一种抵消薄壁框梁零件应力变形的装置的制作方法

本实用新型涉及机械加工技术领域，具体涉及一种抵消薄壁框梁零件应力变形的装置。

背景技术：

变形是伴随机械加工过程中的一个物理现象，产生原因主要是原材料成形过程中残余应力分布不均、机械加工过程中装夹受力不均、加工应力释放方面导致。航空薄壁框梁的长宽尺寸与厚度比值相差大，此类零件因变形原因延长宽方向在厚度方向外形无法满足实际装配使用要求。

目前，航空薄壁框梁零件减小变形方法是两面反复翻转粗加工释放变形、反复加工两基准面去除变形量或者在零件加工后校形。上述方法反复翻转浪费时间、浪费资源、存在校形损伤的风险，效果差很难满足生产需求。从而制约了产品交付周期，甚至是整机交付周期。

垫板(或称作工装包括真空夹具)是航空薄壁框梁机械加工过程中常规采用的装置中的一种，仅起到装夹定位作用。不考虑变形因素影响能按理论几何形状准确可靠的实现高效的航空薄壁框梁产品加工，但无法实现抵消或去除加工后变形的作用。即使现有垫板存在曲面或折线面的结构，但是仅仅是为了符合零件的理论型面，便于控制相关尺寸满足质量要求。

技术实现要素：

本实用新型目的：针对现有技术存在的不足，提出一种抵消薄壁框梁零件应力变形的装置。

本实用新型的技术方案：

一种抵消薄壁框梁零件应力变形的装置，包括底座(5)、压紧结构(2)、垫板主体(3)，所述的垫板主体(3)设置在所述底座(5)上表面，所述的压紧结构(2)有若干个，所述的压紧结构(2)均匀分布在垫板主体(3)两侧，所述的垫板主体(3)上表面为曲面，所述的垫板主体(3)上表面两端设置有垫板主体干涉避让孔(6)，与零件毛坯定位孔(4)位置对应。

进一步，所述的压紧结构(2)包括压板(7)、支撑螺钉(8)、压紧螺钉(9)，所述的压板(7)外侧端通过支撑螺钉(8)支撑，内侧端位于垫板主体(3)上方，且通过压紧螺钉(9)压紧。

进一步，所述压板(7)的内侧端为锥形，与薄壁框梁零件毛坯(1)侧面槽相适配。

进一步，所述压紧螺钉(9)顶部设置有压紧螺母(10)，所述的压紧螺母(10)用于压紧压板(7)。

进一步，所述压紧螺钉(9)、支撑螺钉(8)底部均设置有固定螺母(11)，用于限制压紧螺钉(9)、支撑螺钉(8)移动。

进一步，所述压紧螺钉(9)、支撑螺钉(8)上均设置有调节螺母(12)，所述的调节螺母(12)位于压板(7)下方，用于调节压板(7)在压紧螺钉(9)、支撑螺钉(8)上的位置。

本实用新型的有益效果

本实用新型提出一种抵消薄壁框梁零件应力变形的装置，以垫板主体与零件毛坯配合面预置特定曲面的方式抵消零件变形，从而实现了缩短加工周期、降低加工成本，提高产品合格率的目的。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型加工零件毛坯的装配示意图；

其中：1-零件毛坯，2-压紧结构，3-垫板主体，4-零件毛坯定位孔，5、底座，6-垫板主体干涉避让孔，7-压板，8-支撑螺钉，9-压紧螺钉，10-压紧螺母，11-固定螺母，12-调节螺母。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本实用新型的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解：

如图1、2所示，一种抵消薄壁框梁零件应力变形的装置，包括底座7、压紧结构2，垫板主体3，所述的垫板主体3设置在所述底座5上表面，所述的压紧结构2有若干个，所述的压紧结构2均匀分布在垫板主体3两侧，所述的垫板主体3上表面为曲面，所述的垫板主体3上表面两端设置有垫板主体干涉避让孔6，当零件毛坯1放置在所述的垫板主体3上时，所述的垫板主体干涉避让孔6与零件毛坯定位孔4位置对应，通过使用销轴固定。

进一步，所述的压紧结构2包括压板7、支撑螺钉8、压紧螺钉9，所述的压板7外侧端通过支撑螺钉8支撑，内侧端位于垫板主体3上方，且通过压紧螺钉9压紧，同时可以调整压板7在支撑螺钉8和压紧螺钉9上的高度，便于与零件毛坯1的高度相适配。

进一步，所述压板7的内侧端为锥形，与薄壁框梁零件毛坯1侧面槽相适配，可以时压板7内侧端卡入到零件毛坯1的侧面槽，实现压紧零件毛坯1。

进一步，所述压紧螺钉9顶部设置有压紧螺母10，所述的压紧螺母10用于压紧压板7。

进一步，所述压紧螺钉9、支撑螺钉8底部均设置有固定螺母11，用于限制压紧螺钉9、支撑螺钉8移动，防止压紧螺钉9、支撑螺钉10从底座上脱出。

进一步，所述压紧螺钉9、支撑螺钉8上均设置有调节螺母12，所述的调节螺母12位于压板7下方，用于调节压板7在压紧螺钉9、支撑螺钉10上的位置。

本实用新型通过垫板主体3的表面涉及为曲面或折线面，施加反向位移，抵消零件毛坯1应力导致的变形或其他原因变形。将测量常规方法自由状态加工的零件得到的点位数据或有限元方法分析带有原材料制造过程中应力和加工过程产生应力的零件获得的点位数据绘制为变形曲面或折线面，将变形曲面或折线面经过镜面对称变换作为垫板主体3施加反向位移的曲面或折线。将上述过程获得的曲面或折线和定位基准在垫板主体3毛坯上统一基准加工形成，配备相应辅助压紧结构形成垫板主体3。以垫板的曲面或折线面为基准施加垂直于曲面或折线面法向力，保证曲面或折线面与被产品毛坯面或产品最终表面无缝贴合；在进行产品加工过程中，作用于被加工产品毛坯的压紧力与曲面或折线面基准形成的位移抵消了残余应力导致的变形位移。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种抵消薄壁框梁零件应力变形的装置，其特征在于：包括底座(5)、压紧结构(2)、垫板主体(3)，所述的垫板主体(3)设置在所述底座(5)上表面，所述的压紧结构(2)有若干个，所述的压紧结构(2)均匀分布在垫板主体(3)两侧，所述的垫板主体(3)上表面为曲面，所述的垫板主体(3)上表面两端设置有垫板主体干涉避让孔(6)，与零件毛坯定位孔(4)位置对应。

2.根据权利要求1所述的一种抵消薄壁框梁零件应力变形的装置，其特征在于：所述的压紧结构(2)包括压板(7)、支撑螺钉(8)、压紧螺钉(9)，所述的压板(7)外侧端通过支撑螺钉(8)支撑，内侧端位于垫板主体(3)上方，且通过压紧螺钉(9)压紧。

3.根据权利要求2所述的一种抵消薄壁框梁零件应力变形的装置，其特征在于：所述压板(7)的内侧端为锥形，与薄壁框梁零件毛坯(1)侧面槽相适配。

4.根据权利要求2所述的一种抵消薄壁框梁零件应力变形的装置，其特征在于：所述压紧螺钉(9)顶部设置有压紧螺母(10)，所述的压紧螺母(10)用于压紧压板(7)。

5.根据权利要求2所述的一种抵消薄壁框梁零件应力变形的装置，其特征在于：所述压紧螺钉(9)、支撑螺钉(8)底部均设置有固定螺母(11)，用于限制压紧螺钉(9)、支撑螺钉(8)移动。

6.根据权利要求2所述的一种抵消薄壁框梁零件应力变形的装置，其特征在于：所述压紧螺钉(9)、支撑螺钉(8)上均设置有调节螺母(12)，所述的调节螺母(12)位于压板(7)下方，用于调节压板(7)在压紧螺钉(9)、支撑螺钉(8)上的位置。

技术总结
本实用新型公开了一种抵消薄壁框梁零件应力变形的装置，包括底座、压紧结构，垫板主体，所述的垫板主体设置在所述底座上表面，所述的压紧结构有若干个，所述的压紧结构均匀分布在垫板主体两侧，所述的垫板主体上表面为曲面，所述的垫板主体上表面两端设置有垫板主体干涉避让孔，与零件毛坯定位孔位置对应，本实用新型以垫板主体与零件毛坯配合面预置特定曲面的方式抵消零件变形，从而实现了缩短加工周期、降低加工成本，提高产品合格率的目的。

技术研发人员：王晓庆;崔晓旭;常作伟;李双文;白杨;姚品希
受保护的技术使用者：哈尔滨飞机工业集团有限责任公司
技术研发日：2020.10.30
技术公布日：2021.08.03