CN104874694B - 航空复合材料工装钢板成型专用可调支撑及其成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明创造涉及一种航空复合材料工装钢板成型专用可调支撑，在定位支撑底座的内孔螺纹连接梯形螺纹支撑件，在梯形螺纹支撑件的外圆周设有锁紧螺母，锁紧螺母落座在定位支撑底座的上表面；在梯形螺纹支撑件的上端头的空腔内设有弹簧，弹簧上支撑球头顶杆，球头顶杆的外圆周设有自润滑铅环，球头顶杆的下端设有伸入弹簧内的延长杆；球头顶杆的上端为半球面，梯形螺纹支撑件的上端头也为半球面。该可调支撑的高度可调，并通过可调支撑的运用能够有效降低大型复合材料工装的制作成本，明显缩短工装的制造周期，提高了成型精度，大大降低了工作生产成本。

Description

航空复合材料工装钢板成型专用可调支撑及其成型方法
技术领域
本发明创造涉及一种航空复合材料工装钢板成型专用可调支撑及其成型方法，用于对航空复合材料工装所用整体钢板进行成型，属于机械制造领域。
背景技术
在航空复合材料工装的制造领域，为保证此类工装在使用过程中的密封性，要求工装所用成型的钢板必须是整体金属板。目前，在金属板成型过程中，支撑钢板成型的胎体一般用木制支撑胎，这种木制胎制造成本高，制造工期长，在使用过程中容易受温度、湿度和受力等因素影响而开裂变形，降低了钢板的成型精度，木制支撑胎还存在很大的消防安全隐患，而且木制支撑胎使用后破损严重，其周转和销毁都非常困难，无形中有提高了工装的生产成本。
发明内容
本发明创造要解决的技术问题是提供一种航空复合材料工装钢板成型专用可调支撑及其成型方法，该可调支撑的高度可调，并通过可调支撑的运用能够有效降低大型复合材料工装的制作成本，明显缩短工装的制造周期，提高了成型精度，大大降低了工作生产成本。
为解决以上问题，本发明创造的具体技术方案如下：一种航空复合材料工装钢板成型专用可调支撑，在定位支撑底座的内孔螺纹连接梯形螺纹支撑件，在梯形螺纹支撑件的外圆周设有锁紧螺母，锁紧螺母落座在定位支撑底座的上表面；在梯形螺纹支撑件的上端头的空腔内设有弹簧，弹簧上支撑球头顶杆，球头顶杆的外圆周设有自润滑铅环，球头顶杆的下端设有伸入弹簧内的延长杆；球头顶杆的上端为半球面，梯形螺纹支撑件的上端头也为半球面。
所述的梯形螺纹支撑件上端头内腔的底部设有盲孔，盲孔内设有硬质限位销。
所述的定位支撑底座的底部为正方体结构，在每个侧面都设有U型开口的压板槽，且正方体的每个侧面都可作为组合定位面。
利用专用可调支撑对航空复合材料工装钢板成型的方法，包括以下步骤：
1）按整体钢板最大展开面积计算可调支撑的数量；
2）根据钢板材质、尺寸和形状计算钢板成型时的回弹量，并制造外形切面样板；
3）把球头顶杆取出，并将弹簧取出，放入橡胶限高环，再把球头顶杆放入，放入后的球头顶杆的顶点位于梯形螺纹支撑件的上端头的半球面上；
4）根据工装整体钢板的投影面积，将可调支撑以定位支撑底座的组合定位面相互贴合，互为基准，完成陈列组合，并用压板固定在最下面的钢板上，组成可调支撑胎体；
5）将每排外形切面样板放置在对应位置的可调支撑上，保证外形切面样板两端的定位面在同一水平面上，调整外形切面样板下面对应的可调支撑的高度，保证球头顶杆与外形切面样板的板面贴合，并通过锁紧螺母锁紧；
6）确定每个可调支撑的高度后，取出橡胶限高环，并在梯形螺纹支撑件的端头盲孔内放置硬质限位销，再依次放入弹簧和球头顶杆；
7）在可调支撑上平铺所需成型的整体成型钢板，用乙炔火焰，并从钢板中心开始加热，使钢板中心升温到470℃～510℃，钢板边缘处温度在380℃～400℃；
8）在钢板四角引入垂直上下的振动源，频率在50HZ，振幅在2mm，每15分钟，振动10分钟，振动5次；
9）取消全部振动源，保持钢板整体温度在270℃～320℃，采用涂耐高温润滑膏的压力滚轮从钢板中心沿纵向方向依次向两侧施压，钢板在可调支撑上成型后，自然冷却至室温即可。
该航空复合材料工装钢板成型专用可调支撑采用上述结构，可以调整和组合以实现复杂钢板成型的制造目的，并能有效降低大型复合材料工装的制作成本，明显缩短工装的制造周期，提高了成型精度，应用弹簧节距钢板受理不均和支撑胎体柔性差的问题，而且可调支撑及每个零件都能重复使用，零件的互换性腔，使用灵活方便，在降低工装生产成本的同时，符合建立校准化的成型工艺标准，有很大的生产推广价值。
本申请的成型方法明显提高了钢板整体成型精度和生产效率，解决了钢板回弹问题，避免了木制型胎易开裂变形的不足并消除了消防安全隐患，明显缩短工装的制造周期，大幅度的降低了工装的生产成本，适合建立标准化的成型工艺。
附图说明
图1为航空复合材料工装钢板成型专用可调支撑的结构示意图。
图2为定位支撑底座的俯视图。
图3为在成型方法中用的橡胶限高环示意图。
图4为可调支撑与外型切面样板配合示意图。
图5为整体成型钢板成型示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种航空复合材料工装钢板成型专用可调支撑，在定位支撑底座6的内孔螺纹连接梯形螺纹支撑件4，在梯形螺纹支撑件4的外圆周设有锁紧螺母5，锁紧螺母5落座在定位支撑底座6的上表面；在梯形螺纹支撑件4的上端头的空腔内设有弹簧3，弹簧3上支撑球头顶杆1，球头顶杆1的外圆周设有自润滑铅环2，球头顶杆的下端设有伸入弹簧内的延长杆1-1；球头顶杆1的上端为半球面，梯形螺纹支撑件4的上端头也为半球面。
所述的梯形螺纹支撑件4上端头内腔的底部设有盲孔，盲孔内设有硬质限位销8。
如图2所示，所述的定位支撑底座6的底部为正方体结构，在每个侧面都设有U型开口的压板槽9，且正方体的每个侧面都可作为组合定位面10。
利用专用可调支撑对航空复合材料工装钢板成型的方法，包括以下步骤：
1）按整体钢板最大展开面积计算可调支撑14的数量；
2）根据钢板材质、尺寸和形状计算钢板成型时的回弹量，并制造外形切面样板11；
3）如图3所示，把球头顶杆1取出，并将弹簧3取出，放入橡胶限高环7，再把球头顶杆放入，放入后的球头顶杆1的顶点位于梯形螺纹支撑件4的上端头的半球面上；
4）根据工装整体钢板的投影面积，将可调支撑14以定位支撑底座6的组合定位面10相互贴合，互为基准，完成陈列组合，并用压板固定在最下面的钢板15上，组成可调支撑胎体；
5）如图4所示，将每排外形切面样板放置在对应位置的可调支撑14上，保证外形切面样板11两端的定位面13在同一水平面上，调整外形切面样板11下面对应的可调支撑14的高度，保证球头顶杆1与外形切面样板11的板面贴合，并通过锁紧螺母5锁紧；
6）确定每个可调支撑14的高度后，取出橡胶限高环7，并在梯形螺纹支撑件4的端头盲孔内放置硬质限位销8，再依次放入弹簧3和球头顶杆1；
7）在可调支撑14上平铺所需成型的整体成型钢板17，用乙炔火焰，并从钢板中心开始加热，使钢板中心升温到470℃～510℃，钢板边缘处温度在380℃～400℃；
8）在钢板四角引入垂直上下的振动源，频率在50HZ，振幅在2mm，每15分钟，振动10分钟，振动5次；
9）如图5所示，取消全部振动源，保持钢板整体温度在270℃～320℃，采用涂耐高温润滑膏的压力滚轮16从钢板中心沿纵向方向依次向两侧施压，其参数为：①钢板温度为270℃～300℃；②滚轮直径为220mm；③速度为2.4米/分钟；④压力为1.5吨。钢板在可调支撑14上成型后，自然冷却至室温即可。

Claims (4)

1.一种航空复合材料工装钢板成型专用可调支撑，其特征在于：在定位支撑底座（6）的内孔螺纹连接梯形螺纹支撑件（4），在梯形螺纹支撑件（4）的外圆周设有锁紧螺母（5），锁紧螺母（5）落座在定位支撑底座（6）的上表面；在梯形螺纹支撑件（4）的上端头的空腔内设有弹簧（3），弹簧（3）上支撑球头顶杆（1），球头顶杆（1）的外圆周设有自润滑铅环（2），球头顶杆的下端设有伸入弹簧内的延长杆（1-1）；球头顶杆（1）的上端为半球面，梯形螺纹支撑件（4）的上端头也为半球面。
2.如权利要求1所述的航空复合材料工装钢板成型专用可调支撑，其特征在于：所述的梯形螺纹支撑件（4）上端头内腔的底部设有盲孔，盲孔内设有硬质限位销（8）。
3.如权利要求2所述的航空复合材料工装钢板成型专用可调支撑，其特征在于：所述的定位支撑底座（6）的底部为正方体结构，在每个侧面都设有U型开口的压板槽（9），且正方体的每个侧面都可作为组合定位面（10）。
4.利用专用可调支撑对航空复合材料工装钢板成型的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)按整体钢板最大展开面积计算可调支撑（14）的数量；
2)根据钢板材质、尺寸和形状计算钢板成型时的回弹量，并制造外形切面样板（11）；
3)把球头顶杆（1）取出，并将弹簧（3）取出，放入橡胶限高环（7），再把球头顶杆放入，放入后的球头顶杆（1）的顶点位于梯形螺纹支撑件（4）的上端头的半球面上；
4)根据工装整体钢板的投影面积，将可调支撑（14）以定位支撑底座（6）的组合定位面（10）相互贴合，互为基准，完成陈列组合，并用压板固定在最下面的钢板（15）上，组成可调支撑胎体；
5)将每排外形切面样板放置在对应位置的可调支撑（14）上，保证外形切面样板（11）两端的定位面（13）在同一水平面上，调整外形切面样板（11）下面对应的可调支撑（14）的高度，保证球头顶杆（1）与外形切面样板（11）的板面贴合，并通过锁紧螺母（5）锁紧；
6)确定每个可调支撑（14）的高度后，取出橡胶限高环（7），并在梯形螺纹支撑件（4）的端头盲孔内放置硬质限位销（8），再依次放入弹簧（3）和球头顶杆（1）；
7)在可调支撑（14）上平铺所需成型的整体成型钢板（17），用乙炔火焰，并从钢板中心开始加热，使钢板中心升温到470℃～510℃，钢板边缘处温度在380℃～400℃；
8)在钢板四角引入垂直上下的振动源，频率在50HZ，振幅在2mm，每15分钟，振动10分钟，振动5次；
9)取消全部振动源，保持钢板整体温度在270℃～320℃，采用涂耐高温润滑膏的压力滚轮（16）从钢板中心沿纵向方向依次向两侧施压，钢板在可调支撑（14）上成型后，自然冷却至室温即可。
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