CN104372168B - 一种壳体产品端面圆度振动时效校形装置及其校形方法 - Google Patents

一种壳体产品端面圆度振动时效校形装置及其校形方法 Download PDF

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本发明涉及一种壳体产品端面圆度振动时效校形装置，它包括撑杆（1）、压块（3）、激振器（5）、探头（6）和测量装置（7），撑杆（1）的两端分别设置有压块（3），压块（3）顶压在待校形壳体（4）的内壁上，激振器（5）置于待校形壳体（4）的内壁上，探头（6）设置于靠近压块（3）的待校形壳体（4）外壁上；其校形方法包括以下步骤：S1、测量待校形壳体（4）的直径；S2、安装校形装置；S3、加力撑大端框；S4、振动时效；S5、静置；S6、检测。本发明的优点在于：能有效地解决壳体产品由于焊接、机加后的端面圆度超差问题，保障各部段的最终外形尺寸，显著提升了壳体、部段的合格率，缩短壳体的生产和问题处理周期。

Description

一种壳体产品端面圆度振动时效校形装置及其校形方法
技术领域
本发明涉及一种壳体产品端面圆度振动时效校形装置及其校形方法。
背景技术
高强度钢圆筒薄壁焊接结构的变形问题一直是壳体生产制造的重点和难点，为保证其制造精度，通常需要控制焊接变形和采取焊后校形。控制焊接变形主要是通过专用工装夹具对焊接部位进行“内撑外抱”固定后再进行焊接，但是由于焊接应力过大，其防变形效果并不理想，仍然存在圆度超差的现象。
某壳体产品材料为2A14，直径2000mm，高度505mm，壁厚14mm，壳体由上壳段、下壳段组焊而成，组焊完成后，局部还需要焊接口框、加强框、垫块等装配零件。因为焊接时大量的热输入，造成焊接应力巨大，导致焊接变形严重，零件最终外形尺寸两端圆度（设计值1.5mm）超差。
壳体端面圆度超差，后续壳体将无法装配和铆接，最终壳体报废，将造成难以估量的经济损失，耗费大量的人力、时间成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种壳体产品端面圆度振动时效校形装置及其校形方法，解决壳体产品由于焊接、机加后的端面圆度超差问题，保障各部段的最终外形尺寸，显著提升了壳体、部段的的合格率，缩短壳体的生产和问题处理周期。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种壳体产品端面圆度振动时效校形装置，它包括撑杆、调节机构、压块、激振器、探头和测量装置，撑杆的两端分别设置有压块，每个压块与撑杆之间设置有调节机构，压块在调节机构的调节作用下沿撑杆的轴向移动，压块的外表面顶压在待校形壳体的内壁上，激振器置于待校形壳体的内壁上，探头设置于靠近压块的待校形壳体外壁上，测量装置分别与探头和激振器控制相连。
所述的压块顶压于待校形壳体最小直径处。
所述的激振器为偏心激振器。
采用一种壳体产品端面圆度振动时效校形装置的校形方法，它包括以下步骤：
S1、测量待校形壳体的直径：用直径量具测量待校形壳体的直径，并标记出其直径最小位置；
S2、安装校形装置：将校形装置放入待校形壳体内，调节调节机构，并使压块分别顶压在待校形壳体最小直径处；
S3、加力撑大端框：调节调节机构，使待校形壳体的端面直径撑大7mm～8mm；
S4、振动时效：启动激振器，选择激振器的偏心角范围在30°～40°之间，振动20min～30min，对待校形壳体进行振动时效处理；
S5、静置：充分释放待校形壳体受到的应力后，拆卸校形装置，静置22h～26h；
S6、检测：用圆度仪检测待校形壳体的端面圆度，若圆度不大于1.5mm，则合格，若圆度大于1.5mm，则重复步骤S1～S5。
本发明具有以下优点：本发明通过设计并制造了专用的撑杆、螺杆等校形工装，对壳体端面圆度超差处进行加力支撑，再使用振动时效的方法和相应的控制手段来消除焊接和支撑应力，达到将壳体端面圆度超查处校正到满足要求的目的。在航天产品部段焊接、生产中属首创，具有关键技术创新价值，能够解决壳体产品由于焊接、机加后的端面圆度超差问题，保障各部段的最终外形尺寸，显著提升了壳体、部段的的合格率，缩短壳体的生产和问题处理周期，具有巨大的经济效应和社会价值。
附图说明
图1为待校形壳体被撑大前安装校形装置的结构示意图；
图2为待校形壳体被撑大后的结构示意图；
图中：1-撑杆，2-调节机构，3-压块，4-待校形壳体，5-激振器，6-探头，7-测量装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
【实施例1】：
如图1所示，一种壳体产品端面圆度振动时效校形装置，它包括撑杆1、调节机构2、压块3、激振器5、探头6和测量装置7，撑杆1的两端分别设置有压块3，每个压块3与撑杆1之间设置有调节机构2，压块3在调节机构2的调节作用下沿撑杆1的轴向移动，压块3的外表面顶压在待校形壳体4的内壁上，激振器5置于待校形壳体4的内壁上，探头6设置于靠近压块3的待校形壳体4外壁上，测量装置7分别与探头6和激振器5控制相连。
所述的压块3顶压于待校形壳体4最小直径处。
所述的激振器5为偏心激振器。
采用一种壳体产品端面圆度振动时效校形装置的校形方法，它包括以下步骤：
S1、测量待校形壳体4的直径：用直径量具测量待校形壳体4的直径，并标记出其直径最小位置；
S2、安装校形装置：将校形装置放入待校形壳体4内，调节调节机构2，并使压块3分别顶压在待校形壳体4最小直径处；
S3、加力撑大端框：如图2所示，调节调节机构2，使待校形壳体4的端面直径撑大8mm；
S4、振动时效：启动激振器5，选择激振器5的偏心角为30°，振动30min，对待校形壳体4进行振动时效处理；
S5、静置：充分释放待校形壳体4受到的应力后，拆卸校形装置，静置22h；
S6、检测：用圆度仪检测待校形壳体4的端面圆度，若圆度不大于1.5mm，则合格，若圆度大于1.5mm，则重复步骤S1～S5。
【实施例2】：
一种壳体产品端面圆度振动时效校形装置的结构同实施例1。
采用一种壳体产品端面圆度振动时效校形装置的校形方法，它包括以下步骤：
S1、测量待校形壳体4的直径：用直径量具测量待校形壳体4的直径，并标记出其直径最小位置；
S2、安装校形装置：将校形装置放入待校形壳体4内，调节调节机构2，并使压块3分别顶压在待校形壳体4最小直径处；
S3、加力撑大端框：如图2所示，调节调节机构2，使待校形壳体4的端面直径撑大7.5mm；
S4、振动时效：启动激振器5，选择激振器5的偏心角范围在35°之间，振动25min，对待校形壳体4进行振动时效处理；
S5、静置：充分释放待校形壳体4受到的应力后，拆卸校形装置，静置24h；
S6、检测：用圆度仪检测待校形壳体4的端面圆度，若圆度不大于1.5mm，则合格，若圆度大于1.5mm，则重复步骤S1～S5。
【实施例3】：
一种壳体产品端面圆度振动时效校形装置的结构同实施例1。
采用一种壳体产品端面圆度振动时效校形装置的校形方法，它包括以下步骤：
S1、测量待校形壳体4的直径：用直径量具测量待校形壳体4的直径，并标记出其直径最小位置；
S2、安装校形装置：将校形装置放入待校形壳体4内，调节调节机构2，并使压块3分别顶压在待校形壳体4最小直径处；
S3、加力撑大端框：如图2所示，调节调节机构2，使待校形壳体4的端面直径撑大7.8mm；
S4、振动时效：启动激振器5，选择激振器5的偏心角为33°，振动26min，对待校形壳体4进行振动时效处理；
S5、静置：充分释放待校形壳体4受到的应力后，拆卸校形装置，静置25h；
S6、检测：用圆度仪检测待校形壳体4的端面圆度，若圆度不大于1.5mm，则合格，若圆度大于1.5mm，则重复步骤S1～S5。
【实施例4】：
一种壳体产品端面圆度振动时效校形装置的结构同实施例1。
采用一种壳体产品端面圆度振动时效校形装置的校形方法，它包括以下步骤：
S1、测量待校形壳体4的直径：用直径量具测量待校形壳体4的直径，并标记出其直径最小位置；
S2、安装校形装置：将校形装置放入待校形壳体4内，调节调节机构2，并使压块3分别顶压在待校形壳体4最小直径处；
S3、加力撑大端框：如图2所示，调节调节机构2，使待校形壳体4的端面直径撑大7mm；
S4、振动时效：启动激振器5，选择激振器5的偏心角为40°，振动20min，对待校形壳体4进行振动时效处理；
S5、静置：充分释放待校形壳体4受到的应力后，拆卸校形装置，静置26h；
S6、检测：用圆度仪检测待校形壳体4的端面圆度，若圆度不大于1.5mm，则合格，若圆度大于1.5mm，则重复步骤S1～S5。

Claims (4)

1.一种壳体产品端面圆度振动时效校形装置，其特征在于：它包括撑杆（1）、调节机构（2）、压块（3）、激振器（5）、探头（6）和测量装置（7），撑杆（1）的两端分别设置有压块（3），每个压块（3）与撑杆（1）之间设置有调节机构（2），压块（3）在调节机构（2）的调节作用下沿撑杆（1）的轴向移动，压块（3）的外表面顶压在待校形壳体（4）的内壁上，激振器（5）置于待校形壳体（4）的内壁上，探头（6）设置于靠近压块（3）的待校形壳体（4）外壁上，测量装置（7）分别与探头（6）和激振器（5）控制相连。
2.根据权利要求1所述的一种壳体产品端面圆度振动时效校形装置，其特征在于：所述的压块（3）顶压于待校形壳体（4）最小直径处。
3.根据权利要求1所述的一种壳体产品端面圆度振动时效校形装置，其特征在于：所述的激振器（5）为偏心激振器。
4.如采用权利要求1所述的一种壳体产品端面圆度振动时效校形装置的校形方法，其特征在于：它包括以下步骤：
S1、测量待校形壳体（4）的直径：用直径量具测量待校形壳体（4）的直径，并标记出其直径最小位置；
S2、安装校形装置：将校形装置放入待校形壳体（4）内，调节调节机构（2），并使压块（3）分别顶压在待校形壳体（4）最小直径处；
S3、加力撑大端框：调节调节机构（2），使待校形壳体（4）的端面直径撑大7mm～8mm；
S4、振动时效：启动激振器（5），选择激振器（5）的偏心角范围在30°～40°之间，振动20min～30min，对待校形壳体（4）进行振动时效处理；
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