[发明专利]一种用于薄壁结构的双侧滚压装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对工件上薄壁结构进行双侧滚压的装置，属于滚压加工技术领域。

背景技术

航空整体结构件一般由预拉伸板材铣削加工而成，材料去除量大，结构刚度低，在板材初始应力、加工应力、铣削力1、铣削热和装夹等因素的作用下，在加工完成后会产生严重的变形，达不到飞机装配所要求的精度。利用滚压工艺对航空整体结构件局部进行滚压，引入残余压应力，诱导结构件内部残余应力重新分布，达到变形校正的目的，这是一种新的校正思路。

滚压工艺自1929年首次在德国应用于车轴表面强化以来，经过多年发展，已广泛应用于汽车机车、航空航天和医疗等行业。但是，目前滚压工艺主要作用是代替磨削工艺，应用于外圆面、平面的最终光整加工，进而提高表面完整性、引入残余压应力，达到提高工件的疲劳寿命的目的。滚压装置往往借助于车、刨、铣等数控机床，利用工件的回转运动或者刀具绕自身轴线的回转运动实现对外圆面、端面或者水平面的滚压加工。

滚压工艺究其本质就是利用一个高硬度的滚轮，在一定的压力作用下对工件表面进行旋转滚压。在滚压操作时，若仅对薄壁结构的单侧滚压，由于滚轮对工件的压力较大，会造成薄壁结构受力变形。

航空整体结构件可分为梁、框、壁板等类型，分布有大量的隔框和加强筋结构，其壁厚较小。目前尚缺乏针对薄壁结构的有效滚压方式。此外，由于整体结构件的壁厚最低可到2mm左右，用传统滚压装置进行滚压时会引入不必要的变形，因此无法应用于整体结构件的滚压。

综上所述，目前缺乏针对航空整体结构件的滚压装置。

发明内容

针对航空整体结构件壁薄、刚度低的结构特点，以及现有传统滚压装置存在的不足，本发明提供一种用于薄壁结构的双侧滚压装置。

本发明的用于薄壁结构的双侧滚压装置，采用以下技术方案：

该装置，包括刀杆、机架、滑轨、刀架、液压缸和滚压头，刀杆连接在机架上，机架的底部设置有滑轨，滑轨上依次安装有三个滑块，两侧滑块上各连接有一个刀架，中间滑块上安装有液压缸，液压缸的活塞杆与两个刀架之间分别通过一个铰链铰接，两个刀架的下端均连接有滚压头，两个滚压头相对安装。

所述滑块通过锁紧机构固定在滑轨上。

所述两个刀架与铰链的铰接点相对于液压缸的活塞杆轴线对称。

所述中间滑块的上端与机架的下端分别设置有对中标尺，两个对中标尺的中线分别与机架和第二滑块的中线重合。

所述滚压头包括衬套、滚轮和压块，滚轮设置在衬套上，压块通过卡槽卡在衬套上。

上述装置在应用时，通过刀杆安装在铣床或数控加工中心等机床的主轴上，机床主轴只做直线移动，不做旋转运动。调整三个滑块的位置，使待滚压的薄壁结构件位于两个滚压头之间。然后液压缸施加一个较小的压力，使两个滚压头夹紧薄壁结构件，通过调整机床主轴的位置，使上下对中标尺的刻度线重合，固定滑块的位置。将液压力调整到设定压力值，移动机床主轴按照编订的路线进行滚压加工。

本发明设计两个滚压头分别从薄壁结构的两侧施加压力，保证了滚轮两侧压力均衡以及两个滚压头的对称轴、整个装置的中线以及薄壁结构件中线的三线对齐，避免了引入不必要的工件变形。可实现航空整体结构件中薄壁结构的双侧滚压，并能精确控制滚压力，可提高加工表面的质量完整性，引入残余压应力，促使工件内部残余应力再分布，达到变形校正的目的。

附图说明

图1是本发明用于薄壁结构的双侧滚压装置的结构示意图。

图2是本发明中滚压头的结构示意图。

图中：1.刀杆；2.刀杆固定螺母；3.机架；4.滑轨；5.左侧滑块；6.中间滑块；7.右侧滑块；8.挡环；9.对中标尺；10.锁紧机构；11.液压缸；12.刀架；13.铰链；14.滚压头；15.螺栓；16.衬套；17.滚轮；18.滚轮盖；19.压块。

具体实施方式