[发明专利]用于冲击航空航天应用的金属部件的方法和设备

说明书

本发明涉及用于冲击航空航天应用的金属部件的方法和设备。提供了用于改变工件的物理特性的设备和方法，所述工件在进一步处理之前已经被预加载。在处理期间，工件被支撑在固定位置。从动构件对工件的一个表面施加多次冲击。从动构件在可调参数内操作。在用于改变金属工件的物理特性的可预调参数的控制下，具有可调参数的控制器可操作地连接至从动构件以使从动构件对工件表面施加多次冲击。

技术领域

本公开涉及使用机械系统以改变金属部件的物理特性。更具体地，本公开涉及用于以机械地(例如通过撞击喷丸硬化(impact peening))将金属工件处理成用于飞机和航空航天应用的最终金属组件。

背景技术

目前，薄板和板产品形式的金属部件通过使用包括喷丸(shot peening)、超声喷丸(ultrasonic peening)和激光喷丸(laser peening)的系统被制造成，但不限于，飞机的机身蒙皮、机翼蒙皮和结构区域。对较薄的材料进行喷丸效果很好，但是如当需要对部件进行精密处理时，很难控制。对于较厚的材料，需要大的弹丸(shot)来对部件进行处理。大的弹丸可损害部件的表面，导致可能需要另外的处理步骤来满足表面光洁度要求。超声喷丸和激光喷丸用于厚和薄的金属组件，但是这种系统要求大量时间来将金属组件处理成期望的最终状态。激光喷丸对初期资本和稍后的再产生的成本的投资水平要求较高。需要提供易调整的机械系统以处理从薄金属片变化为厚度大于一英寸的组件，其中，对这种金属组件的精密处理比现有处理更经济。

通过将这种系统与参考附图在本发明的其余部分阐述的本公开进行比较，常规和传统方法的其它限制和缺点对本领域的技术人员而言将变得很明显。

本申请是与本申请同一日提交的(即，2013年9月19日)名称为Control FeedbackLoop for Real-Time Variable Needle Peen Forming的美国专利申请号14/031,771的相关申请。

发明内容

在本公开的一方面，提供了用于改变金属工件的物理特性的设备。提供了用于在处理期间将工件固定在适当位置的支撑件。从动构件对工件表面施加多次冲击。从动构件在可调参数内操作。在用于改变金属工件的物理特性的可调参数的控制下和/或其范围内，具有可调参数的控制器可操作地连接至从动构件以使从动构件对工件表面施加多次冲击。

在本公开的另一方面，提供了用于改变具有表面的金属工件的特性的方法。在处理期间，工件被支撑在适当位置上。对工件表面施加多次冲击。控制器被设置为具有可调参数。在用于改变工件物理特性的可调参数范围内施加冲击。

在本公开的又一方面，提供了用于改变具有表面的金属工件所需的物理特性或效果直到实现最终金属组件的方法。该方法包含对工件进行预加载以为工件提供初始轮廓。此后，工件被牢固支撑而同时对工件W的表面施加多次冲击。在可调参数的范围以及控制内施加多次冲击。持续施加多次冲击直至最终的金属组件实现所需的物理特性或效果。

已讨论的特征、功能和优点可在各种实施方案中独立地实现，或可在其它实例中予以组合，参考以下描述和附图可看到其进一步的细节。

附图说明

图1是用于通过从动构件处理工件以获得最终组件的一种旋转冲击装置的内部的剖开透视图；

图2是对工件施加冲击的从动构件的示意图；

图3是向工件传输冲击能量的从动构件的示意图；

图4是图示用于预加载工件的一种固定装置的示意图；

图5与图4相似，是示出用于预加载工件的另一种固定装置的示意图；

图6是示出当工件被预加载在图4或图5的固定装置中时施加在其凹面上的力的示意图；