專利名稱：一種金屬板材蠕變時效成形裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種金屬板材蠕變時效成形裝置。
背景技術：
大型機翼整體壁板由于具有結構效率高、易于實現(xiàn)等強度設計、密封性好等突出優(yōu)點，成為現(xiàn)代先進飛機的重要結構件。但其結構十分復雜，具有外形曲率非均勻連續(xù)性變化、較多內部結構、厚度非均勻分布等特點。針對這種具有復雜外形、結構的整體壁板零件的成形技術成為現(xiàn)代先進飛機的關鍵制造技術之一。目前國際上主要采用噴丸方法來成形大型機翼整體壁板件，但噴丸成形存在工藝參數(shù)難確定、工藝可重復性較差、成形能力受板厚限制、特殊的細長加強結構成形難度大等問題。蠕變時效成形具有零件殘余應力小、工藝可重復性好、提高抗疲勞性能等優(yōu)點，因而成為當前大型整體壁板成形的一種理想方法。在民用飛機的應用方面，空客、波音和麥道的部分早期機型已經(jīng)采用該項技術，如MD82、A330/340和A380等。蠕變時效成形是集塑性變形和熱處理于一體的新型鈑金成形工藝，預測和控制回彈是目前需要解決的關鍵問題，因此開展大量基礎性實驗研究工藝條件對回彈規(guī)律的影響，尋找準確預測和控制回彈的方法是非常必要的。
發(fā)明內容為克服現(xiàn)有整體工裝不能實現(xiàn)對金屬板材的純彎曲加載，簡化金屬板材彎曲受力的復雜性，本發(fā)明提供一種用于金屬板材蠕變時效成形基礎實驗裝置。本實用新型的技術方案是，一種金屬板材蠕變時效成形裝置，包括起固定各部件作用的底座、四用于支撐支架的支撐塊、二用于給板材提供下壓力的圓管狀的支架、二用于為壓板導向的圓柱狀的導柱、用于承載圓管的壓板、二用于給板材提供上壓力的圓管狀的壓管和用于推動壓板上下運動的頂桿螺栓，所述的四支撐塊分別固定于底座的四角上，二支架分別跨立固定于兩兩成對的支撐塊上，所述的二導柱通過底座上于中線位置設置的二導柱孔固定于底座上，所述的壓板上開有二用于穿過導柱的通孔，二導柱分別穿過二通孔，并使壓板可沿導柱上下運動，所述的二壓管以二導柱間連線為對稱線對稱固定于壓板上，所述的頂桿螺栓設置于底座中心位置所開的頂桿螺紋孔且支撐壓板。所述的一種金屬板材蠕變時效成形裝置，所述的底座包括加強條和底板，所述的加強條設置于底板下，加強條、底板和支撐塊上開有相匹配的螺紋孔，并通過螺栓連接固定。所述的一種金屬板材蠕變時效成形裝置，所述的支撐塊包括墊塊和支架固定塊，所述的支架固定塊和墊塊上開有相匹配的螺紋孔，支架固定塊通過螺栓穿過螺紋孔并固定于墊塊上端，所述的支架的端部焊接于支架固定塊上。所述的一種金屬板材蠕變時效成形裝置，所述的支架上開有多個用于固定板材的凹槽。所述的一種金屬板材蠕變時效成形裝置，所述的支架上的各個凹槽的深度不等，以適應不同厚度的板材。本實用新型的技術效果在于，通過對金屬板材純彎曲加載，支架設計為凹槽可同時進行三組不同曲率半徑，凹槽還可防止板材在加載過程受力不均勻左右晃動。導柱、導套引導壓板垂直作用在壓板上，保證成形板材表面光滑。同時經(jīng)理論分析、計算和實驗驗證，尋求到了加載端、支撐端最小距離的合適范圍，避免了設計時各參數(shù)間的相互干擾，操作簡便，適合于實際應用。本實用新型所采用的曲率半徑測量方法，是將整個裝置置于銑床工作臺上，利用百分表來測量成形件的外形坐標，由于百分表精度是0.02mm，可精確測量成形件外形尺寸。采用最小二乘圓算法擬合所得的板材外形數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)誤差不超過1%，擬合的曲率半徑即為成形件曲率半徑。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。

圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為本實用新型的側視圖；圖3為本實用新型的俯視圖；圖4為本實用新型支架的剖視圖；圖5為本實用新型四點彎曲原理圖；其中1.加強條，2.底板，3.墊塊，4.支架固定塊，5.支架，6.導柱，7.壓管，8.壓板，9.頂桿螺栓。
具體實施方式
參見圖1、圖2、圖3，本實用新型包括起固定各部件作用的底座、四用于支撐支架的支撐塊、二用于給板材提供下壓力的圓管狀的支架、二用于為壓板導向的圓柱狀的導柱、用于承載圓管的壓板、二用于給板材提供上壓力的圓管狀的壓管和用于推動壓板上下運動的頂桿螺栓，四支撐塊分別固定于底座的四角上，二支架分別跨立固定于兩兩成對的支撐塊上，二導柱通過底座上于中線位置設置的二導柱孔固定于底座上，壓板上開有二用于穿過導柱的通孔，二導柱分別穿過二通孔，并使壓板可沿導柱上下運動，二壓管以二導柱間連線為對稱線對稱固定于壓板上，頂桿螺栓設置于底座中心位置所開的頂桿螺紋孔且支撐壓板。底座包括加強條和底板，加強條設置于底板下，加強條、底板和支撐塊上開有相匹配的螺紋孔，并通過螺栓連接固定。支撐塊包括墊塊和支架固定塊，支架固定塊和墊塊上開有相匹配的螺紋孔，支架固定塊通過螺栓穿過螺紋孔并固定于墊塊上端，支架的端部焊接于支架固定塊上。參見圖4，F(xiàn)為施加力。以支架為四點彎曲的下面兩個支點，兩個壓管為四點彎曲的上面兩個支點，通過螺栓頂桿對壓板自下往上施加力F。本實用新型在使用時，將板材放置于支架的凹槽內，凹槽可以支撐板材，同時起導向定位作用，防止板材在受力過程左右受力不均勻。通過頂桿螺栓自下往上對壓板機械加力，安裝于底座的導柱與壓板上的導套屬于間隙配合，導柱導套起導向作用，可保證固定于壓板上的左右壓管同時垂直作用于板材。設計中底板加強條，可提高整個實驗裝置的抗彎剛度，同時方便實驗操作。將制作好的裝置和板料裝配好后，通過頂桿螺栓對壓板自下往上施加壓力，當壓板壓上不同高度，支架上板材可形成不同的曲率半徑，將整套實驗裝置放置于時效箱進行蠕變時效，蠕變時效完畢后，冷卻模具，卸載工件，取出成形件，測量蠕變后曲率半徑和回彈率。
權利要求1.一種金屬板材蠕變時效成形裝置，其特征在于，包括起固定各部件作用的底座、四用于支撐支架的支撐塊、二用于給板材提供下壓力的圓管狀的支架、二用于為壓板導向的圓柱狀的導柱、用于承載圓管的壓板、二用于給板材提供上壓力的圓管狀的壓管和用于推動壓板上下運動的頂桿螺栓，所述的四支撐塊分別固定于底座的四角上，二支架分別跨立固定于兩兩成對的支撐塊上，所述的二導柱通過底座上于中線位置設置的二導柱孔固定于底座上，所述的壓板上開有二用于穿過導柱的通孔，二導柱分別穿過二通孔，并使壓板可沿導柱上下運動，所述的二壓管以二導柱間連線為對稱線對稱固定于壓板上，所述的頂桿螺栓設置于底座中心位置所開的頂桿螺紋孔且支撐壓板。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種金屬板材蠕變時效成形裝置，其特征在于，所述的底座包括加強條和底板，所述的加強條設置于底板下，加強條、底板和支撐塊上開有相匹配的螺紋孔，并通過螺栓連接固定。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種金屬板材蠕變時效成形裝置，其特征在于，所述的支撐塊包括墊塊和支架固定塊，所述的支架固定塊和墊塊上開有相匹配的螺紋孔，支架固定塊通過螺栓穿過螺紋孔并固定于墊塊上端，所述的支架的端部焊接于支架固定塊上。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種金屬板材蠕變時效成形裝置，其特征在于，所述的支架上開有多個用于固定板材的凹槽。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種金屬板材蠕變時效成形裝置，其特征在于，所述的支架上的各個凹槽的深度不等，以適應不同厚度的板材。
專利摘要本實用新型公開了一種金屬板材蠕變時效成形裝置，包括底座、支撐塊、支架、導柱、壓板、壓管和頂桿螺栓，四支撐塊分別固定于底座的四角上，二支架分別跨立固定于兩兩成對的支撐塊上，二導柱通過底座上于中線位置設置的二導柱孔固定于底座上，本實用新型通過對金屬板材純彎曲加載，支架設計為凹槽可同時進行三組不同曲率半徑，凹槽還可防止板材在加載過程受力不均勻左右晃動。導柱、導套引導壓板垂直作用在壓板上，保證成形板材表面光滑。同時經(jīng)理論分析、計算和實驗驗證，尋求到了加載端、支撐端最小距離的合適范圍，避免了設計時各參數(shù)間的相互干擾，操作簡便，適合于實際應用。
文檔編號B21D11/20GK202921725SQ20122057131
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月1日 優(yōu)先權日2012年11月1日
發(fā)明者鄧運來, 龍旭初, 楊金龍, 尹喜生, 張勁, 王宇, 胡珊珊, 康建可, 張新明 申請人:中南大學