[实用新型]飞机机翼长桁制造过程残余应力释放工艺装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及航空航天构件制造领域，特别是一种飞机机翼长桁制造过程的残 余应力智能释放工艺装置。

背景技术

飞机机翼构件的形貌及其装配应力直接影响了飞机的可靠性和安全性，因此需要 对其加工制造过程进行严格地质量控制。其中，飞机机翼长桁在毛坯制备、淬火、铣 削加工等过程中会产生初始残余应力分布场，并产生初始变形。将具有初始变形的机 翼长桁与其他零件进行装配后，残余应力场将发生变化并保留在构件中，影响产品的 服役性能，因此，在构件机械加工完成后，通过释放构件内部的残余应力来减小构件 的初始变形和装配应力，有益于飞机的疲劳强度和寿命的提高。

目前，传统的金属构件残余应力释放方法有自然时效、热处理时效、敲击时效、 振动时效等。自然时效降低的残余应力不大，且生产周期长，占用场地大，不易管理， 不能及时发现构件内的缺陷，已逐渐被淘汰。热时效工艺要求严格，保温时间过长， 会引起石墨化，构件强度降低。升温速度过快，构件在升温中薄壁处升温速度比厚壁 处快的多，构件各部分的温差急剧增大，会造成附加温度应力。降温不当，会使时效 效果大为降低，甚至产生与原残余应力相同的温度应力，并残留在构件中，从而破坏 了已取得的热时效效果。锤击时效主要用于焊接残余应力释放过程，由于锤击的不规 范，锤击力的大小、频率不可控，因此效果难以保证。振动时效是在激振器的周期性 外力(激振力)的作用下，使工件自身产生共振，进而使其内部歪曲的晶格，产生滑 移而恢复平衡，释放内部的残余应力，使其尺寸稳定，在以上几种应力释放方法中效 果较好。但传统振动时效的缺陷是振动力、振动频率以及振动的方向不可调，无法很 好的应用于变截面、变厚度以及带有孔特征的工件。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种机翼长桁制造过程残余应力释放工艺装 置，消除传统振动时效的缺陷。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供了一种机翼长桁制造过程的残余应力智 能释放工装，并以期通过此工装在不损伤长桁结构的前提下实现对长桁内部残余应力 的释放；实现长桁在飞机装配中的低应力装配。

本实用新型所述技术方案提供一种机翼长桁制造过程的残余应力智能释放工艺装 置，包括底座平台、竖向定位块、横向定位块、纵向定位块、横向夹紧装置、磁力振 动装置，所述底座平台为矩形结构，上面设有若干的安装槽，用于组件在平台上的安 装；定义所述底座平台的长度方向为纵向，宽度方向为横向，垂直于底座平台的方向 为竖向；在所述底座平台上纵向的一端设有纵向定位块，并且沿纵向设置有多个竖向 定位块、横向定位块和横向夹紧装置，还分布有若干的磁力振动装置。

进一步地，所述横向定位块、竖向定位块和纵向定位块安装于底座平台上，可分 别沿横向和纵向滑动，根据长桁所需放置的位置进行调整，起到对长桁进行空间定位 的作用。

进一步地，所述横向和纵向定位块通过螺栓和底座平台连接在一起，定位块可以 沿着平台上的凹槽进行滑动，调整到合适位置时用螺栓拧紧即可。

进一步地，竖向定位块在底座平台上可双向调整，依靠磁力吸附在底座平台上， 起到对长桁的竖向支撑作用，使长桁整体处于悬空状态，方便振动操作。

进一步地，所述横向夹紧装置固定在底座平台上，沿纵向分布多个，由固定支座、 支架和肘夹构成，用于长桁在工装上的装夹。

进一步地，所述固定支座固定于底座平台上，支架通过螺栓螺母和支座连接，支 架调至竖直位置后固定，将肘夹安装于支架上，实现对长桁末端的横向夹紧。

进一步地，所述磁力振动装置由电机、齿轮、齿条、夹紧机构和固定板组成。固 定板固定在底座平台上，夹紧机构固定在固定板上，电机在夹紧机构上可以沿纵向移 动，调整好安装位置后通过夹紧机构将电机固定住即可，齿轮由电机带动旋转，旋转 过程中提供给齿条侧端面一个循环不断的动载荷，传递到长桁构件上，便可使长桁产 生振动。