本发明涉及机械加工领域，具体为一种微小弧度机翼壁板同时喷丸强化和成形的方法。
背景技术：
机翼整体壁板作为飞机重要承力构件，在制造过程中往往会应用到喷丸成形工艺，在提高零件的抗疲劳性能和抗应力腐蚀能力基础上实现成形。据文献记载，壁板零件采用喷丸成形工艺时一般不进行喷丸强化，对于既成形又强化的壁板零件非常少见。喷丸成形可分为单面喷丸和双面喷丸，目前双面喷丸仅用于壁板零件的成形。对于有喷丸强化要求并且结构上有微小弧度的机翼壁板，目前加工方法为先喷丸强化再成形壁板弧度或先成形壁板弧度再对零件进行喷丸强化，但壁板先成形弧度后再喷丸强化会导致零件产生变形，先喷丸强化后再成形弧度会导致壁板成形困难，这两种方法都需要反复喷丸与校正，导致生产效率低、产品质量不稳定。
技术实现要素：
本发明主要解决有喷丸强化要求的微小弧度机翼壁板零件因成形与喷丸强化先后顺序不同而导致零件变形或成形困难的问题，提供一种微小弧度机翼壁板加工新方法。
本发明通过下述技术方案实现：微小弧度机翼壁板同时喷丸强化和成形的方法，包括以下步骤：
(a)将壁板零件进行平面展开，并对其尺寸进行数控加工；
(b)将尺寸加工完毕的壁板竖直固定，等待成形和强化；
(c)对壁板进行叶轮式喷丸处理准备，首先在竖直固定的壁板左右两侧分别设置左叶轮和右叶轮，然后确定喷丸的强度范围，使喷丸强度满足图纸要求；
(d)然后进行喷丸试验，然后进行喷丸试验，所述左叶轮和右叶轮分别设置不同的转速，叶轮转速与喷丸强度成正比，壁板在不同喷丸强度的作用下向转速相对较低的一侧弯曲；
(e)根据喷丸试验的结果确定喷丸参数；
(f)采用确定后的喷丸参数对壁板进行成形和强化；
(g)对处理后的壁板进行检测、封存。
本发明的工作原理为：
在壁板进行平面展开尺寸加工后，调整壁板两侧左、右叶轮的转速，测试确定喷丸参数，在壁板零件两侧分别产生满足图纸要求的喷丸强度，使壁板两侧形成转速差，同时产生喷丸强度差，从而壁板的一侧产生凸起发生变形，使壁板零件同时达到成形和强化目的，满足图纸设计要求。
具体过程为：首先对壁板进行形状大小的切割加工，清理壁板的毛边，然后将壁板竖直固定，接下来进行喷丸处理的准备工作，根据多次的试验得到喷丸处理的喷丸参数，在试验过程中在壁板的左右两侧分别设置左、右叶轮，在弹丸流量、喷射距离、喷射角度、零件移动速度按照图纸设计要求设定且零件移动顺零件长向的前提下，叶轮转速为不定值。左、右叶轮的转速需要设定一定的转速差，这样壁板左右的喷丸强度不同，便会使壁板产生微小弧度，但要形成特定的弧度需要特定的喷丸参数，所以先通过多次试验来选取最佳的喷丸参数，然后通过最佳喷丸参数对固定好的壁板进行喷丸处理，处理后对壁板进行检测、封存。本发明在进行喷丸成形过程的同时进行喷丸强化，大大缩短了制造周期，降低了制造成本，避免工人反复校形工作，而且避免了先喷丸成形后喷丸强化导致零件产生变形、先喷丸强化后喷丸成形导致成形困难的问题，提高了产品质量。
进一步地，所述步骤(a)中的尺寸数控加工方式采用铣切加工。通过自动化程序化的数控机床进行铣切，大大提高了壁板尺寸加工的精确度，提高了成形质量。
进一步地，所述步骤(d)中的喷丸试验的具体步骤包括：
(d.1)根据图纸的要求设置左、右叶轮弹丸流量、喷射距离、喷射角度；
(d.2)拟定左、右叶轮的转速范围，并选取拟定转速范围内不同的转速值作为试验参数；
(d.3)测定左、右叶轮在不同转速下所产生的喷丸强度；
(d.4)选取和待处理壁板规格相同的试验壁板，根据上述步骤选取的参数对试验壁板进行成形和加强处理，并对处理结果进行记录。
左、右叶轮转速的试验参数在规定范围内按照等比数列进行选取，左、右叶轮的转速差设置不同值，在对试验壁板进行试验处理时，将叶轮转速、左右叶轮转速差作为自变量，将壁板的弧度变形作为因变量，依次来进行结果的记录，以此来作为最佳参数的依据。
进一步地，所述步骤(e)中确定的喷丸参数包括最佳叶轮转速、对应的喷丸强度以及左、右叶轮的转速差值参数。
进一步地，所述步骤(g)中检测的数据包括处理后壁板的弧度以及壁板的表面强度。保证壁板加工后的表面强度和弧度变形良好，是合格产品的主要检测点，若弧度或表面强度误差较大，则对喷丸最佳参数进行重新试验选取，若存在很小的误差则重新校正加工直到达到产品生产要求。
进一步地，所述步骤(g)中封存前对壁板进行清洁并涂覆防腐蚀油剂。壁板在加工后不一定马上进行下一步加工处理，在需要放置保存时，则先对壁板进行清洁，然后再涂覆防腐蚀油剂，避免金属壁板在放置的期间被空气氧化，影响日后的使用效果。
本发明与现有技术相比，具有的优点及有益效果为：
(1)本发明解决了一类微小弧度壁板零件先喷丸成形后喷丸强化导致零件产生变形、先喷丸强化后喷丸成形导致成形困难的问题；
(2)本发明在喷丸强化的同时实现壁板的成形，使单项零件的制造周期大大缩减，提高生产效率，避免工人反复校形工作，降低了制造成本，提高了产品质量，实现了壁板零件的精确成形；
(3)本发明的喷丸强化和成形方法既保证壁板处理的质量，又便于实施和处理，操作简单。
附图说明
图1是本发明的机翼壁板零件加工方法流程图；
图2是本发明的机翼壁板零件加工新方法原理图。
其中：1-左叶轮，2-弹丸流左，3-弹丸流右，4-右叶轮，5-壁板。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此，在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。
实施例：
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。机翼壁板5零件加工方法流程图如图1所示，机翼壁板零件加工新方法原理图如图2所示：
首先对壁板5进行形状大小的切割加工，通过自动化程序化的数控机床进行铣切，然后清理壁板5的毛边，将壁板5竖直固定，接下来进行喷丸处理的准备工作，根据多次的试验得到喷丸处理的喷丸参数，在试验过程中在壁板5的左右两侧分别设置左、右叶轮4，在弹丸流量、喷射距离、喷射角度、零件移动速度按照图纸设计要求设定且零件移动顺零件长向的前提下，叶轮转速为不定值。左叶轮1和右叶轮4的转速需要设定一定的转速差，这样壁板5左右两侧的喷丸强度不同、所承受的冲击力不同，便会使壁板5产生微小弧度，产生弧度弯曲，但要形成特定的弧度需要特定的喷丸参数，所以先通过多次试验来选取最佳的喷丸参数，例如：
壁板5零件7075-t6511铝合金试片需要喷丸强化所有表面，喷丸强度值为0.00da-0.010a；零件尺寸2100mm×800mm，厚度5mm；零件有近似单曲率的微小弧度，凹面有几处加强凸台，凸面表面光顺。根据零件和设备特点，将壁板5零件进行平面展开并在平板状态下进行数控加工，设置左叶轮1和右叶轮4弹丸流量：515l/min、喷射距离：250mm、喷射角度：90°等参数相同基础上，选择叶轮转速分别为1100rpm、1200rpm、1300rpm、1400rpm、1500rpm，所产生的喷丸强度分别为0.9a、0.92a、0.94a、0.97a、1.00a；左叶轮1和右叶轮4转速差值分别选择100rpm、300rpm和500rpm，
在设定转速所产生的喷丸强度满足图纸设计要求范围内，选择转速差值分别为100rpm、200rpm、300rpm、400rpm和500rpm，对材料厚度分别为2mm、3mm、4mm、5mm和材料尺寸为2100mm×800mm的7075-t6511铝合金试片进行喷丸强化与成形，得到壁板5零件成形的弧高值(宽度方向)如表1所示：
表1壁板零件成形的弧高值测量表
通过验证得到叶轮左和叶轮右转速分别为1000rpm和1500rpm，对应的喷丸强度为0.0045a和0.0095a，转速差值为500rpm，为最佳参数。
然后通过最佳喷丸参数对固定好的壁板5进行喷丸处理，将平面状态的壁板5竖直放置在左叶轮1和右叶轮4中间，凸台面对准左叶轮1，光顺面对准右叶轮4，调整壁板5两侧喷丸距离为250mm，设置弹丸流左2和弹丸流右3为515l/min，两叶轮喷丸角度为90°，设置左叶轮1和右叶轮4的转速分别为1000rpm和1500rpm后，对壁板5进行喷丸强化和成形，因右叶轮4的转速比左叶轮1高500rpm，即壁板5在右叶轮4方向产生凸起，使壁板5在满足图纸要求的0.004a-0.010a强度情况下同时完成成形。
处理后对壁板5进行检测，检测的数据包括处理后壁板5的弧度以及壁板5的表面强度。保证壁板5加工后的表面强度和弧度变形良好，是合格产品的主要检测点，若弧度或表面强度误差较大，则对喷丸最佳参数进行重新试验选取，若存在很小的误差则重新校正加工直到达到产品生产要求；封存前对壁板5进行清洁并涂覆防腐蚀油剂。壁板5在加工后不一定马上进行下一步加工处理，在需要放置保存时，则先对壁板5进行清洁，然后再涂覆防腐蚀油剂，避免金属壁板5在放置的期间被空气氧化，影响日后的使用效果。
本发明在进行喷丸成形过程的同时进行喷丸强化，大大缩短了制造周期，降低了制造成本，避免工人反复校形工作，而且避免了先喷丸成形后喷丸强化导致零件产生变形、先喷丸强化后喷丸成形导致成形困难的问题，提高了产品质量。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。