CN110052520A - 一种组合式机械加载蠕变时效成形装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组合式机械加载蠕变时效成形装置，包括上模板、加载螺栓、凸模及凹模；所述的上模板两侧分别通过多个立柱支撑；上模板上设有多个加载螺栓，加载螺栓的下端与凸模顶面接触；所述的凸模、凹模均由多个双向形板连接单元铰接而成，所述的凸模和凹模的两侧分别与上模板两侧的立柱连接。本发明可以灵活地调节凸模和凹模曲面的形状和大小，既适用于具有复杂曲率曲面的零件，也适用于常规的单曲率零件，既可以适用于小型零件成形，也适用于大型尺寸的零件成形；本发明能实现对待成形件因为回弹产生变形的修形；本发明结构简单，生产成本低，既适用于小批量的科研试验，又适用于工业化生产。

Description

一种组合式机械加载蠕变时效成形装置

技术领域

本发明属于金属材料的加工技术领域，具体是涉及一种组合式机械加载蠕变时效成形装置。

背景技术

现代飞机结构朝着轻重量、整体性发展，使得飞机零件成形技术水平的要求也不断提高，其中，具有复杂外形和结构的整体壁板构件制造技术已成为现代飞机制造的核心和关键。传统拉形、滚弯、喷丸等易导致构件变形不均匀、内应力分布不均、局部损伤等问题，从而降低构件的可靠性。蠕变时效成形过程将以成形为主的制造环境和以成性为主的热处理环境在时、空集成，使金属在时效温度和低于屈服应力的作用下发生缓慢变形，其中伴随着蠕变、应力松弛和时效的综合作用。从而避免了材料因进入屈服状态而发生的失稳、破裂等现象，具有工艺重复性好，成形的精度和表面质量高的特点。在蠕变时效成形技术开发的早期阶段，构件通常是通过机械加载的方式固定到模具型面上的，主要可分为点阵式和凹凸式两类，点阵式由于螺栓与构件接触面积小，导致接触应力很大，构件表面容易出现瑕疵；凹凸式不易于修模，造价高。CN101518803A公开了四点弯曲与框板结构相结合的纯弯曲时效成形模具，CN102266887A公开一种形板式机械加载蠕变时效成形装置，上模采用点阵式，下模采用形板，是一种点阵式和凹凸式相结合的装置，下模不易于修模，而且造价偏高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单，操作方便，适应性好的组合式机械加载蠕变时效成形装置，它可以灵活地调节板形，从而实现了对待成形件因为回弹产生变形的修形。

本发明采用的技术方案是：一种组合式机械加载蠕变时效成形装置，包括上模板、加载螺栓、凸模及凹模；所述的上模板两侧分别通过多个立柱支撑；上模板上设有多个加载螺栓，加载螺栓垂直于上模板，加载螺栓的下端与凸模顶面接触；所述的凸模、凹模均由多个双向形板连接单元铰接而成，所述的双向形板连接单元为方形板状结构，其一组相邻的两条边上设有凹槽，另一组相邻的两条边上设有凸块，双向形板连接单元的两凸块分别插装在与其相邻的两个双向形板连接单元的凹槽内，并通过销轴连接；所述的凸模和凹模的两侧分别与上模板两侧的立柱连接。

上述的组合式机械加载蠕变时效成形装置中，还包括凸模块，凸模块通过凸模连接螺栓固定在凸模底面上。

上述的组合式机械加载蠕变时效成形装置中，所述的加载螺栓下端为圆头结构。

上述的组合式机械加载蠕变时效成形装置中，所述的多个加载螺栓在上模板上的均匀布置。

上述的组合式机械加载蠕变时效成形装置中，还包括下模板，下模板与上模板平行；所述的立柱包括设置在上模板上的导套及设置在下模板上的导柱，导柱对应于导套设置，导柱的上端置于相对应的导套内。

上述的组合式机械加载蠕变时效成形装置中，每个导柱上设有两个可动固定块，所述的可动固定块为中心设有通孔的方形柱状结构，可动固定块的通孔套在导柱上，可动固定块的一侧壁上设有夹紧缝，夹紧缝连通中心通孔，夹紧缝处设有垂直于夹紧缝的螺栓孔，螺栓孔内设有紧固螺栓；对应于每个导柱，凸模和凹模上分别设有一个板轴接头，板轴接头内设有连接轴，凸模和凹模上的连接轴分别与相对应的导柱上的两个可动固定块连接。

上述的组合式机械加载蠕变时效成形装置中，所述的连接轴通过板形调节螺栓与相对应的可动固定块铰接，板形调节螺栓穿过连接轴和可动固定块的安装孔，板形调节螺栓的螺栓头置于连接轴的沉孔内，板形调节螺栓的端部设有螺母，通过旋转螺母调节凸模和凹模曲面形状。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过多个连接销、双向形板连接单元组合形成机械加载模具的凸模和凹模，能够组合成不同形状、不同尺寸的凸模和凹模曲面，既适用于具有复杂曲率曲面的零件，也适用于常规的单曲率零件，既可以适用于小型零件成形，也适用于大型尺寸的零件成形，适应性好。

2、本发明通过微调双向形板连接单元的数量和板形调节螺栓，可以灵活地调节板形，从而实现对待成形件因为回弹产生变形的修形。

3、本发明结构简单，生产成本低，既适用于小批量的科研试验，又适用于工业化生产。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2本为发明的板形调节模块的结构示意图。

图3为本发明的双向形板连接单元的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明包括加载螺栓1、上模板2、导套3 、凸模块5、可动固定块8、凸模21、凹模22、下模板11及导柱12。所述的上模板2和下模板11平行设置，上模板2的两侧底部分别设有多个导套3，下模板11的顶面上设有多个导柱12，多个导柱12对应于多个导套3设置，导柱12的上端置于相对应的导套3内，对上模板2进行支撑。所述的上模板2上设有多个加载螺栓1，加载螺栓1垂直于上模板2设置，多个加载螺栓1在上模板2上均匀布置。加载螺栓1的下端与凸模21的顶面接触，加载螺栓1下端为圆头结构，用于加载。

所述的凸模、凹模均由多个双向形板连接单元10铰接而成，如图3所示，所述的双向形板连接单元10为方形板状结构，其一组相邻的两条边上设有凹槽101，另一组相邻的两条边上设有凸块102，双向形板连接单元10的两凸块102分别插装在与其相邻的两个双向形板连接单元的凹槽内，并通过销轴9连接。由于双向形板连接单元10之间柔性连接，可以通过上模板2上的加载螺栓1加载，适应不同曲率曲面的零件。所述的凸模块5通过凸模连接螺栓4固定在凸模21的底面上，凸模块5使得本发明可以成形具有加强筋的工件。

每个导柱12上设有两个可动固定块8，如图2所示，所述的可动固定块8为中心设有通孔82的方形柱状结构，其一侧壁上设有夹紧缝81，夹紧缝连通通孔82，夹紧缝处设有垂直于夹紧缝81的螺栓孔，螺栓孔内设有紧固螺栓14，可动固定块8的中心孔套在导柱12上，通过紧固螺栓14和螺母13锁紧夹紧缝81，使得通孔82直径缩小，紧固在导柱12上。对应于每个导柱12，凸模21和凹模22上分别设有一个板轴接头6，板轴接头6内设有连接轴7，凸模21和凹模22上的连接轴7分别与相对应的导柱12上的两个可动固定块8连接，凸模21位于凹模22上方。所述的连接轴7通过板形调节螺栓15与相对应的可动固定块8铰接，板形调节螺栓15穿过连接轴7和可动固定块8的安装孔，板形调节螺栓15的螺栓头置于连接轴7的沉孔内，板形调节螺栓15的端部设有螺母16，通过旋转螺母16调节凸模和凹模曲面形状。

Claims (7)

1.一种组合式机械加载蠕变时效成形装置，其特征是：包括上模板、加载螺栓、凸模及凹模；所述的上模板两侧分别通过多个立柱支撑；上模板上设有多个加载螺栓，加载螺栓垂直于上模板，加载螺栓的下端与凸模顶面接触；所述的凸模、凹模均由多个双向形板连接单元铰接而成，所述的双向形板连接单元为方形板状结构，其一组相邻的两条边上设有凹槽，另一组相邻的两条边上设有凸块，双向形板连接单元的两凸块分别插装在与其相邻的两个双向形板连接单元的凹槽内，并通过销轴连接；所述的凸模和凹模的两侧分别与上模板两侧的立柱连接。

2.根据权利要求1所述的组合式机械加载蠕变时效成形装置，其特征是：还包括凸模块，凸模块通过凸模连接螺栓固定在凸模底面上。

3.根据权利要求1所述的组合式机械加载蠕变时效成形装置，其特征是：所述的加载螺栓下端为圆头结构。

4.根据权利要求1所述的组合式机械加载蠕变时效成形装置，其特征是：所述的多个加载螺栓在上模板上的均匀布置。

5.根据权利要求1所述的组合式机械加载蠕变时效成形装置，其特征是：还包括下模板，下模板与上模板平行；所述的立柱包括设置在上模板上的导套及设置在下模板上的导柱，导柱对应于导套设置，导柱的上端置于相对应的导套内。

6.根据权利要求5所述的组合式机械加载蠕变时效成形装置，其特征是：每个导柱上设有两个可动固定块，所述的可动固定块为中心设有通孔的方形柱状结构，可动固定块的通孔套在导柱上，可动固定块的一侧壁上设有夹紧缝，夹紧缝连通中心通孔，夹紧缝处设有垂直于夹紧缝的螺栓孔，螺栓孔内设有紧固螺栓；对应于每个导柱，凸模和凹模上分别设有一个板轴接头，板轴接头内设有连接轴，凸模和凹模上的连接轴分别与相对应的导柱上的两个可动固定块连接。

7.根据权利要求6所述的组合式机械加载蠕变时效成形装置，其特征是：所述的连接轴通过板形调节螺栓与相对应的可动固定块铰接，板形调节螺栓穿过连接轴和可动固定块的安装孔，板形调节螺栓的螺栓头置于连接轴的沉孔内，板形调节螺栓的端部设有螺母，通过旋转螺母调节凸模和凹模曲面形状。