0的数量，这些下横梁30沿着支架50的下滑轨55方向顺序排列。
[0044]图6示出了根据本发明的预应力夹具的定位横梁60的结构示意图。该定位横梁60由钢材加工而成，在定位横梁60的两端设有具有螺纹的盲孔62，定位横梁60与支架50利用该盲孔62通过螺钉90连接固定。沿定位横梁60的轴向设有顺序排列的若干通孔61，该通孔61为螺纹孔。实际使用时，根据壁板工件100上定位孔的位置，选择某一个通孔61将壁板工件100和定位横梁60通过定位销钉70与螺母71安装固定。
[0045]图7示出了根据本发明的预应力夹具的上压杆20的结构示意图。该上压杆20用于对壁板工件100施加向下的载荷。上压杆20包括倒圆角部分21、六边形截面柱体部分22以及连接倒圆角部分21和六边形截面柱体部分22的中间圆柱体部分23。倒圆角部分21用于按压壁板工件100，可以减轻对壁板工件100的应力集中损伤，而六边形截面柱体部分22可以方便利用扳手将其安装在上横梁10上。由于上压杆20与上横梁10之间的连接为螺纹连接，因此在实际使用时能够调节上压杆20的位移，进而对壁板工件100施加不同大小的载荷。
[0046]图8示出了根据本发明的预应力夹具的下压杆40的结构示意图。下压杆40包括工字头部分41、六边形截面柱体部分42以及连接工字头部分41和六边形截面柱体部分42的中间圆柱体部分43。工字头部分41与压头80配合，用于对壁板工件100施加向上的载荷。六边形截面柱体部分42可以方便利用扳手将其安装在下横梁30上。由于下压杆40与下横梁30之间的连接为螺纹连接，因此在实际使用时能够调节下压杆40的位移，进而对壁板工件100施加不同大小的载荷。
[0047]图9示出了根据本发明的预应力夹具的压头80结构示意图。压头80的外表面为弧形支撑面，例如不完整的圆柱面，其与壁板工件100直接接触，减轻对壁板工件100的应力集中损伤。压头80的内表面为T型槽81，该T型槽81与下压杆40的工字头部分41配合，将压头80与下压杆40装卡连接在一起。
[0048]图10示出了根据本发明的预应力夹具的定位销钉70的结构示意图。定位销钉70与螺母71配合，一起用于在加载前固定壁板工件100的位置。该定位销钉70由三段圆柱体组成，其中中间的圆柱体半径较大，形成凸台72。该凸台72用于固定壁板工件100与定位横梁60之间的距离，并起到定位壁板工件100的作用。
[0049]图11示出了根据本发明的预应力夹具的螺钉90的结构示意图。螺钉90用于将上横梁10、下横梁30和定位横梁60分别固定在支架50的对应位置。螺钉90的头部设有凹槽91，该凹槽91的截面为六边形，方便使用内六角扳手将螺钉90拧紧。
[0050]图12示出了根据本发明的预应力夹具的螺母71的结构示意图。螺母71与定位销钉70配合，一起用于在加载前固定壁板工件100的位置。该螺母71为普通螺母，外表面为六边形柱面，内表面为圆柱面。实际安装时，先将定位销钉70安装在定位横梁60上，然后用螺母71拧紧固定，再将壁板工件100安装在定位销钉70上，最后用螺母71拧紧固定。
[0051]除以上各部件以外，实际使用中还涉及到垫板与壁板工件100的安装与使用，由于垫板和壁板工件100的安装属于工艺问题，因此不包含在本发明的预应力夹具中。但使用本发明的预应力夹具，壁板工件100需要满足一定的条件，也即，壁板工件100的两端需要设置定位孔，方便在加载前利用定位销钉70将壁板工件100固定。
[0052]该预应力夹具可以实现对不同形状的壁板工件100的双曲率夹持成形，并能根据壁板工件100的筋条位置合理设置施力点。成形之前，先利用定位销钉70将壁板工件100固定在定位横梁60上，并使壁板工件100的筋条向下，调整上横梁10和下横梁30的位置以及上压杆20和下压杆40的位置，使施力点与筋条位置相对，然后调整上压杆20和下压杆40的上下位移，对壁板工件100施加载荷，使其变形成为预成形零件的形状，然后卸去定位横梁60和定位销钉70，保持上压杆20和下压杆40对壁板工件100的夹持力，将预应力夹具和壁板工件100 —起放入热压罐内对壁板工件100进行保温，并完成后续时效成形的加工工艺。
[0053]假设本预应力夹具沿支架50的上滑轨方向为X方向，沿上横梁10的纵向线为Y方向，沿上压杆20的轴线为Z方向。
[0054]图13示出了根据本发明的预应力夹具YZ平面的夹持成形示意图；图14示出了根据本发明的预应力夹具XZ平面的夹持成形示意图。通过调节上压杆20沿Z方向的位移改变其对壁板工件100施加的向下的载荷，并通过调节下压杆40沿Z方向的位移改变其对壁板工件100施加的向上的载荷，上压杆20、下压杆40以及压头80 —起施加载荷，使壁板工件100弯曲成为所需形状。另外，由于上横梁10和下横梁30上都设有若干圆孔，故上压杆20、下压杆40的位置能够进行灵活调节。由于支架50上设有上下滑轨，上下横梁能够分别在上下滑轨内任意滑动，因此上下压杆相对壁板工件100的位置也能够灵活变动，实现无级调节，并且上下横梁的数量也可以灵活给定。上下压杆设置越密，成形精度越高，质量越好，但是安装难度较大，制造成本变高，因此需要在改善精度和降低加工难度中找到平衡点，合理设置上下压杆的数量。
[0055]实现本发明的双曲率加载及柔性功能并不限于本说明书中所描述的上下横梁与支架的连接方式，但应满足上下横梁的承力性和上下横梁相对位置的可调性。同时上压杆也可以根据具体壁板形状及成形需求更换为下压杆压块组件，具体实施及操作可根据实际情况灵活调整。
[0056]以上已揭示本发明的具体实施例的技术内容及技术特点，然而可以理解，在本发明的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述公开的各种特征和未在此明确示出的特征的组合作各种变化和改进，但都属于本发明的保护范围。上述实施例的描述是示例性的而不是限制性的，本发明的保护范围由权利要求所确定。
【主权项】
1.一种用于柔性时效成形的预应力夹具，其特征在于，包括: 两个支架，其分别具有沿水平方向延伸并相互平行的上滑轨和下滑轨； 多个上横梁，其支撑在两个支架之间，每个上横梁的两端分别可调节地布置在两个支架的上滑轨内，每个上横梁具有多个垂直延伸的螺纹孔以及与所述上横梁的螺纹孔螺纹连接的上压杆； 多个下横梁，其支撑在两个支架之间，每个下横梁的两端分别可调节地布置在两个支架的下滑轨内，每个下横梁具有多个垂直延伸的螺纹孔以及与所述下横梁的螺纹孔螺纹连接的下压杆；以及 定位组件，所述定位组件包括定位横梁和定位销，所述定位横梁布置在两个支架之间，所述定位销垂直安装在所述定位横梁上来支撑壁板工件； 其中，所述上横梁的上压杆穿过所述上横梁的螺纹孔来按压所述壁板工件，所述下压杆设有用于支撑所述壁板工件的压头，由此将所述壁板工件支撑在所述上横梁和所述下横梁之间。2.根据权利要求1所述的用于柔性时效成形的预应力夹具，其特征在于，每个支架设有与所述上滑轨连通的多个沉孔，所述上横梁的末端设有具有螺纹的盲孔，螺钉穿过其中一个沉孔并与所述上横梁的盲孔螺纹连接。3.根据权利要求2所述的用于柔性时效成形的预应力夹具，其特征在于，所述沉孔的尺寸被设计成使得所述螺钉的头部不会伸出所述支架。4.根据权利要求3所述的用于柔性时效成形的预应力夹具，其特征在于，每个支架的外侧设有水平延伸的阶梯型滑轨，所述下横梁的末端设有具有螺纹的盲孔，螺钉穿过所述阶梯型滑轨并与所述下横梁的盲孔螺纹连接。5.根据权利要求4所述的用于柔性时效成形的预应力夹具，其特征在于，所述阶梯型滑轨的尺寸被设计成使得所述螺钉的头部不会伸出所述支架。6.根据权利要求5所述的用于柔性时效成形的预应力夹具，其特征在于，所述两个支架中的至少一个支架设有用于观察所述壁板工件的方槽。7.根据权利要求1到6中任一项所述的用于柔性时效成形的预应力夹具，其特征在于，所述上压杆包括倒圆角部分、六边形截面柱体部分以及连接所述倒圆角部分和所述六边形截面柱体部分的中间圆柱体部分，所述倒圆角部分用于按压所述壁板工件。8.根据权利要求1到6中任一项所述的用于柔性时效成形的预应力夹具，其特征在于，所述下压杆包括工字头部分、六边形截面柱体部分以及连接所述工字头部分和所述六边形截面柱体部分的中间圆柱体部分，所述工字头部分用于安装所述压头。9.根据权利要求8所述的用于柔性时效成形的预应力夹具，其特征在于，所述压头具有用于支撑所述壁板工件的弧形支撑面和与所述下压杆的工字头部分相配合的T型槽。10.根据权利要求1到6中任一项所述的用于柔性时效成形的预应力夹具，其特征在于，所述定位组件包括两个定位横梁和两个定位销钉，每个定位横梁的两端分别布置在两个支架的下滑轨内，多个下横梁位于两个定位横梁之间，每个定位销钉具有用于支撑所述壁板工件的中间凸台。
【专利摘要】本发明提供一种用于柔性时效成形的预应力夹具，包括：两个支架，其分别具有沿水平方向延伸并相互平行的上滑轨和下滑轨；多个上横梁，其支撑在两个支架之间；多个下横梁，其支撑在两个支架之间；以及定位组件，所述定位组件包括定位横梁和定位销，所述定位横梁布置在两个支架之间，所述定位销垂直安装在所述定位横梁上来支撑壁板工件；其中，所述上横梁的上压杆穿过所述上横梁的螺纹孔来按压所述壁板工件，所述下压杆设有用于支撑所述壁板工件的压头，由此将所述壁板工件支撑在所述上横梁和所述下横梁之间。根据本发明的预应力夹具可以实现壁板工件的双曲率加载。
【IPC分类】B21D5/01, C22F1/04
【公开号】CN104942090
【申请号】CN201510245989
【发明人】陈洁, 郑兴伟, 何雪婷
【申请人】中国商用飞机有限责任公司, 上海飞机制造有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年5月14日