CN102251096A - 一种钣金零件振动时效方法和振动时效装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种钣金零件的振动时效方法和振动时效装置，将加工成型的钣金零件连同模胎一起固定在振动时效台上，将激振器与振动时效台刚性固定，用控制系统启动激振器使振动时效台以及与其固定连接的模胎和钣金零件同时振动，以消除及均化钣金零件的内部应力。

Description

一种钣金零件振动时效方法和振动时效装置
技术领域
本申请涉及飞机钣金零件的制造技术领域，特别涉及为消除及均化飞机钣金零件在加工过程中产生的残余应力进行振动时效的处理方法和振动时效的装置。
背景技术
金属工件在铸造、锻压、焊接和切削加工及使用过程中，由于受热冷和机械作用，在工件内部产生残余应力。这些残余应力是一种预加载荷，将会制约工件的负载能力，使工件处于不稳定状态，降低工件的尺寸稳定性和机械物理性能，导致工件在制造及服役过程中产生变形和失效。从材料方面说，残余应力会加速金属在腐蚀性环境中腐蚀速度。
为了消除金属工件中的残余应力，通常采用自然时效、热时效和振动时效。
众所周知，自然时效时间长、热时效因高成本和高污染而不适应大批量的工业生产逐渐被淘汰。
振动时效(Vibratory Stress Relief)是用振动处理的方法代替自然时效与热时效，其工作原理是将激振器安装在工件上，并将工件用橡胶垫等弹性物体支撑，通过控制器启动激振器，使工件处于振动状态，经一定时间的振动处理达到消除残余应力和稳定尺寸的目的。作为一种消除工件残余应力的方法，振动时效具有能耗低、时间短、效果好、经济效益显著等优点，广泛应用于机械制造业中。但是，对于飞机钣金零件来说，由于其刚性差，无法用振动时效的方法消除残余应力。
在飞机钣金零件制造过程中，由于没有消除残余应力的有效方法，回弹及带应力装配便成为一个长期无法解决的世界性技术难题，因变形过大而造成报废的现象屡见不鲜。
发明内容
本发明的目的是提供一种消除飞机钣金零件残余应力的振动时效方法和振动时效装置，以解决飞机钣金零件在制造过程中变形过大以及装配过程中的带应力装配问题，提高飞机使用过程中钣金零件的抗应力腐蚀性能。
一种钣金零件的振动时效方法，其特征在于含有以下条件或步骤：1)具有加工成型的钣金零件以及与所述钣金零件相同外形的模胎；2)将一个振动时效台支撑在弹性支座上；3)将所述的模胎固定在所述的振动时效台上；4)将所述的钣金零件固定在所述的模胎上；5)将激振器与振动时效台刚性固定；6)用控制系统启动激振器使振动时效台以及与其固定连接的模胎和钣金零件同时振动，以消除及均化钣金零件的内部应力。
一种钣金零件振动时效装置，含有振动时效台和与钣金零件具有相同外形的模胎，其特征在于振动时效台支撑在四个弹性支座上，所述模胎固定在时效振动台的上表面，另有激振器与时效振动台固定，在所述模胎上设有固定钣金零件的连接件。
本发明的有益效果是利用模胎将易变形的钣金零件固定在振动时效台上实施振动时效，有效克服了钣金零件不易固定形状的缺陷。该装置结构简单，易于操作，解决了飞机钣金零件无法振动时效的现实问题。
以下结合实施例对本申请做进一步详细描述。
附图说明
图1为飞机钣金零件
图2为飞机钣金零件振动消除应力原理示意图
图中标号说明：1钣金零件、2绷带、3激振器、4垫块、5振动时效台、6弹性支撑座、7模胎、8固定件。
具体实施方式
参见附图，实施例中钣金零件1是加工成型的飞机前缘蒙皮，厚度为1.2mm，长度为2000mm，材料为铝合金2024，用蒙皮拉伸机拉伸成形。为了消除及均化其加工后的内在应力，本申请提出了对其进行振动时效的方法和振动时效装置。在图2中，模胎7用于固定和保持钣金零件1的形状，模胎7的外形必须与钣金零件1的外形吻合。实施中模胎7的基座部分是一个平面，模胎7放置在振动时效台5的上表面，模胎基座的两端用固定件8与振动时效台5固定，为了便于用绷带2将钣金零件1捆绑在模胎7上，在模胎7的基座下与振动时效台5之间用垫块4垫起间隙，便于绷带穿过。
需要说明的是钣金零件1与模胎7的固定形式可以是实施例图中的绷带捆绑式固定，也可以用其他固定方式固定，比如在模胎上设置固定钣金零件的连接件。其目的是保持钣金零件与模胎的相对位置与可靠固定，以便在实施振动时效时把振动能量有效地传递到钣金零件上。
用于产生振动能量的激振器3用夹钳刚性固定在振动时效台5上。振动时效台5用四个弹性支撑座支撑，其作用是减振以便保护工作地面。实施振动时效时，将激振器3与控制系统相连接，开启激振器3的控制系统，激振器的振动通过振动时效台5传递给与其刚性固定的模胎7和钣金零件1，进行前缘蒙皮振动消除应力处理。为了准确地获得振动时效的反馈信号，最好将拾振器(图中未示出)粘贴在钣金零件上，完成振动时效后，卸下钣金零件即可。

Claims (2)

1.一种钣金零件的振动时效方法，其特征在于含有以下条件或步骤：1)具有加工成型的钣金零件以及与所述钣金零件相同外形的模胎；2)将一个振动时效台支撑在弹性支座上；3)将所述的模胎固定在所述的振动时效台上；4)将所述的钣金零件固定在所述的模胎上；5)将激振器与振动时效台刚性固定；6)用控制系统启动激振器使振动时效台以及与其固定连接的模胎和钣金零件同时振动，以消除及均化钣金零件的内部应力。
2.一种钣金零件振动时效装置，含有振动时效台和与钣金零件具有相同外形的模胎，其特征在于振动时效台支撑在四个弹性支座上，所述模胎固定在时效振动台的上表面，另有激振器与时效振动台固定，在所述模胎上设有固定钣金零件的连接件。
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