[发明专利]一种用于时效成形的柔性四点弯曲预弯夹具

说明书

技术领域

本发明属于制造技术，涉及一种壁板成形中用于时效成形的柔性四点弯曲预弯夹具。

背景技术

时效成形技术或时效蠕变成形技术是在20世纪50年代初期，为成形整体壁板零件而发展起来的一项技术。该成形方法适于成形可时效强化型合金的整体带筋和变厚度大曲率复杂外形和结构的整体壁板构件，被认为是下一代大型民用飞机特别重要的金属成形工艺之一。

时效成形技术的基本原理是：将人工时效与零件成形相结合，即利用时效处理得到铝合金所需性能，同时利用材料在弹性应力作用下于一定温度(人工时效温度)时发生的蠕变变形，得到带有一定形状的结构件。典型的时效成形工艺过程分为3个阶段。1)加载：在室温下，将金属零件通过一定的加载方式使之产生弹性变形，并固定在具有一定外形型面的工装上；2)人工时效：将零件和工装一起放入加热炉或热压罐内，在零件材料的人工时效温度内保温一段时间，材料在此过程中受到蠕变、应力松弛和时效机制的作用，内部组织和性能均发生较大变化；3)卸载：在保温结束并去掉工装的约束后,所施加到零件上的部分弹性变形在蠕变和应力松弛的作用下，转变为永久塑性变形，从而使零件在完成时效强化的同时，获得所需外形。

时效成形零件外形成形精度与材料性能受时效时间、时效温度、预弯变形量等多因素的影响，因此，需要通过大量的基础试验研究各因素的影响规律。其中，为获得规律性数据，基础试验往往采用单曲率弹性预弯实现。

对试件采用机械加压实现预弯时，目前常用的试验夹具有两种形式：一种为实体弧面夹具（如图1），即一个预弯量对应一个夹具，每成形一个预弯半径需要更换夹具，该类夹具的优点是预弯变形量均匀、试件无集中力作用，缺点是成本高、效率低。另一种为三点弯曲式柔性预弯夹具（如图2），该类夹具优点是预弯量可调节、一套模具可成形多个零件、节约成本，缺点是试件受集中力作用、弯曲力矩沿试件长度变化、预变形不均匀。

发明内容

本发明的目的是提出一种预变形均匀、预弯量可调的用于时效成形的柔性四点弯曲预弯夹具。本发明的技术解决方案是，预弯夹具预弯夹具包括包括底板1、支撑块6、龙门形支架7、压头8、滑板9和调节螺杆12，底板1为矩形，底板1的长宽方向各均布两个长槽3，长槽3的长度方向与底板1的长边线平行，底板1长度方向的两端各有一个支撑块6，支撑块6的宽度方向与底板1的长度方向一致，支撑块6的底面与底板1接触，每个支撑块6与底板1通过两个螺钉2连接，两个螺钉2分别置于底板1宽度方向上的两个长槽3内，每个支撑块6的上表面为圆弧形；龙门形支架7固定在底板1的中部，龙门形支架7横梁中心设有螺纹孔，滑板9的两侧设有与龙门形支架7的支架截面相同的通孔，滑板9通过其上的通孔安装在龙门形支架7上，龙门形支架7的中心、滑板9的中心及底板1的中心重合，滑板9上均布四个长槽11，滑板上长槽11的设置与底板上长槽3的设置相同，滑板9长度方向的两端各有一个压头8，压头8的宽度方向与滑板9的长度方向一致，压头8的顶面与滑板9接触，每个压头8与滑板9通过两个螺钉10连接，两个螺钉10分别置于滑板9宽度方向上的两个长槽11内，每个压头8的下表面为圆弧形；调节螺杆12穿过龙门形支架7横梁中心的螺纹孔与滑板9固定在一起。

支撑块6通过支撑调节螺钉2固定在底板1上，支撑调节螺钉2穿过底板长槽3，松开调节螺钉2时支撑块6可沿底板长槽3滑动，控制两端支撑块6的距离，用以调节试件的预弯弦长；底板1中部开孔，便于使用工具测量弧高；压头8通过压头调节螺钉10固定在滑板9上，压头调节螺钉10穿过滑板长槽11，松开压头调节螺钉10时，压头8可沿滑板长槽11滑动，控制两个压头8的距离，用以调节试件的预弯半径；龙门形支架7通过支架固定螺钉5与底板1固定在一起，滑板9的两侧设有与龙门形支架7的支架截面相同的通孔，龙门形支架7穿过通孔与滑板9间隙配合，当旋转调节螺杆12时，滑板9及压头8可沿龙门形支架7上下滑动，用以调节试件的预弯半径；支撑块6和压头8与试件接触部位设计为圆弧面，以保证试件与夹具为线接触形式。

所述的压头(8)的宽度方向的中心位置根据试件的结构开有与之相匹配的通槽。

所述的底板(1)的中间部位开有矩形通孔(3)，矩形通孔(3)外边界与底板(1)上的四个长槽(3)的边界距离不小于15mm。

所述的支撑块(6)宽度方向的中心位置根据试件的结构开有与之相匹配的通槽。

本发明具有的优点和有益效果