專利名稱：一種形板式機(jī)械加載蠕變時(shí)效成形裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種形板式機(jī)械加載蠕變時(shí)效成形裝置，屬于航空制造工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
蠕變時(shí)效成形(ere印age-forming, CAF)，國內(nèi)一般稱之為時(shí)效應(yīng)力松弛成形，主要是利用部分金屬材料在高溫下將發(fā)生應(yīng)力松弛和在一定溫度下可時(shí)效強(qiáng)化的特點(diǎn)，將熱處理與成形合二為一，以實(shí)現(xiàn)待成形件的一體化加工。為實(shí)現(xiàn)蠕變時(shí)效成形，首先須對待成形件施加一定的初始載荷，使其發(fā)生一定形狀的彈性變形，然后保持這個(gè)變形將其在恒溫中放置一段時(shí)間，使其發(fā)生蠕變時(shí)效，從而使部分彈性變形轉(zhuǎn)化為塑性變形，同時(shí)待成形件通過蠕變時(shí)效得到強(qiáng)化，從而達(dá)到成形的目的。國家知識產(chǎn)權(quán)局在2011年3月16日授權(quán)的發(fā)明專利CN200810017544中提出了一種純彎曲時(shí)效成形模具，為四點(diǎn)彎曲與框板結(jié)構(gòu)相結(jié)合的組合結(jié)構(gòu)，包括底板、框板和形板，底板上表面四周的周邊開有通槽，框板安裝在底板通槽中；形板分布在型腔內(nèi)，且間距可調(diào)；其特征在于本發(fā)明還包括壓板、壓塊、絲杠、渦輪、蝸桿及支撐座，并且在型腔兩側(cè)的上框板上固定有絲杠座；渦輪位于絲杠座上方； 蝸桿安裝在壓板兩端的支撐座上，壓板的兩端有絲杠孔，該孔位于壓板的中心線上，在絲杠孔內(nèi)側(cè)、壓板的中心線上，有一對對稱分布的壓塊槽；壓塊固定在位于壓板下表面的壓塊槽內(nèi)，擋板支桿與壓板相連，渦輪擋板與擋板支桿固連。該結(jié)構(gòu)采用了蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，加工較復(fù)雜，成本高，傳動(dòng)效率低，且僅能實(shí)現(xiàn)待成形件的單曲率純彎曲成形，難以實(shí)現(xiàn)待成形件的復(fù)雜雙曲率蠕變時(shí)效成形。國家知識產(chǎn)權(quán)局在2010年7月14日公開的發(fā)明專利申請200910M4631. 7中披露了一種基于熱壓罐的蠕變時(shí)效成形柔性工裝，該工裝包括一真空袋，此構(gòu)件用于密封待成形件以及模具；一底板，打有銷釘孔和螺紋孔；一高框，為兩短高框和兩長高框組成的框體，所述的真空袋覆蓋于高框及待成形件上；一低框，為兩短低框和兩長低框組成的框體， 所述的高框固定于低框外圍，高框和低框均固定于所述的底板上；釘板條，并列排列于底板上，并通過側(cè)向螺釘固定于低框的框體內(nèi)；四墊片，置于低框內(nèi)壁與釘板條之間，用于定位釘板條的橫向位置；調(diào)節(jié)釘柱，下方攻螺紋，用于與固定板形成螺紋副；固定板，中心位置攻螺紋孔，與調(diào)節(jié)釘柱形成螺紋副，將調(diào)節(jié)釘柱固定于固定板上，之后將二者固定于釘板條上；一抽氣軟管，連接于一抽氣管咀上，抽氣管咀穿設(shè)并固定于底板相應(yīng)的孔中，并通過一硅橡膠墊圈密封連接。該工裝主要用于基于熱壓罐的復(fù)合材料固化成型或鋁合金壁板、蒙皮件的蠕變時(shí)效成形，加工中通過調(diào)節(jié)螺栓達(dá)到構(gòu)造待成形件曲面的過程相當(dāng)繁瑣，操作困難，且難以保證所構(gòu)造待成形件曲面的精度。同時(shí)，由于該工裝必須和熱壓罐配套使用， 并不適用于常規(guī)的僅需要機(jī)械加載就可以達(dá)到要求的待成形件蠕變時(shí)效成形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種形板式機(jī)械加載蠕變時(shí)效成形裝置，該裝置采用點(diǎn)陣式機(jī)械加載實(shí)現(xiàn)對具有復(fù)雜曲率曲面和純彎曲常規(guī)目標(biāo)零件的蠕變時(shí)效成形，同
3時(shí)還可以根據(jù)回彈的情況，對待成形件進(jìn)行粗略修形，且本裝置不需要和熱壓罐配套，形板更換快速便捷，加工簡單，成本低廉。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種形板式機(jī)械加載蠕變時(shí)效成形裝置包括加載螺栓、底板、上板、形板、支柱、釘板條，所述底板上設(shè)有一矩形凸臺，在所述矩形凸臺相對的一對邊上各設(shè)置有一釘板條，釘板條與底板之間由螺栓連接；沿所述釘板條的軸向均布有若干支撐釘柱，兩釘板條上對稱的兩支撐釘柱的高度要求一致；在所述釘板條長度方向的兩端各設(shè)置有一垂直于所述底板的導(dǎo)向板，在所述導(dǎo)向板相對于所述釘板條一側(cè)的平面上設(shè)置有垂直于所述底板平面的導(dǎo)向槽，所述導(dǎo)向槽的軸線與所述釘板條上對應(yīng)的支撐釘柱的軸線在同一個(gè)平面內(nèi)；所述形板的上表面形狀為目標(biāo)構(gòu)件的曲面形狀，多個(gè)形板并列，其長度方向與所述釘板條軸線垂直并被支撐在所述釘板條的支撐釘柱上，每一個(gè)形板插裝在設(shè)于所述導(dǎo)向板上的導(dǎo)向槽中；在所述底板的四個(gè)角上各設(shè)有一根支柱，所述支柱的一端垂直固定于所述底板平面上，另一端安裝有平行于所述底板的上板；所述上板上均布有螺紋孔，所述螺紋孔中旋裝有加載螺栓。本發(fā)明一種形板式機(jī)械加載蠕變時(shí)效成形裝置中，在垂直于所述釘板條軸線方向并與所述矩形凸臺的邊緣并齊處設(shè)置有一擋板，所述擋板下側(cè)與所述矩形凸臺的側(cè)緣固定連接，兩端分別與所述導(dǎo)向板固定連接。本發(fā)明一種形板式機(jī)械加載蠕變時(shí)效成形裝置中，所述形板與導(dǎo)向槽為間隙配合，形板由設(shè)置于導(dǎo)向槽一側(cè)的鎖緊螺栓鎖緊于導(dǎo)向槽的另一側(cè)，形板下方兩端各由一支撐釘柱支撐，形板為T字形結(jié)構(gòu)，初始安裝時(shí)其下部底面與底板凸臺接觸，這樣便于快速定位安裝形板。本發(fā)明一種形板式機(jī)械加載蠕變時(shí)效成形裝置中，所述導(dǎo)向板或所述擋板的高度比所述形板的上表面低30 50mm。本發(fā)明一種形板式機(jī)械加載蠕變時(shí)效成形裝置中，所述導(dǎo)向槽的長度為30 50mmo本發(fā)明一種形板式機(jī)械加載蠕變時(shí)效成形裝置中，所述加載螺栓的端部為圓頭結(jié)構(gòu)。本發(fā)明為一種形板式機(jī)械加載蠕變時(shí)效成形裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，構(gòu)思合理，加載時(shí)， 將待成形件置于若干形板的上端面，通過旋合若干加載螺栓，使待成形件與若干形板的上端面完全貼合。支撐釘柱既用來定位形板垂直方向，又可以調(diào)節(jié)形板高度，以實(shí)現(xiàn)對待成形件因?yàn)榛貜棶a(chǎn)生變形的粗略修形。導(dǎo)向槽使得形板安裝方便，更換容易，可以滿足多種零件的成形要求。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和功效在于1、形板更換簡單方便，縮短了生產(chǎn)周期，同時(shí)有效降低了生產(chǎn)成本，而且形板垂直方向可微調(diào)，實(shí)現(xiàn)了對待成形件件回彈的粗略修形。2、機(jī)械加載的方式使得工裝整體結(jié)構(gòu)簡單，不需要和熱壓罐配套使用，既適合于具有復(fù)雜曲率曲面的零件也適合于常規(guī)的單曲率零件。3、上板和底板之間通過支柱連接，且形板上表面高于導(dǎo)向板或擋板上表面，為時(shí)效時(shí)熱量的均勻充分傳遞提供了足夠的空間，使蠕變效果更加明顯。4、與形板上表面對應(yīng)的加載螺栓的圓頭形設(shè)計(jì)，使得加載時(shí)受力穩(wěn)定，克服了待成形件局部變形的不足。綜上，本裝置總體結(jié)構(gòu)簡單可靠，可快速更換形板，制造成本低。既適用于具有復(fù)雜曲率曲面的零件，也適用于常規(guī)的單曲率零件。由于本裝置不需要和熱壓罐配套使用，結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)周期短。


圖1為本發(fā)明一種形板式機(jī)械加載蠕變時(shí)效成形裝置的主視圖。圖2為本發(fā)明一種形板式機(jī)械加載蠕變時(shí)效成形裝置的左視圖。圖3為本發(fā)明一種形板式機(jī)械加載蠕變時(shí)效成形裝置的俯視圖。圖4為本發(fā)明一種形板式機(jī)械加載蠕變時(shí)效成形裝置的透視圖。圖5為帶導(dǎo)向槽的導(dǎo)向板側(cè)視圖。圖6為帶凸臺的底板側(cè)視圖1一加載螺栓2-待成形件3-形板4-鎖緊螺栓5-釘板條6_支柱7_上板8-支撐釘柱9-擋板10-導(dǎo)向板11-導(dǎo)向槽12-底板
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明本實(shí)施例是用于飛機(jī)機(jī)翼外蒙皮的形板式機(jī)械加載蠕變時(shí)效成形裝置，參見圖 1-5，一種形板式機(jī)械加載蠕變時(shí)效成形裝置包括底板12、上板7、形板3、支柱6、釘板條 5，所述底板12上設(shè)有一矩形凸臺，在所述矩形凸臺相對的一對邊上各設(shè)置有一釘板條5， 釘板條5與底板12之間由螺栓連接；沿所述釘板條5的軸向均布有若干支撐釘柱8，兩釘板條上對稱的兩支撐釘柱8的高度要求一致；在所述釘板條5長度方向的兩端各設(shè)置有一垂直于所述底板12的導(dǎo)向板10，在所述導(dǎo)向板10相對于所述釘板條5 —側(cè)的平面上設(shè)置有垂直于所述底板12平面的導(dǎo)向槽11，所述導(dǎo)向槽11的軸線與所述釘板條5上對應(yīng)的支撐釘柱8的軸線在同一個(gè)平面內(nèi)；所述形板3的上表面形狀為目標(biāo)構(gòu)件的曲面形狀，多個(gè)形板并列，其長度方向與所述釘板條5軸線垂直并被支撐在所述釘板條5的支撐釘柱8上，每一個(gè)形板3插裝在設(shè)于所述導(dǎo)向板10上的導(dǎo)向槽11中；在所述底板10的四個(gè)角上各設(shè)有一根支柱6，所述支柱6的一端垂直固定于所述底板12平面上，另一端安裝有平行于所述底板12的上板7 ；所述上板7上均布有螺紋孔，所述螺紋孔中旋裝有加載螺栓1 ；在垂直于所述釘板條5軸線方向并與所述矩形凸臺的邊緣并齊處設(shè)置有一擋板9，所述擋板9下側(cè)與所述矩形凸臺的側(cè)緣固定連接，兩端分別與所述導(dǎo)向板10固定連接；所述形板3與導(dǎo)向槽11為間隙配合，形板3由設(shè)置于導(dǎo)向槽11 一側(cè)的鎖緊螺栓鎖緊于導(dǎo)向槽11的另一側(cè)， 形板3下方兩端各由一支撐釘柱8支撐，形板3為T字形結(jié)構(gòu)，初始安裝時(shí)其下部底面與底板12矩形凸臺接觸，這樣便于快速定位安裝形板3 ；所述導(dǎo)向板10或所述擋板9的高度比所述形板3的上表面低30 50mm ；所述導(dǎo)向槽11的長度為30 50mm ；所述加載螺栓1的端部為圓頭結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例中，凸臺兩側(cè)的兩釘板條上設(shè)置有6個(gè)支撐釘柱，與支撐釘柱相對應(yīng)的形板數(shù)量也為6個(gè)，對應(yīng)每個(gè)形板上端面的加載螺栓共12個(gè)，6塊形板上端面的曲率按照目標(biāo)機(jī)翼外蒙皮的曲率確定，一般為復(fù)雜的雙曲率。對于成形同一目標(biāo)零件的幾塊形板要求在同一機(jī)床上同時(shí)加工，以保證形板上端面曲面的連續(xù)和光滑性。
權(quán)利要求
1.一種形板式機(jī)械加載蠕變時(shí)效成形裝置包括加載螺栓、底板、上板、形板、支柱、釘板條，其特征在于所述底板上設(shè)有一矩形凸臺，在所述矩形凸臺相對的一對邊上各設(shè)置有一釘板條，釘板條與底板之間由螺栓連接；沿所述釘板條的軸向均布有若干支撐釘柱，兩釘板條上對稱的兩支撐釘柱的高度要求一致；在所述釘板條長度方向的兩端各設(shè)置有一垂直于所述底板的導(dǎo)向板，在所述導(dǎo)向板相對于所述釘板條一側(cè)的平面上設(shè)置有垂直于所述底板平面的導(dǎo)向槽，所述導(dǎo)向槽的軸線與所述釘板條上對應(yīng)的支撐釘柱的軸線在同一個(gè)平面內(nèi)；所述形板的上表面形狀為目標(biāo)構(gòu)件的曲面形狀，多個(gè)形板并列，其長度方向與所述釘板條軸線垂直并被支撐在所述釘板條的支撐釘柱上，每一個(gè)形板插裝在設(shè)于所述導(dǎo)向板上的導(dǎo)向槽中；在所述底板的四個(gè)角上各設(shè)有一根支柱，所述支柱的一端垂直固定于所述底板平面上，另一端安裝有平行于所述底板的上板；所述上板上均布有螺紋孔，所述螺紋孔中旋裝有加載螺栓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種形板式機(jī)械加載蠕變時(shí)效成形裝置，其特征在于在垂直于所述釘板條軸線方向并與所述矩形凸臺的邊緣并齊處設(shè)置有一擋板，所述擋板下側(cè)與所述矩形凸臺的側(cè)緣固定連接，兩端分別與所述導(dǎo)向板固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種形板式機(jī)械加載蠕變時(shí)效成形裝置，其特征在于所述形板與導(dǎo)向槽為間隙配合，形板由設(shè)置于導(dǎo)向槽一側(cè)的鎖緊螺栓鎖緊于導(dǎo)向槽的另一側(cè)， 形板下方兩端各由一支撐釘柱支撐，形板為T字形結(jié)構(gòu)，初始安裝時(shí)其下部底面與底板凸臺接觸，這樣便于快速定位安裝形板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種形板式機(jī)械加載蠕變時(shí)效成形裝置，其特征在于所述導(dǎo)向板或所述擋板的高度比所述形板的上表面低30 50mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種形板式機(jī)械加載蠕變時(shí)效成形裝置，其特征在于所述導(dǎo)向槽的長度為30 50mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種形板式機(jī)械加載蠕變時(shí)效成形裝置，其特征在于所述加載螺栓的端部為圓頭結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種形板式機(jī)械加載蠕變時(shí)效成形裝置，包括底板、上板、加載螺栓、形板、支柱、釘板條，結(jié)構(gòu)緊湊，構(gòu)思合理，加載時(shí)，將目標(biāo)零件置于若干形板的上端面，通過旋合若干加載螺栓，使待成形件與若干形板的上端面完全貼合。支撐釘柱既用來定位形板垂直方向，又可以調(diào)節(jié)形板高度，以實(shí)現(xiàn)對待成形件因?yàn)榛貜棶a(chǎn)生變形的粗略修形。導(dǎo)向槽使得形板安裝方便，更換容易，可以滿足多種零件的成形要求。本發(fā)明既適用于具有復(fù)雜曲率曲面的零件，也適用于常規(guī)的單曲率零件，結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)周期短。
文檔編號B21D11/20GK102266887SQ20111019417
公開日2011年12月7日 申請日期2011年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月12日
發(fā)明者李 杰, 李毅波, 李炎光, 湛利華, 譚思格, 黃明輝 申請人:中南大學(xué)