本發明專利技術屬于航空航天壁板成形技術，涉及一種防止壁板面內彎曲的保型噴丸強化和校正方法。本發明專利技術首先對壁板零件進行區域劃分，然后再將數據輸入到噴丸設備中，最后采用雙面對噴的方式進行噴丸強化。當所述噴丸發生面內彎曲時，對蒙皮進行校正，首先選擇校形區，再將數據輸入至噴丸設備中；在發生面內彎曲的變形區域的內、外蒙皮進行雙面對噴。本發明專利技術針對復雜結構外形壁板保證成形后零件空間外形不變的情況下進行噴丸強化，以及噴丸強化后產生面內彎曲的校形方法，減少了零件報廢率，避免了重大經濟損失，具有良好的技術經濟效益。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于航空航天壁板成形技術，涉及。
技術介紹
壁板是航空航天飛行器上最重要的零件類型之一，既是構成氣動外形的重要組成部分，同時也是飛機機翼、機身等的主要承力構件。壁板類零件的主要成形方法是噴丸成形，為了提高零件的疲勞強度和疲勞極限，噴丸成形后一般均需要對零件全表面進行噴丸強化處理。原有壁板類零件多為等厚度設計，且結構特征復雜程度較低。噴丸強化后零件少有面內彎曲現象。·隨著飛機性能的不斷提高，對飛機結構氣動性和整體性要求越來越高，先進飛機的壁板零件不僅具有復雜雙曲率外形，同時還具有復雜的內部結構，如變厚度設計，帶加強凸臺、帶加強筋等。在航天器設計中，由于蒙皮采用等強度設計，因此不同載荷區厚度不同；同時為提高結構效率和減輕結構重量，壁板多帶有整體加強凸臺和加強筋。由于零件蒙皮各區域厚度不同、筋條和凸臺等結構要素分布的不均勻性以及噴丸成形時在各區域產生的彈丸覆蓋率不同，在進行壁板零件全表面噴丸強化時，如果各區域采用相同噴丸強度，由于各個區域因噴丸強化產生的材料延伸變形量不同，不可避免地會沿零件長度方向產生面內彎曲現象(俗稱馬刀彎)(如圖I所示)，壁板零件長度越長，面內彎曲現象越嚴重，極易造成零件邊界線超差無法與相鄰壁板連接裝配而導致零件報廢，產生重大經濟損失。
技術實現思路
本專利技術的目的主要針對復雜結構壁板零件噴丸強化引起的面內彎曲問題，提出了防止壁板面內彎曲的保型噴丸強化方法和校正方法。本專利技術的技術方案是(I)劃分區域根據壁板零件的厚度分布，沿弦向兩端面取其厚度平均點連線，將壁板零件劃分為兩個區域；沿展向兩端面取其厚度平均點連線，將壁板零件劃分為四個區域，根據其平均厚度值由大到小分別設為Z1、Z2、Z3、Z4 ；(2)設計噴丸工藝參數并輸入到噴丸設備根據設計給定零件噴丸強度的范圍，將其五等分，由強到弱分別設為Ql、Q2、Q3、Q4、Q5，在壁板零件劃分的四個區域內，設計噴丸強度如下Z1區外表面噴丸強度為Q1，內表面噴丸強度為Q2 ；Z2區外表面噴丸強度為Q2，內表面噴丸強度為Q3 ；Z3區外表面噴丸強度為Q3、內表面噴丸強度為Q4 ；Z4區外表面噴丸強度為Q4、內表面噴丸強度為Q5。將噴丸強度對應的噴射氣壓、噴嘴移動速度、彈丸流量、噴嘴直徑、彈丸型號及噴打軌跡輸入到噴丸設備中；(3)噴丸強化對壁板內、外表面進行全覆蓋噴丸強化。當所述噴丸發生面內彎曲時，對蒙皮進行校正，(I)選擇校形區在面內彎曲的內凹邊沿展向取面內彎曲起始點至變形終止點作為噴丸校形的展向區域，該區域沿其弦向至厚度突變位置或壁板零件1/4寬度區作為噴丸校形區；(2)設計噴丸校形工藝參數并輸入到噴丸設備中根據面內彎曲變形量，將大于噴丸強化的噴射氣壓和噴嘴移動速度、其他參數不變輸入到噴丸設備中；(3)噴丸校形 在校形區內對壁板內、外表面進行噴丸校形；(4)檢驗把零件放置在檢驗型架上，檢測零件外形邊界。如果零件外形邊界仍不滿足設計要求，則繼續增大噴射氣壓和噴嘴移動速度，重復步驟2、3、4，逐步逼近，直到滿足設計要求。本專利技術具有的優點和有益效果本專利技術針對復雜結構外形壁板保證成形后的空間外形不變的情況下進行噴丸強化，其優點表現在>采取蒙皮內、外表面雙面對噴的噴丸強化方法以保證零件沿弦向無附加變形。>噴丸強化時外表面的噴丸強度大于內表面，以保證零件沿展向無附加變形，>根據壁板零件的厚度分布，將零件劃分為不同區域，對各區域采用不同的噴丸強度進行強化。對噴丸強化后產生面內彎曲現象進行噴丸強化校形，其優點表現在>校形時，厚蒙皮區噴丸強度需大于薄蒙皮區以消除由蒙皮厚度不均引起的面內彎曲變形。>校形時，有筋條區域噴丸強度需大于無筋條區以消除筋條排布引起的面內彎曲變形。>校形時，覆蓋率大的區域噴丸強度需大于覆蓋率小的區域以消除由噴丸成形覆蓋率不同引起的面內彎曲變形。本專利技術針對復雜結構外形壁板保證成形后的空間外形不變的情況下進行噴丸強化，以及噴丸強化后產生面內彎曲的校形方法，減少了零件報廢率，避免了重大經濟損失，具有良好的技術經濟效益。附圖說明圖I現有壁板零件面內彎曲示意圖；圖2現有壁板零件噴丸強化后變形趨勢示意圖；圖3本專利技術壁板零件噴丸強化分區示意圖；圖4是本專利技術壁板零件面內彎曲校形區域示意圖。具體實施方式防止壁板面內彎曲的保型噴丸強化方法為(I)劃分區域根據壁板零件的厚度分布，沿弦向兩端面取其厚度平均點連線，將壁板零件劃分為兩個區域；沿展向兩端面取其厚度平均點連線，將壁板零件劃分為四個區域，根據其平均厚度值由大到小分別設為Z1、Z2、Z3、Z4 ;如圖3(2)設計噴丸工藝參數并輸入到噴丸設備根據設計給定零件噴丸強度的范圍，將其五等分，由強到弱分別設為Ql、Q2、Q3、Q4、Q5，在壁板零件劃分的四個區域內，設計噴丸強度如下Z1區外表面噴丸強度為Q1，內表面噴丸強度為Q2 ；Z2區外表面噴丸強度為Q2，內表面噴丸強度為Q3 ；Z3區外表面噴丸強度為Q3、內表面噴丸強度為Q4 ；Z4區外表面噴丸強度為Q4、內表面噴丸強度為Q5。將噴丸 強度對應的噴射氣壓、噴嘴移動速度、彈丸流量、噴嘴直徑、彈丸型號及噴打軌跡輸入到噴丸設備中；(3)噴丸強化對壁板內、外表面進行全覆蓋噴丸強化。當所述噴丸發生面內彎曲時，對蒙皮進行校正，(I)選擇校形區在面內彎曲的內凹邊沿展向取面內彎曲起始點至變形終止點作為噴丸校形的展向區域，該區域沿其弦向至厚度突變位置或壁板零件1/4寬度區作為噴丸校形區；(2)設計噴丸校形工藝參數并輸入到噴丸設備中根據面內彎曲變形量，將大于噴丸強化的噴射氣壓和噴嘴移動速度、其他參數不變輸入到噴丸設備中；(3)噴丸校形在校形區內對壁板內、外表面進行噴丸校形；(4)檢驗把零件放置在檢驗型架上，檢測零件外形邊界。如果零件外形邊界仍不滿足設計要求，則繼續增大噴射氣壓和噴嘴移動速度，重復步驟2、3、4，逐步逼近，直到滿足設計要求。實施例一對飛機機翼壁板進行噴丸強化，首先按照圖3進行區域劃分，厚度由大到小分別為Z1、Z2、Z3、Z4。設計給定噴丸強度范圍為O. 15 O. 2mmA，則將其五等分，各級噴丸強度為Ql=O. 2mmA ；Q2=0. 1875mmA ；Q3=0. 175mmA ；Q4=0. 1625mmA ；Q5=0. 1 5mmA，則壁板四個區域內、外表面噴丸強度如下表所示。 噴打位置 ZlΓ 2Z3TA 外表面 Ql02Q3Q4 內表面 Q2Q3Q4Q5詳細工藝參數包括本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種防止壁板面內彎曲的保型噴丸強化和校正方法，其特征是，（1）劃分區域根據壁板零件的厚度分布，沿弦向兩端面取其厚度平均點連線，將壁板零件劃分為兩個區域；沿展向兩端面取其厚度平均點連線，將壁板零件劃分為四個區域，根據其平均厚度值由大到小分別設為Z1、Z2、Z3、Z4；（2）設計噴丸工藝參數并輸入到噴丸設備根據設計給定零件噴丸強度的范圍，將其五等分，由強到弱分別設為Q1、Q2、Q3、Q4、Q5，在壁板零件劃分的四個區域內，設計噴丸強度如下：Z1區外表面噴丸強度為Q1，內表面噴丸強度為Q2；Z2區外表面噴丸強度為Q2，內表面噴丸強度為Q3；Z3區外表面噴丸強度為Q3、內表面噴丸強度為Q4；Z4區外表面噴丸強度為Q4、內表面噴丸強度為Q5。將噴丸強度對應的噴射氣壓、噴嘴移動速度、彈丸流量、噴嘴直徑、彈丸型號及噴打軌跡輸入到噴丸設備中；（3）噴丸強化對壁板內、外表面進行全覆蓋噴丸強化。
【技術特征摘要】
1.一種防止壁板面內彎曲的保型噴丸強化和校正方法，其特征是， (1)劃分區域 根據壁板零件的厚度分布，沿弦向兩端面取其厚度平均點連線，將壁板零件劃分為兩個區域；沿展向兩端面取其厚度平均點連線，將壁板零件劃分為四個區域，根據其平均厚度值由大到小分別設為Z1、Z2、Z3、Z4 ； (2)設計噴丸工藝參數并輸入到噴丸設備 根據設計給定零件噴丸強度的范圍，將其五等分，由強到弱分別設為Q1、Q2、Q3、Q4、Q5，在壁板零件劃分的四個區域內，設計噴丸強度如下Z1區外表面噴丸強度為Q1，內表面噴丸強度為Q2 ；Z2區外表面噴丸強度為Q2，內表面噴丸強度為Q3 ；Z3區外表面噴丸強度為Q3、內表面噴丸強度為Q4 ；Z4區外表面噴丸強度為Q4、內表面噴丸強度為Q5。將噴丸強度對應的噴射氣壓、噴嘴移動速度、彈丸流量、噴嘴直徑、彈丸型號及噴打軌...
【專利技術屬性】
技術研發人員：曾元松，白雪飄，張新華，
申請(專利權)人：中國航空工業集團公司北京航空制造工程研究所，
類型：發明
國別省市：
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