專利名稱：一種柔性組合預應力夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造工裝技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種柔性組合預應力夾具。
背景技術(shù)：
在航空器的制造技術(shù)中，大型壁板類鈑金件的噴丸成形是一種新的成形工藝方法，眾所周知在對于這種大型整體厚蒙皮壁板在噴丸前必須對其施加預應力，和噴丸過程中的夾持。而夾持和施加預應力的工裝是噴丸成形的關(guān)鍵技術(shù)之一。大型的噴丸設備有一個固定夾具和工件的剛性框架，作為工件的壁板類零件其形狀、曲率、大小各異，因此對夾具的柔性組合能力，也就是夾具適應工件的變化能力要求較高?，F(xiàn)有技術(shù)中常用的夾具是通過與零件成形后的形狀、曲率相吻合的多組卡板(或模胎)將零件夾持固定在噴丸設備的剛性框架上，然后通過螺栓使上卡板逐漸逼近下卡板以至卡板和壁板完全壓緊。試驗表明該卡板式夾具達不到預期結(jié)果，卡板松開后壁板有所回彈，同時一套卡板只限于一種壁板零件，對于形狀有所變化的壁板，該卡板不具備通用性。
本發(fā)明的目的在于提供一種對大型壁板類零件具有通用性的一種柔性組合預應力夾具。

發(fā)明內(nèi)容
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出如下技術(shù)方案一種柔性組合預應力夾具，可固定在剛性框架內(nèi)，包括有一組上下橫梁和連接在橫梁之間的多個立柱，立柱與橫梁之間是一組合連接關(guān)系，立柱與橫梁可以在一個平面內(nèi)，也可以不在一個平面內(nèi)，立柱與橫梁可以垂直，也可以不垂直，另有弓形夾和壓板組件可組合固定在立柱上，并以立柱為承力點將工件夾持和施加預應力。立柱至少有兩個以上，根據(jù)需要，可以多達20個以上。該夾具可以實現(xiàn)對壁板類工件的弦向和展向雙曲度夾持并施加成形預應力。弦向夾持和施力是通過固定在立柱上的弓形夾和壓板組件采用三點壓彎的方法，施力大小可隨意調(diào)整，由于立柱上設有多個連接孔，施力點也可以隨意上下調(diào)節(jié)。根據(jù)工件的設計要求，在每一個立柱上都可以進行弦向預彎夾持。對于展向預彎夾持，是通過整體調(diào)節(jié)立柱與相鄰立柱之間的平面位置，對工件實現(xiàn)展向預彎夾持。
為了實現(xiàn)立柱與橫梁的組合連接，本發(fā)明采用在上下橫梁上固定滑軌，滑軌的軸向與橫梁軸向交叉，將立柱的兩端連接在滑軌上，滑軌相對橫梁的位置可以調(diào)節(jié)，立柱在滑軌上的固定位置亦可以調(diào)節(jié)，這樣實現(xiàn)立柱與橫梁可以在一個平面內(nèi)，也可以不在一個平面內(nèi)的柔性組合。
本發(fā)明的有益效果是夾具結(jié)構(gòu)是柔性組和的，對不同形狀壁板工件的預彎夾持具有通用性。
以下結(jié)合實施例附圖對該發(fā)明作進一步詳細描述。


圖1是實施例中該柔性組合預應力夾具的結(jié)構(gòu)示意2-1是實施例中柔性夾具的組件滑軌結(jié)構(gòu)示意2-2是實施例中柔性夾具的組件立柱結(jié)構(gòu)示意2-3是實施例中柔性夾具的組件弓形夾結(jié)構(gòu)示意2-4是實施例中柔性夾具的組件壓板組件結(jié)構(gòu)示意2-5是實施例中柔性夾具的組件條型壓塊結(jié)構(gòu)示意2-6是實施例中柔性夾具的組件球頭壓塊結(jié)構(gòu)示意3是弦向預彎夾持示意4是三點壓彎原理5是展向預彎夾持示意6是另一實施例弦向預彎夾持示意7、圖8、圖9是實施例中對不同形狀壁板工件的預彎夾持展示中編號說明1機床框架、2上橫梁、3下橫梁、4滑軌、5立柱、6壓板組件、7條型壓塊、8、弓形夾、9連接孔、10連接片、11連接孔、12連接耳片、13開口夾、14頂桿、15手柄、16球頭壓塊、17T型槽、18連接窩槽、19壓板、20壓桿、21手柄、22條型孔、23連接螺栓、24壁板工件、25連接螺栓、26展向立柱、27連接螺栓、28連接螺栓具體實施例如圖1所示，柔性組合預應力夾具可固定安裝在噴丸機床框架1內(nèi)，其結(jié)構(gòu)包括與機床框架固定連接的上橫梁2和下橫梁3，在上下橫梁之間設有多個立柱5，每個立柱的兩端分別通過槽形滑軌4固定在上下橫梁上，該滑軌與橫梁呈“+”交叉狀固定，立柱上可固定弓形夾8和壓板組件6，弓形夾和壓板組件可以與條型壓塊7套接。特別強調(diào)的是壓板組件和弓形夾在立柱上的固定位置是可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)的，滑軌在橫梁上的固定位置和滑軌的數(shù)量是可以調(diào)節(jié)的，立柱兩端在滑軌內(nèi)的連接位置是可以調(diào)節(jié)的，這些可調(diào)節(jié)性展示著本夾具的柔性組和能力。
參見圖2是實施例中的各主要組件結(jié)構(gòu)示意。圖2-1給出了組件滑軌4的結(jié)構(gòu)示意，該滑軌4是一個槽形結(jié)構(gòu)，槽幫上設有多個連接孔9，槽的外底部設有可與橫梁固定連接的連接片10。
圖2-2給出了組件立柱的結(jié)構(gòu)示意，該立柱5是一個剛性的方管，其上設有多個徑向連接孔11，立柱的兩端設有連接耳片12。大多數(shù)的立柱與橫梁是垂直關(guān)系，立柱與兩端的連接耳片軸向一致，如圖2-2A所示；還有少數(shù)立柱斜置于上下橫梁之間，立柱兩端的連接耳片與立柱的軸向有一定夾角，如圖2-2B所示。
圖2-3給出了組件弓形夾8的結(jié)構(gòu)示意，該弓形夾是本發(fā)明特制的弓形夾，弓形夾本體的一側(cè)是常規(guī)的開口夾13，另一側(cè)增設了一個帶旋壓手柄15的頂桿14，其開口夾13可以固定夾持在立柱5的任一部位上，其頂桿14通過手柄15的旋壓可向工件施加預應力。為了保護工件表面受力均勻，在頂桿14的端頭可以套接球頭壓塊16或條型壓塊7，如圖2-5給出的組件條型壓塊的結(jié)構(gòu)示意，條型壓塊7的外表面是半圓形，其內(nèi)側(cè)有一個T型槽17，實施中組件條型壓塊7的長度可以有多種規(guī)格，一個條型壓塊可以與多個弓形夾或多個壓板組件配合使用，以便向工件的某連續(xù)部位施加預應力；圖2-6給出的組件球頭壓塊的結(jié)構(gòu)示意，球頭壓塊16的外表面光滑，其內(nèi)側(cè)有連接窩槽18，可與一個弓形夾或一個壓板組件配合使用。
圖2-4給出了組件壓板組件的結(jié)構(gòu)示意，壓板組件也是一種常見的工裝夾具，由壓板19、壓桿20和連接螺栓23等組成，壓板中心有一個條型孔22，用于調(diào)節(jié)連接螺栓23和壓桿20之間的組合間距。使用時，將連接螺栓23固定在立柱的連接孔上，壓桿20通過手柄21的旋壓可向工件施加預應力。同樣，為了保護工件表面受力均勻，在壓桿20的端頭可以套接球頭壓塊16或條型壓塊7。
以上給出了該柔性組合夾具的幾個主要組合件，實施中還有其他通用螺栓螺母組件配合使用。
需要噴丸成形的工件通常是大型壁板零件，成形后的零件一般是雙曲度，該柔性組合夾具可以實現(xiàn)對壁板工件的弦向和展向預彎夾持，壁板工件沿立柱方向為弦向，壁板的中心長度方向為展向。
對于需要弦向和展向雙曲度預彎夾持的壁板類工件，本發(fā)明提供一種預彎夾持方法，其特征在于先進行弦向預彎夾持，再進行展向預彎夾持，弦向預彎夾持是將壁板工件通過弓形夾和壓板組件固定預彎夾持在不同的弦向立柱上，展向預彎夾持是通過整體位移弦向立柱，使相鄰的弦向立柱位于不同的平面上，通過相鄰立柱之間的剪切力實現(xiàn)對工件的展向預彎夾持。
參見圖3，對壁板工件24的弦向預彎夾持是通過固定在立柱5上的弓形夾8和壓板組件6配合實施，對工件形成三點壓彎。其施力方向如圖4所示，其中A、B、C三個施力的大小和施力點根據(jù)工件的成形需求均可調(diào)。A、C兩個施力點的移動是通過壓板組件6的壓板條型孔22和立柱上的等間距連接孔配合調(diào)節(jié)實施，B點是通過弓形夾在立柱上的安裝位置進行調(diào)節(jié)，A、B、C三點的施力大小是通過調(diào)節(jié)弓形夾的頂桿和壓板組件的壓桿的伸縮來調(diào)節(jié)，因此該夾具適應于各種形狀的壁板工件，這就是該夾具的柔性組和能力。對于長型壁板，通過一個個相鄰的連續(xù)的立柱以及固定在立柱上的弓形夾和壓板組件對工件的不同弦向部位預彎夾持，根據(jù)工件的需求，為保證相鄰工件部位的施力均勻，在某些連續(xù)立柱的弓形夾和壓板組件的施力端頭加裝條型壓塊，通過該條型壓塊向工件施加連續(xù)的弦向預應力。
參見圖5，對壁板工件24的展向預彎夾持是在弦向立柱5的同一組滑軌4上，并列安裝一個立柱，稱為展向立柱26，弦向立柱5與展向立柱26之間通過上下兩個連接螺栓27、28連接，同時松開弦向立柱5兩端連接耳片與滑軌之間的連接螺栓25，這時，通過緊固螺栓27、28，使弦向立柱以及固定在其上的工件整體沿滑軌向展向立柱方向位移，以此實現(xiàn)對壁板工件24的展向預彎夾持。
圖6還給出了另一種三點壓彎的弦向預彎夾持方法，是在同一組滑軌內(nèi)設有兩個立柱，兩個立柱之間通過可以緊固調(diào)節(jié)的螺栓連接，通過分別固定在立柱上的弓形夾相向向工件施力，達到弦向預彎夾持工件的目的。
圖7、圖8和圖9分別展示了該柔性組合預應力夾具對不同形狀的壁板工件的預彎夾持，充分展示了該發(fā)明技術(shù)的柔性組合能力。
實現(xiàn)本發(fā)明的柔性組合思想，不限于本申請書描述的立柱與橫梁的連接結(jié)構(gòu)形式，但應滿足立柱的承力性和立柱相對位置的可變化性。
權(quán)利要求
1.一種柔性組合預應力夾具，可固定在一剛性框架內(nèi)，其特征在于包括有一組上下橫梁和連接在橫梁之間的多個立柱，立柱與橫梁之間是一組合連接關(guān)系，另有弓形夾和壓板組件可組合固定在立柱上，并向工件施加預應力。
2.如權(quán)利要求書1所述的柔性組合預應力夾具，其特征在于所述的立柱兩端分別通過與橫梁方向垂直的一組滑軌固定在橫梁上
3.如權(quán)利要求書2所述的柔性組合預應力夾具，其特征在于所述滑軌是一個槽型結(jié)構(gòu)，槽幫上設有多個連接孔，槽的外底部設有可與橫梁固定連接的耳片。
4.如權(quán)利要求書1或2或3所述的柔性組合預應力夾具，其特征在于所述的立柱是一個剛性的長方形柱狀體，其上設有多個徑向連接孔，立柱的兩端固定有連接耳片。
5.如權(quán)利要求書1所述的柔性組合預應力夾具，其特征在于還有條型壓塊可與弓形夾和壓板組件配合將工件連續(xù)夾持在立柱上，并向工件施加預應力。
6.如權(quán)利要求書5所述的柔性組合預應力夾具，其特征在于所述的條型壓塊是一長條的半圓柱體，壓塊的外側(cè)是一光滑的弧面，壓塊的內(nèi)側(cè)有一條狀連接槽，該壓塊可與多個弓形夾或多個壓板組件配合將工件連續(xù)夾持在立柱上，并向工件施加預應力。
7.一種壁板類工件的弦向和展向雙曲度預彎夾持方法，其特征在于先進行弦向預彎夾持，再進行展向預彎夾持，弦向成形是將壁板工件通過弓形夾和壓板組件固定預彎在不同的弦向立柱上，該弦向立柱位于同一個水平面上，通過位移不同的弦向立柱，實現(xiàn)對工件的展向預彎成型。
8.一種弓形夾，含有開口夾和壓緊手柄，其特征在于在弓形夾的本體上還設有一個帶有旋壓手柄的頂桿。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造工裝技術(shù)領(lǐng)域，特別是對大型壁板類零件具有通用性的一種柔性組合預應力夾具。其結(jié)構(gòu)包括有一組上下橫梁和連接在橫梁之間的多個立柱，立柱與橫梁之間是一組合連接關(guān)系，另有組件弓形夾和壓板組件可組合固定在立柱上，并以立柱為承力點將工件夾持和施加預應力。本發(fā)明的有益效果是夾具結(jié)構(gòu)具有柔性組和能力，對不同形狀壁板工件的預彎夾持具有通用性。
文檔編號B23P25/00GK1850452SQ200610087318
公開日2006年10月25日 申請日期2006年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月7日
發(fā)明者鄭濤, 伍東升, 喬明杰 申請人:西安飛機工業(yè)(集團)有限責任公司