和压应力产生的组合引起金属板在喷丸硬化侧上形成凹曲度。由于过程变化性(processvariability)，随喷丸硬化出现问题。而且，喷丸硬化使用通常由铸铁、切割钢丝、玻璃或陶瓷制成的小喷丸，其经常破裂和需要定期更换。处理和处置更换的喷丸可以引起环境问题。激光冲击硬化操作类似于喷丸硬化，但是使用脉冲的激光而不是钢或陶瓷件来冲击工件。然而，激光冲击硬化需要昂贵的设备并且在成形之前和之后需要耗时的掩膜/去掩膜步骤。这些方法还增加工件的表面粗糙度，由此在将曲面引入金属板之后，需要额外的耗时和高成本的表面处理。形成曲面金属板的改进的方法将是期望本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由工件形成曲面结构的方法，所述方法包括：提供包括第一侧和第二侧的所述工件，所述工件具有大约2英寸或更小的厚度；将所述工件定位在定位器上，使得所述工件的第一侧可接近深滚压工具；利用所述深滚压工具向所述工件的第一侧施加压缩力；相对于所述工件移动所述深滚压工具同时连续施加所述压缩力，以向所述工件的第一部分引入塑性形变；调节所述深滚压工具以接触所述工件的第二部分并相对于所述工件移动所述深滚压工具，以向所述工件的第二部分引入塑性形变；和调节所述深滚压工具以向所述工件的一个或多个额外的部分引入塑性形变，以向所述工件的第一侧引入凸的曲面。

【技术特征摘要】
2015.10.28 US 14/925,4581.一种由工件形成曲面结构的方法，所述方法包括：提供包括第一侧和第二侧的所述工件，所述工件具有大约2英寸或更小的厚度；将所述工件定位在定位器上，使得所述工件的第一侧可接近深滚压工具；利用所述深滚压工具向所述工件的第一侧施加压缩力；相对于所述工件移动所述深滚压工具同时连续施加所述压缩力，以向所述工件的第一部分引入塑性形变；调节所述深滚压工具以接触所述工件的第二部分并相对于所述工件移动所述深滚压工具，以向所述工件的第二部分引入塑性形变；和调节所述深滚压工具以向所述工件的一个或多个额外的部分引入塑性形变，以向所述工件的第一侧引入凸的曲面。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述凸的曲面具有从大约1英寸至大约300英尺的半径；和其中所述深滚压工具包括具有0.05英寸至1英寸的直径的球面球或一个或多个圆柱体，每个圆柱体具有0.1英寸直径乘0.25英寸长度至3.0英寸直径乘12英寸长度的尺寸。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述工件的第一部分、第二部分和额外的部分每个包括(a)邻近的线段和(b)所述工件的第一侧上的正方形或矩形区域中的至少一个。4.根据权利要求1所述的方法，其中由所述深滚压工具施加至所述工件的部分的压缩力的量的范围为从0.1ksi至30ksi；和其中由所述深滚压工具引入的所述塑性形变包括位于所述工件的表面处或靠近所述工件的表面处的残余压应力。5.根据权利要求1所述的方法，其中相对于所述工件移动所述深滚压工具包括以0.01英寸/秒至10英寸/秒的速率移动所述深滚压工具；和其中相对于所述工件移动所述深滚压工具以向所述工件的第一部分、第二部分或一个或多个额外的部分引入塑性形变包括在所述工件的相同部分之上移动所述深滚压工具1次至10次。6.根据权利要求1所述的方法，其中在由所述深滚压工具引入塑性形变之后所述曲面结构的第一侧的表面粗糙度等于或小于在由所述深滚压工具引入塑...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·张，R·P·库阿尔伯格，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US