[发明专利]一种多点主动加载的飞机壁板预应力喷丸工装及喷丸方法

说明书

本发明是一种多点主动加载的飞机壁板预应力喷丸工装及喷丸方法。它由刚性框架、纵梁和多个冲头组成。框架上设计有直线导轨，直线导轨上安装纵梁，纵梁上安装有高度可由计算机数控调整的冲头及固定壁板的压紧机构。每个冲头均配有一体化数控驱动减速电机，电机转动驱动丝杠，实现冲头体在轴向的高度调整，并能在任意位置锁定。相比于传统预应力喷丸夹具，数控冲头可以构成预弯型面实现对任意曲率的壁板件预弯，数量众多的冲头使得壁板所受预应力更均匀，有效避免单点施力造成局部畸变现象；在喷丸成形过程中，可以根据壁板的变形情况实时调整所使用的冲头高度，提高喷丸成形的精度；喷丸成形后，该工装可作为检验靠模检测曲面壁板的成形误差。

技术领域

本发明属于机械制造技术领域，具体的说是一种多点主动加载的飞机壁板预应力喷丸工装及喷丸方法。

背景技术

在飞机制造领域中，作为飞机上最重要的一类零件——整体壁板，它是飞机气动外形的要组成部分，同时也是机翼、机身等的主要承力构件。但其较大的尺寸和复杂曲率对成形技术提出了考验。目前在国内外，喷丸成形因其独特的优点成为现代飞机，特别是大型客机机翼整体壁板成形的一种最佳方法。然而喷丸成形具有一定的成形极限，也就是说其成形的曲率有一极限值，并且自由喷丸容易造成板料的球面变形。因此提出预应力喷丸成形技术，即在喷丸之前，先对壁板零件施加预应力，使零件产生预弯，然后再进行喷丸成形。实践表明,预应力喷丸成形可以大幅度提高自由喷丸的成形极限，同时消除自由喷丸产生的球面变形倾向，很好地控制变形方向。目前，大型喷丸机均有与其尺寸相对应的预弯夹具，用来实现不同尺寸，不同曲率的壁板进行夹持和预弯。然而现有技术中常用的夹具主要存在以下两个方面的不足：一、夹具的施力机构不满足通用性，一套施力机构往往只限于一种壁板零件；二、预应力施力点较少，容易造成局部畸变，预应力分布不均，预弯效果不佳。

发明内容

本发明提供了一种可由计算机控制多个施力点，针对不同尺寸，任意曲率的壁板类零件具有通用性的柔性预应力的多点主动加载的飞机壁板预应力喷丸工装及喷丸方法，克服了现有喷丸工装和喷丸方法的上述不足。

本发明技术方案结合附图说明如下：

一种多点主动加载的飞机壁板预应力喷丸工装，该工装包括接头滑块3、压紧夹5、多点冲头系统7、齿轮齿条传动机构、两个刚性框架1、两个导轨基座4、两个直线导轨2和多跟纵梁6；两个所述的导轨基座4固定在两个刚性框架1上；两个所述的导轨基座4上安装有两个直线导轨2；多跟所述的纵梁6的两端分别与接头滑块3连接，并且其中一端安装有锁死机构9，另一端安装有齿轮齿条传动机构；所述的接头滑块3与直线导轨2滑动配合；所述的纵梁6上通过第三螺母24固定有多个多点冲头系统7；所述的纵梁6两端的上方均固定有压紧夹5。

一个所述的导轨基座4上设置有导轨标尺11，所述的纵梁6的侧边设置有纵梁标尺10。

所述的纵梁6的两侧开有贯穿纵梁6的第一T型槽8，中间开有第二T型槽21。

所述的第二T型槽21内装有多套多点冲头系统7；所述的多点冲头系统7包括壳体25、控制电路26、调整应用电机27、冲头28；所述的调整应用电机27的输出端与带有内螺纹的冲头28螺纹连接；所述的壳体25外设置有固定冲头28的第二螺母29；所述的调整应用电机27与控制电路26相连；所述的控制电路26通过中继器与计算机相连。

两个所述的第一T型槽8内设置有压紧夹5，所述的压紧夹5包括压紧夹机架16、调节杆17和压紧夹压头18；所述的压紧夹机架16的两端通过第一螺栓14设置在第一T型槽8内，所述的第一螺栓14的上方设置有第一螺母19；所述的第一螺栓14和第一螺母19之间设有垫片20；所述的调节杆17固定在压紧夹机架16的一端，其下端固定有压紧夹压头18；所述的压紧夹压头18和冲头28之间放置壁板零件12。

所述的壁板零件12和冲头28之间有聚氨酯的弹性垫13。