航空机轮轮毂内腔振动强化的方法
【专利摘要】一种航空机轮轮毂内腔振动强化的方法，采用钢球对铝合金的轮毂内腔进行振动强化，使该轮毂内腔表面发生冷态塑性变形，提高了毂部硬度，在毂部表面层产生残余压应力，降低了表面粗糙度，提高了机轮轮毂内腔金属的表面强度和力学性能。本发明创造通过振动强化方法使毂部要强化部位都得到了有效的强化。机轮轮毂内腔金属的表面通过振动强化处理后强化层深度为0.15mm-0.25mm，表面显微硬度提高了10.87%-18.84%。
【专利说明】航空机轮轮毂内腔振动强化的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及飞机刹车机轮领域，具体是一种航空机轮轮毂内腔振动强化的方法。【背景技术】
[0002]目前，锻铝材料的航空飞机机轮轮毂内腔一般采用车削或铣削加工，部分机轮轮毂内腔在加工后再进行内腔强化。强化方法有滚压强化和振动强化。滚压强化采用的是滚轮滚压的方法对内腔强化，滚压强化由于机轮轮毂内腔的结构尺寸限制，有局限性，内腔空间较小时，滚压工具太小，无法实现滚压强化；即使结构尺寸允许，其滚压区域也有局限性，不是任何内腔的所有部位都能强化到。而振动强化相对来讲，强化范围较广，操作较简便。
[0003]振 动强化的技术，其基本原理是采用B M B — 516自动全步振动机及钢球，冲击机机轮轮毂内腔表面，从而使内腔金属材料表面产生较大的塑性变形和晶粒细化，提高了金属的表面强度和力学性能。
[0004]在申请号为201210477117.X的发明创造中，提出了一种用于纯铁的超声波振动强化的方法，强化效果好，但不适于锻铝合金的航空飞机机轮轮毂内腔表面的强化。
【发明内容】
[0005]为克服现有技术中存在的强化部位不均匀的不足，本发明提出了一种航空机轮轮毂内腔振动强化的方法。
[0006]本发明的具体过程是:
[0007]步骤1，安装轮毂。将待振动强化的轮毂固定在振动机上。
[0008]步骤2，装入钢球。在所述轮毂内腔加入钢球。所述钢球的加入量为待强化轮毂内腔高度的1.6~1.8倍。所述钢球直径为Φ6.ι~Φ8πιπι，所使用钢球的棱度≤1mm。在装有钢球的轮毂内腔中装入冷却液。
[0009]步骤3，安装盖板。将密封盖板安放在所述轮毂内腔中轴承孔端面，将盖板安放在密封盖板4的上表面，并将所述密封盖板和盖板固紧。
[0010]步骤4，振动强化。启动振动机，对所述轮毂表面进行振动强化。所述振动强化的次数为3次。振动机的振动频率为24Hz，振幅为7mm，振动时间为lOmin。完成第一次振动强化。
[0011]步骤5，反复振动强化。将轮毂在原位置顺时针转动120°。将盖板、密封盖板和轮毂固紧，并固定在振动机台面上。按照步骤4，完成对轮毂内腔表面的第二次振动强化。重复第二次振动强化过程，对轮毂内腔表面进行第三次振动强化。
[0012]步骤6，清理轮毂内腔。第三次振动强化结束后，得到内腔表面经过振动强化的轮毂。
[0013]所述的密封盖板用橡胶材料制成；该密封盖板的外径与轮毂内腔口部的内径相同，并且两者之间过盈配合。所述盖板用铝合金制成，该盖板的外径与轮毂内腔口部的内径相同，用于将密封盖板压紧。[0014] 本发明采用钢球对铝合金的轮毂内腔进行振动强化，使该轮毂内腔表面发生冷态塑性变形，提高了毂部硬度，在毂部表面层产生残余压应力，降低了表面粗糙度，提高了机轮轮毂内腔金属的表面强度和力学性能。本发明创造通过振动强化方法使毂部要强化部位都得到了有效的强化。
[0015]机轮轮毂内腔金属的表面通过振动强化处理后强化层深度为0.15mm-0.25mm,表面显微硬度提高了 10.87%-18.84%。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是轮毂毂部强化示意图。图中:
[0017]1.轮毂；2.盖板；3.螺栓；4.密封盖板；5.碳酸钠水溶液；6.钢球；7.振动机工
作台面。
【具体实施方式】
[0018]本实施例是某型航空机轮轮毂内腔表面振动强化的方法。
[0019]本实施例通过B M B —516自动全步振动机对航空机轮轮毂内腔表面进行振动强化，自动全步振动机每次必须同时安装两个轮毂举行振动强化。航空机轮轮毂内腔表面进行振动强化应在加工该轮毂的减轻孔和内腔其它表面成形前进行。
[0020]待振动强化的轮毂内腔表面不允许划痕、压伤、锈蚀、孔洞和其它可目视的缺陷。所述轮毂内腔表面粗糙度值低于Ra3.2。
[0021 ] 轮毂内腔待振动强化部位根据设计要求确定。
[0022]具体过程是:
[0023]步骤1，安装轮毂。将待振动强化的轮毂I安放在振动机上，并使该轮毂的底部与振动机工作台面7连接。在该轮毂的中心孔内装入螺栓3，将所述轮毂固定在振动机的振动台上。
[0024]步骤2，装入钢球。在所述轮毂内腔加入钢球6。所述钢球的加入量为待强化轮毂内腔高度的1.6~1.8倍。所述钢球按GB308-2002《滚动轴承钢球》选用GCrl5材料制造的直径为Φ6mm~Φ8mm的钢球,每次振动时必须选用同一规格的钢球,本实施例中，钢球的直径为6mm。所使用钢球的棱度≤1mm。
[0025]在装有钢球的轮毂内腔中装入冷却液。所述冷却液的上表面与钢球的上表面平齐。所述冷却液为5%碳酸钠水溶液，是在I升工业水中加入50克苏打配制而成。每批轮毂强化前要进行冷却液的更换。
[0026]步骤3，安装盖板。将密封盖板4安放在所述轮毂内腔中轴承孔端面，将盖板2安放在密封盖板4的上表面，并通过螺栓3将所述密封盖板4和盖板2固紧。所述的密封盖板3用橡胶材料制成；该密封盖板的外径与轮毂内腔口部的内径相同，并且两者之间过盈配合，用于密封轮毂内腔中的冷却液。所述盖板2用铝合金制成，该盖板的外径与轮毂内腔口部的内径相同，用于将密封盖板压紧。
[0027]步骤4，振动强化。启动振动机，对所述轮毂表面进行振动强化。所述振动强化的次数为3次。振动机的振动频率为24Hz，振幅为7mm，振动时间为lOmin。第一次振动强化结束后，进入步骤5，进行第二次振动强化和第三次振动强化。[0028]步骤5，反复振动强化。关闭振动机，松开螺栓3，使所述轮毂I与振动机台面之间松开，将轮毂在原位置顺时针转动120°，盖好盖板。通过螺栓将盖板、密封盖板和轮毂固紧，并固定在振动机台面上。按照步骤4，对轮毂内腔表面进行第二次振动强化。第二次振动强化结束后，重复步骤5，对轮毂内腔表面进行第三次振动强化。[0029]步骤6，清理轮毂内腔。第三次振动强化结束后，关闭振动机，从振动机台面上拆下轮毂，将轮毂内腔的钢球和冷却液倒出，将轮毂内腔擦拭干净。得到内腔表面经过振动强化的轮毂。
【权利要求】
1.一种航空机轮轮毂内腔振动强化的方法，其特征在于，具体过程是: 步骤1，安装轮毂；将待振动强化的轮毂固定在振动机上； 步骤2，装入钢球；在所述轮毂内腔加入钢球；所述钢球的加入量为待强化轮毂内腔高度的1.6~1.8倍；所述钢球直径为Φ6ι?πι~Φ8ι?πι,所使用钢球的棱度< Imm ;在装有钢球的轮毂内腔中装入冷却液； 步骤3，安装盖板；将密封盖板安放在所述轮毂内腔中轴承孔端面，将盖板安放在密封盖板4的上表面，并将所述密封盖板和盖板固紧；步骤4，振动强化；启动振动机，对所述轮毂表面进行振动强化；所述振动强化的次数为3次；振动机的振动频率为24Hz，振幅为7mm，振动时间为IOmin ;完成第一次振动强化；步骤5，反复振动强化；将轮毂在原位置顺时针转动120° ;将盖板、密封盖板和轮毂固紧，并固定在振动机台面上；按照步骤4，完成对轮毂内腔表面的第二次振动强化；重复第二次振动强化过程，对轮毂内腔表面进行第三次振动强化； 步骤6，清理轮毂内腔；第三次振动强化结束后，得到内腔表面经过振动强化的轮毂。
2.如权利要求1所述航空机轮轮毂内腔振动强化的方法，其特征在于，所述的密封盖板用橡胶材料制成；该密封盖板的外径与轮毂内腔口部的内径相同，并且两者之间过盈配合；所述盖板用铝 合金制成，该盖板的外径与轮毂内腔口部的内径相同，用于将密封盖板压紧。
【文档编号】C22F3/00GK103628009SQ201310619234
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年11月27日 优先权日:2013年11月27日
【发明者】杜健, 李密 申请人:西安航空制动科技有限公司