[发明专利]一种航天用超大规格型材拉伸矫直设备及填充件

说明书

本申请公开了一种航天用超大规格型材拉伸矫直填充件，用于具有凹槽和斜角矩形孔的型材中，包括可填充在凹槽中的垫块和可填充在斜角矩形孔中的芯棒，垫块的宽度大于芯棒的宽度，芯棒的宽度小于斜角矩形孔宽度的一半，芯棒在高度方向上的投影全部位于垫块的投影内部。本申请所提供的填充件，通过采用垫块和芯棒，使其与型材足够有效地匹配，改善型材在被钳板夹持时的截面受力状况，使型材在拉伸过程中受力更均匀，尽可能减少或消除淬火导致的弯曲、扭拧等外形缺陷，并使型材能获得更大的拉伸率选择范围以有效消除淬火残余应力和控制型材截面尺寸精度。本申请还公开了一种包括上述航天用超大规格型材拉伸矫直填充件的拉伸矫直设备。

技术领域

本申请涉及拉伸矫直设备领域，特别是涉及一种航天用超大规格型材拉伸矫直填充件。此外，本申请还涉及一种包括上述航天用超大规格型材拉伸矫直填充件的拉伸矫直设备。

背景技术

国防建设特殊用途用超大规格铝型材，定尺长度达8-10米，基于功能需要，其形位尺寸精度要求极高，要求上下弯每米不超过0.3mm，全长不超过3mm，扭拧度不超过2mm，侧向弯曲度要求全长不超过1.5mm，远大于GB/T14846《铝及铝合金挤压型材尺寸偏差》的超高精级要求。

如图1所示，为产品规格EL4884的航天用超高精型材的截面形状，EL4884为具有大尺寸封闭型腔的厚壁型材，合金状态为6061T6。由于制品较长、外形尺寸大，淬火后制品变形较大，淬火残余应力大，需要对制品进行拉伸矫直，消除上下弯、侧弯、扭拧等变形缺陷及降低或消除淬火残余应力。但是，现有的拉伸矫直机通过拉伸头的上、下钳板直接夹持型材毛坯进行拉伸，拉伸时发生夹头断裂、打滑而致不能有效开展拉伸矫直操作，或致型材塌腔，或致型材弯曲、扭形等形位缺陷不能改善或消除，使产品不能满足技术标准的要求。

对于超大规格型材，其所需垫块或芯棒往往截面尺寸大，重量大，人力搬运困难，装配稳定性差，导致装卸效率低，严重影响生产时间节拍，造成型材因得不到及时拉伸矫直而出现淬火残余应力不能得到有效消除，外形缺陷得不到有效矫正。因此，设计人员应尽可能使拉伸垫块或芯棒轻量化。

对于具有凹槽的型材，型材内部具有斜角矩形孔，如前所述，不能采取上、下钳板直接夹持的方式进行拉伸矫直。一般的，在凹槽处放置与其尺寸完全或基本匹配的全尺寸垫块，在斜角矩形孔放入与其尺寸完全或基本匹配的全尺寸芯棒，以使型材毛坯件在钳板的夹持下，上横梁、下横梁能与垫块和芯棒有更大的贴合面，增大受力面积。垫块和芯棒的材料及其强度、垫块和芯棒的高度、宽度的选择十分关键。如果垫块或芯棒的强度过高，可能会导致垫块或芯棒与上横梁和下横梁的贴合面摩擦力过小致该贴合面打滑；强度过低，垫块或芯棒在上、下钳板的挟持下易产生变形。垫块或芯棒的厚度过大会导致型材毛坯件的左右侧梁受力不佳，过小会致钳板对凹槽垫块不能形成有交效夹持而导致上横梁、下横梁受力不佳，两者均会导致截面上的受力不均匀，从而影响拉伸矫直效果。

具体的，本型材的凹槽，宽度、高度分别为394mm、60mm，垫块材料以铝合金为例，全尺寸匹配垫块的每米重量约为65Kg；型材的斜角矩形孔的宽、高分别为157mm、394mm，全尺寸匹配垫块的每米重量约为170Kg/m，很容易理解地,即使垫块或芯棒长度控制在400－500mm范围，该垫块或芯棒也不适合人工搬运或频繁搬运。如前所述，当使用龙门吊等机械装置吊运装配时，将会大幅度降低装配的稳定性、准确性和生产效率。

综上所述，如何提升超大规格空心型材拉伸矫直后的直线度，以减小扭拧度、弯曲度等外形缺陷，并最大限度消除淬火残余应力，减少操作人员劳动强度，提高型材综合性能是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

申请内容