专利名称：一种装配结构件孔表面强化的装置及方法
一种装配结构件孔表面强化的装置及方法技术领域
本发明属于航空器制造技术领域，特别是关于飞机装配结构件上孔的表面强化的装置及方法。
背景技术：
飞机装配结构件孔的抗疲劳性能是飞机装配连接技术中需要重点考虑的因素，机体上的裂纹绝大多数起源于结构件上的连接孔的表面。而飞机长寿命连接技术通常是采用改变孔表面应力水平的方式，来提高孔的抗疲劳性能，从而提高装配结构件的连接寿命。对于飞机装配结构件孔表面强化的方式一般采用喷丸强化方式。
这就带来以下问题喷丸强化过程受机床规格限制，部分大型装配结构件(如机翼整体油箱最大尺寸可达20mX5mXlm)无法在设备上进行喷丸强化。因此，需要设计一种新的装配结构件孔强化装置和方法，以满足飞机长寿命连接的技术需要。发明内容
本发明的目的提供一种新型装配结构件孔的表面强化装置及方法，解决部分大型装配结构件上的孔无法采用喷丸强化方式进行表面强化的技术难题。
本发明的技术方案是一种装配结构件孔表面强化的装置，包括气体管路1、两个扩散罩2、两个密封垫3、下部空气接头4、上部空气接头5、排气网6，其特征是
气体管路1使用壁厚3mm的钢质管料，通过弯曲成形和焊接后形成回形气体通路； 气体管路1与扩散罩2连接部位车制有外螺纹；气体管路上开有一处排气网6，网眼数量 50 70个之间，网眼孔直径为1mm，用于使气体管路内部形成气压差，保证气流通畅；
扩散罩2为壁厚4mm的圆柱台阶形壳体，分为顶部21和底部22 ；在装配结构件被强化装配结构件孔表面上部和下部分别设置一个扩散罩2 ；每个扩散罩2的顶部21车制与气体管路外螺纹相配合的外螺纹，使扩散罩2与气体管路1连接在一起；扩散罩底部22的孔直径比被强化装配结构件孔直径大，以保证扩散罩2能够将结构件孔完全覆盖；
密封垫3为环形橡胶件，用于扩散罩2与被强化结构件表面之间的结构密封；密封垫3的内径与扩散罩2的底部孔内径相同，密封垫3外径与扩散罩2的底部孔外径相同；工作时，通过旋转扩散罩2，使扩散罩2顶部内螺纹沿气体管路1外螺纹上下调整，可使扩散罩 2压紧密封垫3，保证密封垫3紧紧贴合在被强化装配结构件孔表面；
下部空气接头4、上部空气接头5与气体管路1焊接端为壁厚3mm的管形结构，另一端选用标准管接头，用于连接气源；工作时通过堵塞其中一个空气接头，接通另一个空气接头，以形成顺、逆时针的两个方向不同的气路。
同时，本发明提供了一种装配结构件孔表面强化的方法，具体步骤包括
1、用丙酮清理需强化装配结构件孔表面，去除表面油污和杂质；
2、将该装置安装在需强化装配结构件上，保证扩散罩完全覆盖被强化装配结构件；
3、调整扩散罩和气体管路上的螺纹，使扩散罩压紧密封垫，保证密封垫紧紧贴合在被强化装配结构件孔上下表面；
4、将20 25g直径为3mm铝合金弹丸从上部空气接头处装入气体管路中；
5、将上部空气接头与气源相连，并堵塞下部空气接头，以形成逆时针气路；
6、打开气源，并将压力调整至3. 0 3. 5KPa，铝合金弹丸循环强化2 ;3min后关闭气源；
7、将下部空气接头与气源相连，并堵塞上部空气接头，以形成顺时针气路；
8、打开气源，并将压力调整至3. 0 3. 5KPa，铝合金弹丸循环强化3 ^iin后关闭气源；
9、拆除该强化装置，清理铝合金弹丸，用丙酮清理被强化装配结构件孔表面，完成强化工作。
本发明的优点和有益效果装置结构简单、操作方便，可适用于任何装配结构件孔表面强化，解决了部分大型装配结构件孔无法采用喷丸强化方式进行表面强化的技术难题。
图1为本发明装配构件孔表面强化装置结构示意图2为本发明扩散罩结构示意图3为本发明密封垫结构示意图4为本发明空气接头结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施方式对本发明作进一步详细描述
一种装配构件孔表面强化的装置，由气体管路1、扩散罩2、密封垫3、下部空气接头4、上部空气接头5、排气网6组成。
(1)气体管路1使用壁厚3mm的钢质管料，通过弯曲成形和焊接后形成回形气体通路。气体管路1与扩散罩2连接部位车制有外螺纹，螺纹长度20mm。气体管路1上开有一处排气网6，网眼数量50 70个之间，网眼孔直径为1mm，用于使气体管路1内部形成气压差，保证气流通畅。
(2)扩散罩2为壁厚4mm的圆柱形台阶壳体，扩散罩2用于连接气体管路1，使气体管路1和被强化装配结构件孔形成气体通路。扩散罩2在装配结构件被强化装配结构件孔表面上部和下部分别设置一个。扩散罩顶部21车制与气体管路1外螺纹相配合的外螺纹，使扩散罩2与气体管路1连接在一起，螺纹长度10mm。工作时，通过旋转扩散罩1，使扩散罩顶部21内螺纹沿气体管路1外螺纹上下调整，可使扩散罩2压紧密封垫3，保证密封垫3紧紧贴合在被强化装配结构件孔表面。扩散罩底部22孔直径比被强化装配结构件孔直径大10mm，以保证扩散罩底部22孔能够将结构件孔完全覆盖。
(3)密封垫3为环形橡胶件，用于扩散罩2与被强化零件表面之间的结构密封。密封垫3内径与扩散罩底部22孔内径相同，密封垫3外径与扩散罩底部22孔外径相同。
(4)上部空气接头4和下部空气接头5为气源与气体管路连接构件。空气接头在装置上下端各设置一个，工作时可通过堵塞其中一个空气接头，接通另一个空气接头，以形成顺逆时针的两个方向不同的气路。空气接头与气体管路1焊接端为壁厚3mm的管形结构， 空气接头另一端选用标准管接头，用于连接气源。
采用该装配结构件孔表面强化装置的方法是
第一步是用丙酮清理被强化装配结构件孔表面，去除表面油污和杂质。
第二步是将该装置安装在需强化装配结构件上，保证扩散罩2完全覆盖被强化装配结构件。
第三步是调整扩散罩2和气体管路1上的螺纹，使扩散罩2压紧密封垫3，保证密封垫3紧紧贴合在被强化装配结构件孔上下表面。
第四步是将20 25g直径为3mm铝合金弹丸从上部空气接头5处装入气体管路中。
第五步是将上部空气接头5与气源相连，并堵塞下部空气接头4，以形成逆时针气路。
第六步是打开起源，并将压力调整至3. 0 3. 5KPa,铝合金弹丸循环强化2 3min后关闭气源。
第七步是下部空气接头5与气源相连，并堵塞上部空气4接头，以形成顺时针气路。
第八步是打开起源，并将压力调整至3. 0 3. 5KPa,铝合金弹丸循环强化3 細in后关闭气源。
第九步是拆除该强化装置，清理铝合金弹丸，用丙酮清理被强化装配结构件孔表面，完成强化工作。
权利要求
1.一种装配结构件孔表面强化的装置，包括气体管路(1)、两个扩散罩O)、两个密封垫(3)、下部空气接头0)、上部空气接头(5)、排气网(6)，其特征是气体管路(1)为钢质管料，通过弯曲成形和焊接后形成回形气体通路；气体管路(1) 与扩散罩( 连接部位车制有外螺纹；气体管路(1)上开有一处排气网(6)，用于使气体管路内部形成气压差，保证气流通畅；扩散罩O)为圆柱台阶形壳体，分为顶部和底部 (22)；在装配结构件被强化装配结构件孔表面上部和下部分别设置一个扩散罩O)；每个扩散罩( 的顶部车制与气体管路外螺纹相配合的外螺纹，使扩散罩( 与气体管路(1)连接在一起；扩散罩的底部02)孔直径比被强化装配结构件孔直径大，以保证扩散罩(2)能够将结构件孔完全覆盖；密封垫(3)为环形橡胶件，用于扩散罩(2)与被强化结构件表面之间的结构密封；密封垫⑶的内径与扩散罩⑵的底部孔内径相同，密封垫⑶外径与扩散罩的底部02)孔外径相同；下部空气接头G)、上部空气接头(5)与气体管路 (1)焊接端为管形结构，另一端选用标准管接头，用于连接气源；工作时通过堵塞其中一个空气接头，接通另一个空气接头，以形成顺、逆时针的两个方向不同的气路。
2.一种装配结构件孔表面强化的方法，其特征是，具体步骤包括1)用丙酮清理需强化装配结构件孔表面，去除表面油污和杂质；2)将该装置安装在需强化装配结构件上，保证扩散罩完全覆盖被强化装配结构件；3)调整扩散罩和气体管路上的螺纹，使扩散罩压紧密封垫，保证密封垫紧紧贴合在被强化装配结构件孔上下表面；4)将20 25g直径为3mm铝合金弹丸从上部空气接头处装入气体管路中；5)将上部空气接头与气源相连，并堵塞下部空气接头，以形成逆时针气路；6)打开气源，并将压力调整至3.O 3. 5KPa,铝合金弹丸循环强化2 ^iin后关闭气源；7)将下部空气接头与气源相连，并堵塞上部空气接头，以形成顺时针气路；8)打开气源，并将压力调整至3.O 3. 5KPa,铝合金弹丸循环强化3 細化后关闭气源；9)拆除该强化装置，清理铝合金弹丸，用丙酮清理被强化装配结构件孔表面，完成强化工作。
全文摘要
本发明公开了一种装配结构件孔表面强化的装置及方法，装置包括气体管路(1)、两个扩散罩(2)、两个密封垫(3)、下部空气接头(4)、上部空气接头(5)、排气网(6)；强化方法是利用气体在回形通路中带动铝合金弹丸循环运动，撞击被强化装配结构件孔表面，从而达到改变孔表面应力水平的目的。本发明装置结构简单，方法操作方便，可适用于任何装配结构件孔表面强化，解决了部分大型装配结构件孔无法采用喷丸强化方式进行表面强化的技术难题。
文档编号C21D7/06GK102517427SQ20111042698
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者夏斌, 季青松, 李玖宏, 楚卫平, 牛润军, 王梅, 高翔, 黄如刚 申请人:陕西飞机工业(集团)有限公司