[发明专利]大型薄壁零件制造过程残余应力释放工艺装置及释放方法

权利要求书

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，所述磁力振动装置可以针对每一个振动位置通过上位机进行振动装置相应参数的独立调节。

6.如权利要求1至5中任一项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，所述底座平台和安装支架的尺寸由所需放置的薄壁件尺寸所决定。

7.如权利要求1至5中任一项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，所述支架定位块、夹紧装置以及磁力振动装置的数目由薄壁件的尺寸决定。

8.如权利要求7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，所述磁力振动装置呈阵列式分布。

9.一种应用如权利要求1至8中任一项所述的大型薄壁零件制造过程残余应力释放装置释放应力方法，其特征在于，所述包括如下步骤：

第一步：对所述大型薄壁零件的残余应力进行检测，获取大型薄壁零件内部的初始残余应力；

第二步：对大型薄壁零件在安装支架上进行多点定位和安装，定位安装完成后使用夹紧装置夹紧工件；

第三步：将齿条侧面贴紧在大型薄壁零件背面，调节齿轮和齿条的最小间隙值，将磁力振动装置安装在安装支架的相应位置，通过上位机设置好电机的转速，按下对应电机的启动开关，驱动齿轮转动，使其对大型薄壁零件产生峰值稳定的动压力，从而通过振动实现对大型薄壁零件内部残余应力的释放操作，不断调整齿轮齿条之间的最小间距以及电机的转速，直到达到释放残余应力的最佳振动幅度和频率，通过控制每个齿条两侧电机的启停，可以实现大型薄壁零件在该位置振动方向的改变；

第四步：在完成一段时间的振动操作后，取下大型薄壁零件，对其再一次进行内部残余应力检测，得到检测数据并与第一步得到的初始残余应力值进行对比，如果数据没有明显改善，则表示大型薄壁零件内部残余应力释放效果不理想，返回第三步重新操作，经过多次振动后仍无明显变化的，则完成检测，输出不合格品；如果数值相比于第一步有了明显减小，则检测完成，说明残余应力已经得到释放，进入第五步；

第五步：输出合格品。