CN1850452A - 一种柔性组合预应力夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制造工装技术领域，特别是对大型壁板类零件具有通用性的一种柔性组合预应力夹具。其结构包括有一组上下横梁和连接在横梁之间的多个立柱，立柱与横梁之间是一组合连接关系，另有组件弓形夹和压板组件可组合固定在立柱上，并以立柱为承力点将工件夹持和施加预应力。本发明的有益效果是夹具结构具有柔性组和能力，对不同形状壁板工件的预弯夹持具有通用性。

Description

一种柔性组合预应力夹具

技术领域：

本发明涉及制造工装技术领域，特别是一种柔性组合预应力夹具。

背景技术

在航空器的制造技术中，大型壁板类钣金件的喷丸成形是一种新的成形工艺方法，众所周知在对于这种大型整体厚蒙皮壁板在喷丸前必须对其施加预应力，和喷丸过程中的夹持。而夹持和施加预应力的工装是喷丸成形的关键技术之一。大型的喷丸设备有一个固定夹具和工件的刚性框架，作为工件的壁板类零件其形状、曲率、大小各异，因此对夹具的柔性组合能力，也就是夹具适应工件的变化能力要求较高。现有技术中常用的夹具是通过与零件成形后的形状、曲率相吻合的多组卡板(或模胎)将零件夹持固定在喷丸设备的刚性框架上，然后通过螺栓使上卡板逐渐逼近下卡板以至卡板和壁板完全压紧。试验表明该卡板式夹具达不到预期结果，卡板松开后壁板有所回弹，同时一套卡板只限于一种壁板零件，对于形状有所变化的壁板，该卡板不具备通用性。

本发明的目的在于提供一种对大型壁板类零件具有通用性的一种柔性组合预应力夹具。

发明内容：

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：一种柔性组合预应力夹具，可固定在刚性框架内，包括有一组上下横梁和连接在横梁之间的多个立柱，立柱与横梁之间是一组合连接关系，立柱与横梁可以在一个平面内，也可以不在一个平面内，立柱与横梁可以垂直，也可以不垂直，另有弓形夹和压板组件可组合固定在立柱上，并以立柱为承力点将工件夹持和施加预应力。立柱至少有两个以上，根据需要，可以多达20个以上。该夹具可以实现对壁板类工件的弦向和展向双曲度夹持并施加成形预应力。弦向夹持和施力是通过固定在立柱上的弓形夹和压板组件采用三点压弯的方法，施力大小可随意调整，由于立柱上设有多个连接孔，施力点也可以随意上下调节。根据工件的设计要求，在每一个立柱上都可以进行弦向预弯夹持。对于展向预弯夹持，是通过整体调节立柱与相邻立柱之间的平面位置，对工件实现展向预弯夹持。

为了实现立柱与横梁的组合连接，本发明采用在上下横梁上固定滑轨，滑轨的轴向与横梁轴向交叉，将立柱的两端连接在滑轨上，滑轨相对横梁的位置可以调节，立柱在滑轨上的固定位置亦可以调节，这样实现立柱与横梁可以在一个平面内，也可以不在一个平面内的柔性组合。

本发明的有益效果是夹具结构是柔性组和的，对不同形状壁板工件的预弯夹持具有通用性。

以下结合实施例附图对该发明作进一步详细描述。

附图说明：

图1是实施例中该柔性组合预应力夹具的结构示意图

图2-1是实施例中柔性夹具的组件滑轨结构示意图

图2-2是实施例中柔性夹具的组件立柱结构示意图

图2-3是实施例中柔性夹具的组件弓形夹结构示意图

图2-4是实施例中柔性夹具的组件压板组件结构示意图

图2-5是实施例中柔性夹具的组件条型压块结构示意图

图2-6是实施例中柔性夹具的组件球头压块结构示意图

图3是弦向预弯夹持示意图

图4是三点压弯原理图

图5是展向预弯夹持示意图

图6是另一实施例弦向预弯夹持示意图

图7、图8、图9是实施例中对不同形状壁板工件的预弯夹持展示图

图中编号说明：1机床框架、2上横梁、3下横梁、4滑轨、5立柱、6压板组件、7条型压块、8、弓形夹、9连接孔、10连接片、11连接孔、12连接耳片、13开口夹、14顶杆、15手柄、16球头压块、17T型槽、18连接窝槽、19压板、20压杆、21手柄、22条型孔、23连接螺栓、24壁板工件、25连接螺栓、26展向立柱、27连接螺栓、28连接螺栓

具体实施例：

如图1所示，柔性组合预应力夹具可固定安装在喷丸机床框架1内，其结构包括与机床框架固定连接的上横梁2和下横梁3，在上下横梁之间设有多个立柱5，每个立柱的两端分别通过槽形滑轨4固定在上下横梁上，该滑轨与横梁呈“+”交叉状固定，立柱上可固定弓形夹8和压板组件6，弓形夹和压板组件可以与条型压块7套接。特别强调的是压板组件和弓形夹在立柱上的固定位置是可以根据需要调节的，滑轨在横梁上的固定位置和滑轨的数量是可以调节的，立柱两端在滑轨内的连接位置是可以调节的，这些可调节性展示着本夹具的柔性组和能力。

参见图2是实施例中的各主要组件结构示意。图2-1给出了组件滑轨4的结构示意，该滑轨4是一个槽形结构，槽帮上设有多个连接孔9，槽的外底部设有可与横梁固定连接的连接片10。

图2-2给出了组件立柱的结构示意，该立柱5是一个刚性的方管，其上设有多个径向连接孔11，立柱的两端设有连接耳片12。大多数的立柱与横梁是垂直关系，立柱与两端的连接耳片轴向一致，如图2-2A所示；还有少数立柱斜置于上下横梁之间，立柱两端的连接耳片与立柱的轴向有一定夹角，如图2-2B所示。

图2-3给出了组件弓形夹8的结构示意，该弓形夹是本发明特制的弓形夹，弓形夹本体的一侧是常规的开口夹13，另一侧增设了一个带旋压手柄15的顶杆14，其开口夹13可以固定夹持在立柱5的任一部位上，其顶杆14通过手柄15的旋压可向工件施加预应力。为了保护工件表面受力均匀，在顶杆14的端头可以套接球头压块16或条型压块7，如图2-5给出的组件条型压块的结构示意，条型压块7的外表面是半圆形，其内侧有一个T型槽17，实施中组件条型压块7的长度可以有多种规格，一个条型压块可以与多个弓形夹或多个压板组件配合使用，以便向工件的某连续部位施加预应力；图2-6给出的组件球头压块的结构示意，球头压块16的外表面光滑，其内侧有连接窝槽18，可与一个弓形夹或一个压板组件配合使用。

图2-4给出了组件压板组件的结构示意，压板组件也是一种常见的工装夹具，由压板19、压杆20和连接螺栓23等组成，压板中心有一个条型孔22，用于调节连接螺栓23和压杆20之间的组合间距。使用时，将连接螺栓23固定在立柱的连接孔上，压杆20通过手柄21的旋压可向工件施加预应力。同样，为了保护工件表面受力均匀，在压杆20的端头可以套接球头压块16或条型压块7。

以上给出了该柔性组合夹具的几个主要组合件，实施中还有其他通用螺栓螺母组件配合使用。

需要喷丸成形的工件通常是大型壁板零件，成形后的零件一般是双曲度，该柔性组合夹具可以实现对壁板工件的弦向和展向预弯夹持，壁板工件沿立柱方向为弦向，壁板的中心长度方向为展向。

对于需要弦向和展向双曲度预弯夹持的壁板类工件，本发明提供一种预弯夹持方法，其特征在于先进行弦向预弯夹持，再进行展向预弯夹持，弦向预弯夹持是将壁板工件通过弓形夹和压板组件固定预弯夹持在不同的弦向立柱上，展向预弯夹持是通过整体位移弦向立柱，使相邻的弦向立柱位于不同的平面上，通过相邻立柱之间的剪切力实现对工件的展向预弯夹持。

参见图3，对壁板工件24的弦向预弯夹持是通过固定在立柱5上的弓形夹8和压板组件6配合实施，对工件形成三点压弯。其施力方向如图4所示，其中A、B、C三个施力的大小和施力点根据工件的成形需求均可调。A、C两个施力点的移动是通过压板组件6的压板条型孔22和立柱上的等间距连接孔配合调节实施，B点是通过弓形夹在立柱上的安装位置进行调节，A、B、C三点的施力大小是通过调节弓形夹的顶杆和压板组件的压杆的伸缩来调节，因此该夹具适应于各种形状的壁板工件，这就是该夹具的柔性组和能力。对于长型壁板，通过一个个相邻的连续的立柱以及固定在立柱上的弓形夹和压板组件对工件的不同弦向部位预弯夹持，根据工件的需求，为保证相邻工件部位的施力均匀，在某些连续立柱的弓形夹和压板组件的施力端头加装条型压块，通过该条型压块向工件施加连续的弦向预应力。

参见图5，对壁板工件24的展向预弯夹持是在弦向立柱5的同一组滑轨4上，并列安装一个立柱，称为展向立柱26，弦向立柱5与展向立柱26之间通过上下两个连接螺栓27、28连接，同时松开弦向立柱5两端连接耳片与滑轨之间的连接螺栓25，这时，通过紧固螺栓27、28，使弦向立柱以及固定在其上的工件整体沿滑轨向展向立柱方向位移，以此实现对壁板工件24的展向预弯夹持。

图6还给出了另一种三点压弯的弦向预弯夹持方法，是在同一组滑轨内设有两个立柱，两个立柱之间通过可以紧固调节的螺栓连接，通过分别固定在立柱上的弓形夹相向向工件施力，达到弦向预弯夹持工件的目的。

图7、图8和图9分别展示了该柔性组合预应力夹具对不同形状的壁板工件的预弯夹持，充分展示了该发明技术的柔性组合能力。

实现本发明的柔性组合思想，不限于本申请书描述的立柱与横梁的连接结构形式，但应满足立柱的承力性和立柱相对位置的可变化性。

Claims (8)

1、一种柔性组合预应力夹具，可固定在一刚性框架内，其特征在于包括有一组上下横梁和连接在横梁之间的多个立柱，立柱与横梁之间是一组合连接关系，另有弓形夹和压板组件可组合固定在立柱上，并向工件施加预应力。

2、如权利要求书1所述的柔性组合预应力夹具，其特征在于所述的立柱两端分别通过与横梁方向垂直的一组滑轨固定在横梁上

3、如权利要求书2所述的柔性组合预应力夹具，其特征在于所述滑轨是一个槽型结构，槽帮上设有多个连接孔，槽的外底部设有可与横梁固定连接的耳片。

4、如权利要求书1或2或3所述的柔性组合预应力夹具，其特征在于所述的立柱是一个刚性的长方形柱状体，其上设有多个径向连接孔，立柱的两端固定有连接耳片。

5、如权利要求书1所述的柔性组合预应力夹具，其特征在于还有条型压块可与弓形夹和压板组件配合将工件连续夹持在立柱上，并向工件施加预应力。

6、如权利要求书5所述的柔性组合预应力夹具，其特征在于所述的条型压块是一长条的半圆柱体，压块的外侧是一光滑的弧面，压块的内侧有一条状连接槽，该压块可与多个弓形夹或多个压板组件配合将工件连续夹持在立柱上，并向工件施加预应力。

7、一种壁板类工件的弦向和展向双曲度预弯夹持方法，其特征在于先进行弦向预弯夹持，再进行展向预弯夹持，弦向成形是将壁板工件通过弓形夹和压板组件固定预弯在不同的弦向立柱上，该弦向立柱位于同一个水平面上，通过位移不同的弦向立柱，实现对工件的展向预弯成型。

8、一种弓形夹，含有开口夹和压紧手柄，其特征在于在弓形夹的本体上还设有一个带有旋压手柄的顶杆。

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