[发明专利]一种用于柔性时效成形的预应力夹具

说明书

技术领域

本发明属于航空制造技术领域，具体涉及一种用于柔性时效成形的预应力夹具，它主要应用在例如壁板工件等金属构件的时效成形中，实现壁板工件的双曲率加载。

背景技术

时效成形是一种新的铝合金成形加工方法，在航空航天器件上有很好的应用潜力，主要应用于飞机翼面等整体壁板工件的制造。

时效成形时需要对壁板工件进行预应力加载，现有技术主要采用可调卡板式工装进行加载，通过与工件目标形状相吻合的多组合卡板，将工件夹持固定在卡板夹具里，然后通过调节螺钉使上卡板逐渐靠近下卡板，以使上、下卡板将壁板工件完全压紧。然而，试验表明这种可调卡板式夹具不能准确连续地控制预应力，也不能灵活地改变预应力的大小，并且大多只能实现单曲率加载，不能实现双曲率加载。同时，一套卡板只限于成形一种形状的壁板工件，对于形状有所改变的壁板工件，该卡板不具备通用性。

针对不同时效成形样件形状各异，需要设计能实现双曲率加载的柔性时效预应力夹具，以适应不同壁板工件的曲率变化。

发明内容

本发明的目的是要提供一种用于柔性时效成形的预应力夹具，其能够实现双曲率加载。

为了实现上述目的，根据本发明的柔性时效成形预应力夹具，包括：

两个支架，其分别具有相互平行的上滑轨和下滑轨；

多个上横梁，其支撑在两个支架之间，每个上横梁的两端分别可调节地布置在两个支架的上滑轨内，每个上横梁具有多个垂直延伸的螺纹孔以及与所述上横梁的螺纹孔螺纹连接的上压杆；

多个下横梁，其支撑在两个支架之间，每个下横梁的两端分别可调节地布置在两个支架的下滑轨内，每个下横梁具有多个垂直延伸的螺纹孔以及与所述下横梁的螺纹孔螺纹连接的下压杆；以及

定位组件，所述定位组件包括定位横梁和定位销钉，所述定位横梁布置在两个支架之间，所述定位销钉垂直安装在所述定位横梁上来支撑壁板工件；

其中，所述上横梁的上压杆穿过所述上横梁的螺纹孔来按压所述壁板工件，所述下压杆设有用于支撑所述壁板工件的压头，由此将所述壁板工件支撑在所述上横梁和所述下横梁之间。

优选地，每个支架设有与所述上滑轨连通的多个沉孔，所述上横梁的末端设有具有螺纹的盲孔，螺钉穿过其中一个沉孔并与所述上横梁的盲孔螺纹连接。

优选地，所述沉孔的尺寸被设计成使得所述螺钉的头部不会伸出所述支架。

优选地，每个支架的外侧设有水平延伸的阶梯型滑轨，所述下横梁的末端设有具有螺纹的盲孔，螺钉穿过所述阶梯型滑轨并与所述下横梁的盲孔螺纹连接。

优选地，所述阶梯型滑轨的尺寸被设计成使得所述螺钉的头部不会伸出所述支架。

优选地，所述两个支架中的至少一个支架设有用于观察所述壁板工件的方槽。

优选地，所述上压杆包括倒圆角部分、六边形截面柱体部分以及连接所述倒圆角部分和所述六边形截面柱体部分的中间圆柱体部分，所述倒圆角部分用于按压所述壁板工件。

优选地，所述下压杆包括工字头部分、六边形截面柱体部分以及连接所述工字头部分和所述六边形截面柱体部分的中间圆柱体部分，所述工字头部分用于安装所述压头。

优选地，所述压头具有用于支撑所述壁板工件的弧形支撑面和与所述下压杆的工字头部分相配合的T型槽。

优选地，定位组件包括两个定位横梁和两个定位销钉，每个定位横梁的两端分别布置在两个支架的下滑轨内，多个下横梁位于两个定位横梁之间，每个定位销钉具有用于支撑所述壁板工件的中间凸台。

根据本发明的预应力夹具可调节性高，对不同形状的壁板工件具有通用性，尤其是能够适应壁板工件的筋条位置，达到最好的加载效果，并且能实现双曲率调节，其中通过上压杆和螺纹孔的配合沿与上横梁垂直的方向能实现无级调节，灵活性大，并能将预应力夹具的整体进行翻转以便安装，同时能根据精度要求合理设置施力点的密度。

附图说明

本发明的其它特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的优选实施方式更好地理解，其中：

图1是根据本发明的预应力夹具的爆炸图；

图2是根据本发明的预应力夹具的结构示意图；

图3是根据本发明的预应力夹具的支架的结构示意图；

图4是根据本发明的预应力夹具的上横梁的结构示意图；

图5是根据本发明的预应力夹具的下横梁的结构示意图；

图6是根据本发明的预应力夹具的定位横梁的结构示意图；

图7是根据本发明的预应力夹具的上压杆的结构示意图；