基于无应力夹具的振动时效处理方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于无应力夹具的振动时效处理方法与装置，该方法包括如下步骤：通过有限元仿真对工件进行振动模态和残余应力分布状态分析，并根据残余应力分布状态确定工件的支撑位置和激振位置；分别用定位装夹单元和无应力装夹单元在支撑位置和激振位置装夹工件，使定位装夹单元夹紧以定位工件，并控制无应力装夹单元为松开状态；在激振位置处使用激振器，对工件进行振动频率扫描，获得振幅

【技术实现步骤摘要】
基于无应力夹具的振动时效处理方法与装置


[0001]本专利技术涉及智能制造
，特别是涉及一种基于无应力夹具的振动时效处理方法与装置。

技术介绍

[0002]在航空航天制造领域，出于轻量化、一体化的设计考虑，通常以铝合金、钛合金所制大型框梁工件作为飞机的整体结构件和承力件。这些工件的壁厚较薄，通常在2mm以下，因此加工过程中存在高材料去除率、弱加工刚度等特点。工件毛坯在制造过程中存在大范围的内应力(即残余应力)，经机械加工后由残余应力再分布导致的工件变形显著，通常可以达到几个毫米。传统装配过程中的人工校形是通过反向塑性变形修正工件外形，但该方法容易引入微观缺陷，对后续服役性能带来安全隐患，并且该方法不适用于变形形态复杂的工件。
[0003]实际工业现场在工件加工工序中，通常增加自然时效处理过程以释放工件残余应力，时效处理后用压板结合螺栓紧固的方式将工件固定在加工平台上进行后续加工，该方案存在两个主要问题，一是自然时效处理耗时长，通常在数天至几个月不等，工件的加工效率会明显受限；二是压板加螺栓紧固在平台上的装夹方式，无法适应工件由于残本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无应力夹具的振动时效处理方法，其特征在于，包括如下步骤：A、通过有限元仿真对完成粗加工的工件进行振动模态分析和残余应力分布状态分析，并根据残余应力分布状态确定所述工件的支撑位置和激振位置；B、分别用定位装夹单元和无应力装夹单元在所述工件的支撑位置和激振位置装夹所述工件，使所述定位装夹单元夹紧以定位所述工件，并控制所述无应力装夹单元为松开状态；C、在所述工件的激振位置处使用激振器，通过振动时效系统对所述工件进行振动频率扫描，获得振动时效处理前的振幅
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频率曲线，并结合振动模态分析结果确定激振频率；D、基于所述激振频率对所述工件进行振动时效处理，获得并分析处理后的振幅
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频率曲线，直至处理后的振幅
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频率曲线的变化达到设定的要求；E、保持所述定位装夹单元夹紧，并控制所述无应力装夹单元由松开状态转为紧固状态，以便后续加工。2.如权利要求1所述的基于无应力夹具的振动时效处理方法，其特征在于，所述激振频率为所述工件的一阶振型、二阶振型或三阶振型对应的共振频率。3.如权利要求1所述的基于无应力夹具的振动时效处理方法，其特征在于，所述振幅
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频率曲线的变化是指以下至少一种情况：(1)振后曲线的峰值变高；(2)振后曲线的峰值点左移；(3)振后曲线的带宽变大。4.如权利要求1至3任一项所述的基于无应力夹具的振动时效处理方法，其特征在于，所述无应力装夹单元为基于温控相变材料的无应力装夹单元，由温控装置控制所述无应力装夹单元松开或紧固。5.如权利要求1至3任一项所述的基于无应力夹具的振动时效处理方法，其特征在于，步骤A中，所述振动模态分析包括获得所述工件的不同振型下的共振频率；步骤C中，根据选择的目标振型所对应的共振频率，从所述振动时效处理前的振幅
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频率曲线上的多个共振峰中确定与所述共振频率相对应的共振峰，以该共振峰的频率作为所述激振频率。6.一种基于无应力夹具的振动时效处理装置，其特征在于，包括：定位装夹单元，用于在工件的支撑位置夹紧以...

【专利技术属性】
技术研发人员：周文萌，冯峰，张建富，刘学平，于飞，马原，冯平法，
申请(专利权)人：清华大学深圳国际研究生院，
类型：发明
国别省市：