一种大型蒙皮热处理的固定夹具的制作方法

本发明属于蒙皮加工的技术领域，具体涉及一种大型蒙皮热处理的固定夹具。

背景技术：

大型客机项目机身蒙皮零件采用铝锂合金2198材料，在t3s状态下进行蒙皮拉形的工艺方法。由于t3s状态不是最终热处理状态，必须在蒙皮成形后进行人工时效处理，使其达到t8状态。

受热处理空气炉形状及尺寸的限制，蒙皮零件不能水平进行空气炉，只能直立进炉。并且传统热处理工艺是利用简易热处理框来吊装蒙皮零件，在进行人工时效时蒙皮无固定或只采用简易的捆绑固定，蒙皮零件受自身重力的影响，加热后会出现变形，影响蒙皮零件的加工质量。同时，蒙皮零件吊装入框时，会与热处理框发生碰撞，造成蒙皮表面磕伤或划伤的情况。由于蒙皮零件在热处理框内的固定状况不良，热处理框入炉时也可以造成蒙皮零件移动而造成划伤。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供了一种大型蒙皮进行热处理时的固定夹具，实现蒙皮零件与热处理固定夹具的定位及固定，并且能够在热处理过程中起到限制蒙皮变形的目的，同时可以避免蒙皮表面磕伤或划伤的出现。

本发明的技术方案为：

一种大型蒙皮热处理的固定夹具，其包括主结构框架4以及两组对称于主结构框架4设置的凹支撑框2和凸支撑框7，其中，凹支撑框2宽度方向的一端与凸支撑框7宽度方向的一端通过翻转旋转轴5连接，当凹支撑框2处于垂直状态时，凸支撑框7绕翻转旋转轴5至少旋转至水平状态，以便于将蒙皮6水平转移到凸支撑框7上；凹支撑框2的另一端设置有翻转固定销1，凸支撑框7的另一端设置有翻转固定孔9，翻转固定销1与翻转固定孔9可拆卸连接，用以锁定或解开凹支撑框2和凸支撑框7的闭合状态；两个凹支撑框2对称设置于主结构框架4的两侧，凹支撑框2的凹面朝向外侧；

所述的凸支撑框7用于支撑蒙皮6内表面，凹支撑框2用于支撑蒙皮6外表面，凸支撑框7与蒙皮6内表面接触的表面设置有凸接触点8，相对应地，凹支撑框2与蒙皮6外表面接触的表面设置有凹接触点3，凹支撑框2与凸支撑框7闭合时，蒙皮6被夹持在相对应的凹接触点3和凸接触点8之间；

所述的凸支撑框7长度方向的两端中央各设置有一蒙皮定位块13，蒙皮定位块13上设置有开孔，与蒙皮6的长度方向两端中央的蒙皮定位耳片14的开孔位置相对应，通过阶梯定位销钉15插入蒙皮定位块13的开孔和蒙皮定位耳片14的开孔，将蒙皮6与凸支撑框7定位；

所述的凸支撑框7上，沿其凸面的曲率设置滑动槽，u型固定装置12设置于该滑动槽上，并沿该滑动槽滑动，以调节u型固定装置12的位置，并通过固定螺栓10配合紧固螺母11将u型固定装置12固定于凸支撑框7上，使用时蒙皮6一端容纳于u型固定装置12的u型内腔中，以对蒙皮进行定位。

进一步地，所述的凹接触点3和凸接触点8的表面包裹有可更换的非金属柔性材料，以避免划伤蒙皮。

进一步地，所述的凹支撑框2设置翻转固定销1的一端侧壁上设置有吊挂环，便于将大型蒙皮热处理的固定夹具悬挂入炉。

进一步地，所述的凹支撑框2设置翻转旋转轴5的一端侧壁设置有移动轮，用于大型蒙皮热处理的固定夹具的移动。

本发明的效果和益处是：本发明提供的大型蒙皮热处理的固定夹具根据安装蒙皮零件的曲率外形进行支撑框的设计，并且设计可移动紧固装置，共同实现蒙皮零件在热处理固定夹具上的固定。同时，在蒙皮零件上钻固定工艺孔，在热处理夹具上对应位置设计固定销，利用定位销钉来确定蒙皮零件与夹具的相对位置。为避免安装时的磕伤或划伤，蒙皮零件应该在水平状态进行定位及固定。

附图说明

图1为本发明实施例中提供的大型蒙皮热处理的固定夹具的结构示意图。

图2为本发明实施例中提供的大型蒙皮热处理的固定夹具的放置蒙皮的凸支撑框的俯视图。

图中：1翻转固定销；2凹支撑框；3凹接触点；4主结构框架；5翻转旋转轴；6蒙皮；7凸支撑框；8凸接触点；9翻转固定孔；10紧固螺栓；11紧固螺母；12固定装置；13蒙皮定位块；14蒙皮定位耳片；15阶梯定位销钉。

具体实施方式

以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。

应当了解，所附附图并非按比例地绘制，而仅是为了说明本发明的基本原理的各种特征的适当简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在所附多个附图中，同样的或等同的部件(元素)以相同的附图标记标引。

蒙皮零件拉形后为弧形，为限制其在热处理固定夹具中的相对位置，必须按蒙皮零件的曲率外形设计支撑框。图1为本发明实施例中提供的大型蒙皮热处理的固定夹具的结构示意图。图2为本发明实施例中提供的大型蒙皮热处理的固定夹具的凸支撑框的俯视图。参见图1和图2，在本实施例中，一种大型蒙皮热处理的固定夹具，其包括主结构框架4以及两组对称于主结构框架4设置的凹支撑框2和凸支撑框7，其中，凹支撑框2宽度方向的一端与凸支撑框7宽度方向的一端通过翻转旋转轴5连接，当凹支撑框2处于垂直状态时，凸支撑框7绕翻转旋转轴5至少旋转至水平状态，以便于将蒙皮6水平转移到凸支撑框7上；凹支撑框2的另一端设置有翻转固定销1，凸支撑框7的另一端设置有翻转固定孔9，翻转固定销1与翻转固定孔9可拆卸连接，用以锁定或解开凹支撑框2和凸支撑框7的闭合状态；两个凹支撑框2对称设置于主结构框架4的两侧，凹支撑框2的凹面朝向外侧。

支撑框与蒙皮的接触方式为点接触，即在沿蒙皮曲率的支撑框上支出多个接触点，接触点上包裹可更换的非金属柔性材料，不能划伤蒙皮表面。具体地，凸支撑框7用于支撑蒙皮6内表面，凹支撑框2用于支撑蒙皮6外表面，凸支撑框7与蒙皮6内表面接触的表面设置有凸接触点8，相对应地，凹支撑框2与蒙皮6外表面接触的表面设置有凹接触点3，凹支撑框2与凸支撑框7闭合时，蒙皮6被夹持在相对应的凹接触点3和凸接触点8之间。优选地，凹接触点3和凸接触点8的表面包裹有可更换的非金属柔性材料，以避免划伤蒙皮6。具体地，由于蒙皮拉形后的材料厚度约为3.2mm，凸支撑框7与凹支撑框2上相对应的接触点金属部分的间距为4mm，然后在填充非金属材料。

在一个具体的实施方案中，为配合热处理空气炉炉身的立式形式，并且为了增加炉身的利用率，必须设计立式结构的热处理固定夹具，将蒙皮直立装入空气炉炉身内。每个热处理固定夹具能够满足两张蒙皮的热处理，分别安装在夹具两侧，保证左右平衡。蒙皮在竖直状态安装在热处理固定夹具上，操作较困难。因此将热处理固定夹具的一侧支撑框设计成翻转形式，使蒙皮水平转移到支撑框上，定位并固定后将支撑框翻转，使其与夹具主结构框架固定。由于蒙皮拉形过程中，蒙皮内表面向下，外表面向上，热处理固定夹具的凹支撑框与夹具主结构框架固定，凸支撑框为翻转架构，这样的结构蒙皮从拉形模转移到热处理固定夹具的过程中可以不用翻转。

使用热处理固定夹具来进行蒙皮的热处理，必须使蒙皮能够在夹具上定位。为保证定位准确且操作简便，在蒙皮外侧对称轴线安排两个热处理定位孔，定位孔距蒙皮边缘为80mm，孔径为5.2mm。热处理定位夹具的凸支撑框翻转成水平状态时，蒙皮与夹具进行定位。在夹具最外侧的两个凸支撑框上，加工出与蒙皮热处理定位孔位置对应的销钉孔，并设计可拆卸定位销钉。蒙皮水平定位时安装定位销钉，凸支撑框翻转之前需要拆除。

具体地，凸支撑框7长度方向的两端中央各设置有一蒙皮定位块13，蒙皮定位块13上设置有开孔，用于与蒙皮6的长度方向两端中央的蒙皮定位耳片14的开孔位置相对应，通过阶梯定位销钉15将蒙皮6与凸支撑框7定位。

蒙皮在热处理固定夹具上定位后，还必须实现固定，而蒙皮的定位又是通过凸支撑框、凹支撑框、以及固定装置共同实现的。蒙皮在进行热处理时是竖直放置的，前后由凸支撑框和凹支撑框支撑，受自身重力的影响，蒙皮会沿支撑框弧度向下滑动。因此需要在蒙皮下端设计固定装置，用于托住蒙皮。固定装置为u型结构，蒙皮放入u型内腔中。由于蒙皮拉形后需要进行粗切边缘，导致蒙皮边缘不是直线状态，因此固定装置的位置必须是可以调节的。固定装置与凸支撑框连接，在凸支撑框上加工出与蒙皮曲率相同的滑动槽，固定装置两侧各有两个固定螺栓，使固定装置沿凸支撑框滑动，以此来调节固定装置的位置。每套热处理固定夹具上都有多个彼此独立的固定装置，每个固定装置都与其临近的两侧凸支撑框连接，调节位置与蒙皮接触后，利用固定螺栓上的紧固螺母将固定装置锁紧固定在凸支撑框上。

具体地，凸支撑框7上，沿其凸面的曲率设置滑动槽，u型固定装置12设置于该滑动槽上，并沿该滑动槽滑动，以调节u型固定装置12的位置，并通过固定螺栓10配合紧固螺母11将u型固定装置12固定于凸支撑框7上，使用时蒙皮一端容纳于u型固定装置12的u型内腔中，以对蒙皮进行定位。

根据热处理固定夹具的入炉方式，需要相关的辅助设计。热处理固定夹具的顶部需要设计吊挂环，适用于悬挂式入炉；热处理固定夹具的底部需要设计移动轮，既适用于地面水平移动入炉，又方便地面运输。由于热处理固定夹具增加了移动轮，使夹具底部距离地面有一定距离，需要在凸支撑框上设计支撑装置或使用现场物品支撑，保证凸支撑框在打开状态能够保持水平。

实施例

1、根据科研生产任务，进行某型号客机中机身蒙皮零件的生产，需要在蒙皮拉形后进行热处理：

零件：材料牌号：2198-t3s，材料规格：0.125吋，

拉形后尺寸(长×宽×弦高)：3470×1650×183mm；

2、蒙皮6拉形后粗切边缘，去除钳口夹持部分，并在拉形模上利用钻模板加工热处理定位孔2-5.2mm；

3、卸下热处理固定夹具的翻转固定销1，使凸支撑框7翻转打开并处于水平状态；

4、利用吸盘吊装蒙皮6，使其从拉形模上水平移动到热处理固定夹具已打开的凸支撑框7上，并利用阶梯定位销钉15对蒙皮6进行定位；

5、分别移动凸支撑框7上的各个u型固定装置12，使其与蒙皮6接触并在该状态下利用固定螺栓组锁紧固定，最终实现蒙皮6与凸支撑框7的位置固定；

6、拆下阶梯定位销钉15，翻转凸支撑框7成竖直状态，并利用翻转固定销1使凸支撑框7与主结构框架4固定。

7、使蒙皮6与热处理定位夹具一起入炉进行热处理。

综上，为避免大型蒙皮热处理过程中出现变形，为蒙皮零件设计热处理固定夹具，固定夹具的支撑框根据蒙皮的曲率外形进行设计，并且支撑框一侧固定，另一侧采用翻转结构，保证蒙皮可以水平装夹。同时，在热处理固定夹具上设计定位销钉和可移动定位装置，配合固定夹具的支撑框，充分实现蒙皮零件在热处理夹具上的定位及固定。

通过热处理固定夹具的使用，实现了蒙皮在进行热处理时能够实现限位，抑制了热处理变形的发生。夹具两侧可以同时装夹两张蒙皮，比简易热处理吊框只能单件热处理成形后蒙皮的生产率大一倍，设备利用率也提高一倍，生产成本也能降低一倍。同时，热处理固定夹具采用凸支撑框翻转结构，可以简化蒙皮定位与固定的操作，并且蒙皮在转移过程中不必翻转方向，不仅可以提高加工效率，还可以避免蒙皮表面损伤。翻转固定夹具的凸支撑框的操作也比操作者登高在热处理夹具上悬挂蒙皮的操作要安全。

以上示例性实施方式所呈现的描述仅用以说明本发明的技术方案，并不想要成为毫无遗漏的，也不想要把本发明限制为所描述的精确形式。显然，本领域的普通技术人员根据上述教导做出很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员便于理解、实现并利用本发明的各种示例性实施方式及其各种选择形式和修改形式。本发明的保护范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。