CN114921736B - 一种抑制机身蒙皮窗框部位喷丸变形的夹具及喷丸方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抑制机身蒙皮窗框部位喷丸变形的夹具及喷丸方法，该包括喷丸板、缓冲板、翻转压紧器、十字紧固件，在待喷丸零件上设置出第一次喷丸区域和第二次喷丸区域，第一次喷丸区域和第二次喷丸区域为中心对称，喷丸板内型面与待喷丸零件内表面曲率一致并通过其上设有的定位凸台固定在待喷丸零件上，喷丸板上预制有弹丸撞击零件的多个开口，缓冲板内型面与待喷丸零件外表面曲率一致，翻转压紧器、十字紧固件穿过中心对称导孔将喷丸板和缓冲板固定在待喷丸零件上。通过将喷丸过程划分为喷丸区与待喷丸区，使不同区域之间的材料在产生变形时相互抑制，有效减少了零件变形。
Description
技术领域
本发明涉及飞机钣金成形技术领域，具体是一种抑制机身蒙皮窗框部位喷丸变形的夹具及喷丸方法。
背景技术
喷丸强化在飞机制造领域中应用十分广泛，该工艺是指在外力的驱动作用下，以小而硬的弹丸流高速撞击金属零件表面进行冷加工的一种工艺过程。喷丸强化可以使零件表层的金属产生塑性变形和组织结构变化，从而使金属表面产生残留压应力，以增加抗疲劳强度，提高工件的疲劳寿命。
飞机中机身蒙皮零件，通常存在观察窗结构，该部位由于在使用时有较高的力学性能与安全性的要求，往往需要对窗框周围部位进行喷丸强化。针对此类零件，现有喷丸的方式通常是将零件平放在加工平台上，或在零件下方铺放橡胶垫后对零件进行喷丸强化。但由于机身蒙皮常为1～2mm厚的铝合金材料，在喷丸强化时，弹丸重复冲击在蒙皮零件上会导致零件强化区域产生变形，超出理论外形最大至2-3mm。同时由于中机身蒙皮通常为5-8m，尺寸较大，申请专用工装费用较高，工装尺寸受设备台面限制较大。
因此，亟需发明一种可以抑制机身蒙皮窗框部位喷丸变形的通用夹具。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种可用于飞机中机身蒙皮窗框部位喷丸强化的夹具，可在强化过程中解决零件因弹珠重复撞击产生的变形问题。并且夹具制造工艺简单，成本低廉，通用性较强，一套夹具可以适应同种机型的全部中机身零件，具有较高的经济价值。
一种抑制机身蒙皮窗框部位喷丸变形的夹具，包括喷丸板、缓冲板、翻转压紧器、十字紧固件，在待喷丸零件上设置出第一次喷丸区域和第二次喷丸区域，第一次喷丸区域和第二次喷丸区域为中心对称，喷丸板内型面与待喷丸零件内表面曲率一致并通过其上设有的定位凸台固定在待喷丸零件上，喷丸板上预制有弹丸撞击零件的多个开口，开口位置对应于待喷丸零件上的第一次喷丸区域，缓冲板内型面与待喷丸零件外表面曲率一致，喷丸板和缓冲板上分别制有对应的中心对称导孔，翻转压紧器、十字紧固件穿过中心对称导孔将喷丸板和缓冲板固定在待喷丸零件上。
喷丸板的定位凸台位置与待喷丸零件窗口对应，定位凸台外形与待喷丸零件窗口外形一致，高度与待喷丸零件厚度一致。喷丸板上预制的弹丸撞击零件的多个开口，沿待喷丸零件的窗口外形间隔排布，且中心对称，开口宽度与待喷丸零件喷丸区域宽度一致，开口间隔分布为中心对称结构，喷丸板旋转180°后开口位置与第二次喷丸区域对应。
缓冲板为金属板胶接硬质橡胶结构。
翻转压紧器包括压紧把手，压板，弹簧，螺杆，压紧把手头部为曲率渐变结构，压板曲率与喷丸板外表面一致，与压紧把手通过弹簧连接，螺杆与压紧把手通过销钉连接，螺杆穿过喷丸板和缓冲板上的中心对称导孔并与十字紧固件配合使用对其进行固定。
使用该夹具进行喷丸的方法，包括以下步骤：
1将喷丸板的定位凸台安装在待喷丸零件窗口上，然后将翻转压紧器的螺杆安装在喷丸板对应的中心对称导孔上，然后将缓冲板上的中心对称导孔穿过翻转压紧器的螺杆，并通过十字紧固件将喷丸板与缓冲板进行初步固定后，调整翻转压紧器上压板的位置，使压板与喷丸板贴合，翻转压紧把手，使夹具所有构件固定；
2对待喷丸零件上的第一次喷丸区域进行喷丸操作；
3第一次喷丸结束后，翻转压紧把手，旋转取下十字紧固件，将夹具卸下，180°翻转喷丸板后，按照步骤1对夹具进行安装；
4对待喷丸零件上的第二次喷丸区域进行喷丸操作，最终完成一个窗框部位的喷丸强化工作。
发明的有益效果：
1.喷丸板内型面曲率与零件内表面保持一致，可通过定位凸台与零件窗口部位配合定位，并且喷丸板开口宽度与零件待喷丸区域宽度相等，上述设计减少了传统喷丸前测量与划线的工作量。同时喷丸板未开口区域可以保证零件非喷丸区的表面质量。
2.通过将喷丸过程划分为喷丸区与待喷丸区，使不同区域之间的材料在产生变形时相互抑制。缓冲板的结构，既保证了零件在喷丸时具有足够的刚度，同时硬质橡胶材质分解了弹丸的冲击力，有效减少零件变形。
3.压紧装置采用十字旋紧螺母与按压紧固的方式，方便安装与使用。夹紧机构压板与零件曲率一致，增加受力面积，保证喷丸时夹具的稳定性。
4.中机身蒙皮零件通常为单曲率零件，本发明将喷丸夹具的强化区设计为中心对称结构，通过旋转夹具即可完成对零件的最终强化，无需重复制造夹具。
5.喷丸夹具针对零件窗口及喷丸要求确定夹具整体尺寸，便于运输使用。同时，同种机型的飞机窗口都为同一尺寸，一套夹具可以通用于同一机型的全部机身窗框部位，减少工装数量，具有很强的通用性与经济性。
附图说明
图1夹具总体结构图
图2待喷丸零件结构图
图3喷丸板内型面结构图
图4翻转压紧器结构图
图中编号说明：1.喷丸板；2.缓冲板；3.翻转压紧器；4.十字紧固件；5.待喷丸零件；6.第一次喷丸区域；7.第二次喷丸区域；8.定位凸台；9.开口；10.压紧把手；11.压板；12.弹簧；13.螺杆；14.销钉
具体实施方式
如图1-4所示，一种抑制机身蒙皮窗框部位喷丸变形的夹具，包括喷丸板1、缓冲板2、翻转压紧器3、十字紧固件4，在待喷丸零件5上设置出第一次喷丸区域6和第二次喷丸区域7，第一次喷丸区域6和第二次喷丸区域7为中心对称，喷丸板1内型面与待喷丸零件5内表面曲率一致并通过其上设有的定位凸台8固定在待喷丸零件5上，喷丸板1上预制有弹丸撞击零件的多个开口9，开口位置对应于待喷丸零件5上的第一次喷丸区域6，缓冲板2内型面与待喷丸零件5外表面曲率一致，喷丸板1和缓冲板2上分别制有对应的中心对称导孔，翻转压紧器3、十字紧固件4穿过中心对称导孔将喷丸板1和缓冲板2固定在待喷丸零件5上。
喷丸板1的定位凸台8位置与待喷丸零件5窗口对应，定位凸台8外形与待喷丸零件5窗口外形一致，高度与待喷丸零件5厚度一致。喷丸板1上预制的弹丸撞击零件的多个开口9，沿待喷丸零件5的窗口外形间隔排布，且中心对称，开口宽度与待喷丸零件5喷丸区域宽度一致，开口9间隔分布为中心对称结构，喷丸板旋转180°后开口9位置与第二次喷丸区域7对应。
缓冲板2为金属板胶接硬质橡胶结构。
翻转压紧器3包括压紧把手10，压板11，弹簧12，螺杆13，压紧把手10头部为曲率渐变结构，压板11曲率与喷丸板1外表面一致，与压紧把手10通过弹簧12连接，螺杆13与压紧把手10通过销钉14连接，螺杆13穿过喷丸板1和缓冲板2上的中心对称导孔并与十字紧固件4配合使用对其进行固定。
使用该夹具进行喷丸的方法，包括以下步骤：
1将喷丸板1的定位凸台8安装在待喷丸零件5窗口上，然后将翻转压紧器3的螺杆13安装在喷丸板1对应的中心对称导孔上，然后将缓冲板2上的中心对称导孔穿过翻转压紧器3的螺杆13，并通过十字紧固件4将喷丸板1与缓冲板2进行初步固定后，调整翻转压紧器3上压板11的位置，使压板11与喷丸板1贴合，翻转压紧把手10，使夹具所有构件固定；
2对待喷丸零件5上的第一次喷丸区域6进行喷丸操作；
3第一次喷丸结束后，翻转压紧把手10，旋转取下十字紧固件4，将夹具卸下，180°翻转喷丸板1后，按照步骤1对夹具进行安装；
4对待喷丸零件5上的第二次喷丸区域7进行喷丸操作，最终完成一个窗框部位的喷丸强化工作。
Claims (6)
1.一种抑制机身蒙皮窗框部位喷丸变形的夹具，其特征在于包括喷丸板、缓冲板、翻转压紧器、十字紧固件，在待喷丸零件上设置出第一次喷丸区域和第二次喷丸区域，第一次喷丸区域和第二次喷丸区域为中心对称，喷丸板内型面与待喷丸零件内表面曲率一致并通过其上设有的定位凸台固定在待喷丸零件上，喷丸板上预制有弹丸撞击零件的多个开口，开口位置对应于待喷丸零件上的第一次喷丸区域，缓冲板内型面与待喷丸零件外表面曲率一致，喷丸板和缓冲板上分别制有对应的中心对称导孔，翻转压紧器、十字紧固件穿过中心对称导孔将喷丸板和缓冲板固定在待喷丸零件上。
2.根据权利要求1所述的一种抑制机身蒙皮窗框部位喷丸变形的夹具，其特征在于所述的喷丸板的定位凸台位置与待喷丸零件窗口对应，定位凸台外形与待喷丸零件窗口外形一致，高度与待喷丸零件厚度一致。
3.根据权利要求1所述的一种抑制机身蒙皮窗框部位喷丸变形的夹具，其特征在于所述的喷丸板上预制的弹丸撞击零件的多个开口，沿待喷丸零件的窗口外形间隔排布，开口宽度与待喷丸零件喷丸区域宽度一致，喷丸板旋转180°后开口位置与第二次喷丸区域对应。
4.根据权利要求1所述的一种抑制机身蒙皮窗框部位喷丸变形的夹具，其特征在于所述的缓冲板为金属板胶接硬质橡胶结构。
5.根据权利要求1所述的一种抑制机身蒙皮窗框部位喷丸变形的夹具，其特征在于所述的翻转压紧器包括压紧把手，压板，弹簧，螺杆，压紧把手头部为曲率渐变结构，压板曲率与喷丸板外表面一致，与压紧把手通过弹簧连接，螺杆与压紧把手通过销钉连接，螺杆穿过喷丸板和缓冲板上的中心对称导孔并与十字紧固件配合使用对其进行固定。
6.使用权利要求1所述的一种抑制机身蒙皮窗框部位喷丸变形的夹具进行喷丸的方法，其特征在于包括以下步骤：
6-1将喷丸板的定位凸台安装在待喷丸零件窗口上，然后将翻转压紧器的螺杆安装在喷丸板对应的中心对称导孔上，然后将缓冲板上的中心对称导孔穿过翻转压紧器的螺杆，并通过十字紧固件将喷丸板与缓冲板进行初步固定后，调整翻转压紧器上压板的位置，使压板与喷丸板贴合，翻转压紧把手，使夹具所有构件固定；
6-2对待喷丸零件上的第一次喷丸区域进行喷丸操作；
6-3第一次喷丸结束后，翻转压紧把手，旋转取下十字紧固件，将夹具卸下，180°翻转喷丸板后，按照步骤6-1对夹具进行安装；
6-4对待喷丸零件上的第二次喷丸区域进行喷丸操作，最终完成一个窗框部位的喷丸强化工作。
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