一种大型薄壁环件多点位柔性内外型振动校形装置的制作方法

本发明涉及一种环件校形装置，尤其涉及一种大型薄壁环件多点位柔性内外型振动校形装置。

背景技术：

1、随着现代航天、航空产品零件轻量化、精密化、整体化发展，对大型薄壁结构件的需求、加工质量要求也日益提高，加工此类大型薄壁环件超过90％的工件材料被移除，同时锻(铸)件成型后毛坯具有复杂应力状态，初始残余应力与加工引入的残余应力变化，导致主要工序发生难以预测的变形，产品加工存在不可控质量风险，严重影响航天型号产品任务节点性交付。

2、中国专利(cn104372168a)公开了一种壳体产品端面圆度振动时效校形装置及方法，对壳体产品焊接、机加后端面圆度超差问题，使用单杠双向内撑圆类型校形装置，通过对产品变形短轴端区域进行两端顶起撑圆后，再将激振器安装在产品上进行振动时效。对该专利校形装置分析发现：(1)校形装置采用变形短轴两端双向内撑圆方式，而变形长轴端未采取有效校形措施，且对于局部区域变形的产品并不适用，装置适用性低。(2)产品零件发生变形特点主要是大范围、多区域变形，而该校形装置校形区域覆盖面小，不能同时大范围、多区域形面校形，非校形区域易发生不可控形面变化，校形过程产品形面变形风险性大、可控性低。(3)校形过程中激振器安装在壳体产品上，对于刚性较弱的大型薄壁环件易导致产品振动过程中过变形。(4)该振动时效方法主要对工件残余应力的释放、消减，而对振动时效工件后变形状态规律研究运用较少，未充分发挥振动校形最佳效果。可见，上述振动时效校形装置亟待改进，以增强形面校形效果，更好地满足工件产品形面精度设计要求。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种大型薄壁环件多点位柔性内外型振动校形装置，该种校形装置实现对工件内外多点位校形、多区域覆盖，对校形装置采用柔性结构设计，可根据不同环件产品结构特征、形面变形状态柔性调节校形支撑、刚性装夹约束方式；并运用abaqus仿真分析获得振动处理大型薄壁环件变形规律，指导现场激振器装夹振动校形平台作用位置，使得振动校形与多点位柔性内外型柔性校形装置校形效率大幅度增加，校形过程产品形面质量可控，校形后产品内部应力分布均化稳定，产品形面尺寸精度满足要求。

2、本发明实现其发明目的所采用的技术方案是，一种大型薄壁环件多点位柔性内外型振动校形装置，其特征在于：

3、它包括校形振动平台、外贴合校形圆弧块、外支撑高度活动调节块、可调节偏心激振器、内贴合校形圆弧块、内撑活动调节支杆、内撑支撑立柱；

4、所述的校形振动平台上装夹固定有大型薄壁环件，大型薄壁环件的内型面底部通过压板螺栓、压板装夹固定，外型面通过长螺纹杆、压板在大型薄壁环件上端面搭接固定；

5、所述的外支撑高度活动调节块安装在校形振动平台上，方形底座螺杆的底面方形底座与校形振动平台上环形滑动轨道配合，外支撑高度活动调节块可根据大型薄壁环件外形所需校形区域自由滑动，并采用带垫片螺母、长形压板与校形振动平台连接固定；紧钉螺钉与外支撑滑动支座上紧钉螺钉光孔、螺纹紧钉孔连接配合，将外支撑滑动支座固定在外支撑高度活动调节块上；外圆弧块调节螺栓与外支撑滑动支座上螺纹通孔螺纹连接，并与外贴合校形圆弧块螺纹拧紧固定；

6、所述的内撑支撑立柱中立柱光杆与校形振动平台中连接通孔配合连接，立柱连接螺栓与螺纹连接孔螺纹连接固定，以使内撑支撑立柱与校形振动平台刚性固定连接；内撑活动调节支杆一端通过套筒连接到内撑支撑立柱上，另一端连接到所述内贴合校形圆弧块上，内撑活动调节支杆中部还设置有支杆调节螺母；内撑支撑立柱顶部设置有六角拧紧螺母用于拧紧固定内撑活动调节支杆；

7、所述的可调节偏心激振器采用弓形夹块与固定螺栓螺纹固定在校形振动平台上。

8、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

9、一、采用了多点位、多区域、校形面积大的校形装置，设置多个外贴合校形圆弧块和内贴合校形圆弧块,实现外形箍圆、内形撑圆的双重校形保护效果，有效防止校形过程中环件校形加载作用区域或非校形区域发生过变形。

10、二、外支撑高度活动调节块可沿校形振动平台的环形滑动轨道进行滑动，内撑活动调节支杆一端通过套筒连接到内撑支撑立柱上，可以通过转动套筒带动内撑活动调节支杆转动合适的角度，使得校形装置能根据大型薄壁环件不同结构特征、不同变形状态柔性调节装置工作位置，实现局部、整体校形效果。

11、三、校形过程采用了激振器振动处理方法与校形装置组合校形，充分发挥振动校形变形规律，有效提高了组合校形效率，而且校形过程中环件的残余应力能有效均化，使得校形后环件的形面尺寸稳定性更佳，有效避免校形装置卸载后环件发生形面回弹。

12、四、大型薄壁环件特别是航天用大型薄壁环件的特点是尺寸大而薄。又是环形结构，激振器在环形件上不易装夹固定，且如果激振器直接装夹在环件上，夹持力及振动力都容易对薄壁环件造成额外损伤。因此本发明将激振器安装在校形振动平台上，通过校形振动平台将激振器的振动传递给大型薄壁环件，具有装夹方便、不受产品结构特征约束且避免直接装夹在大型薄壁环件上振动处理导致产品发生过变形，有效保护产品表面质量与形面精度的优点。

13、进一步，本发明的外支撑高度活动调节块上设置有多组螺纹紧钉孔。

14、通过多组螺纹紧钉孔，可以根据大型薄壁环件外形面变形区域高度上下调整安装外支撑滑动支座及外贴合校形圆弧块位置。

15、进一步，本发明的内撑支撑立柱上，还可套装上若干个不同长度的高度调节套筒。

16、通过使用不同长度的高度调节套筒，可以根据大型薄壁环件内形面变形区域高度上下调整内撑活动调节支杆及内贴合校形圆弧块位置。

17、下面结合附图和具体实施方式本发明作进一步的详细说明。

技术特征：

1.一种大型薄壁环件多点位柔性内外型振动校形装置，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的大型薄壁环件多点位柔性内外型振动校形装置，其特征在于：所述的外支撑高度活动调节块(3)上设置有多组螺纹紧钉孔(301)。

3.根据权利要求1或2所述的大型薄壁环件多点位柔性内外型振动校形装置，其特征在于：所述的内撑支撑立柱(7)上，还可套装上若干个不同长度的高度调节套筒(14)。

技术总结
一种大型薄壁环件多点位柔性内外型振动校形装置，包括校形振动平台(1)、外贴合校形圆弧块(2)、外支撑高度活动调节块(3)、可调节偏心激振器(4)、内贴合校形圆弧块(5)、内撑活动调节支杆(6)、内撑支撑立柱(7),校形振动平台(1)上装夹固定有待校形的大型薄壁环件(8)，设置有多个外贴合校形圆弧块和内贴合校形圆弧块,使得校形装置能根据大型薄壁环件不同结构特征、不同变形状态柔性调节装置工作位置，可调节偏心激振器安装在校形振动平台上，通过校形振动平台将激振器的振动传递给大型薄壁环件，实现振动校形与装置校形双重校形作用，有效提高了组合校形效率，使得校形后环件的形面尺寸稳定性更佳。

技术研发人员：吴健军,叶升平,张健,李小祥,钟涵,余杭卓,朱文辉,余超
受保护的技术使用者：四川航天长征装备制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12