一種針對零件變形的校正方法與流程
2023-09-20 17:57:15 1
本發明涉及機械加工及校正方法領域，尤其涉及鈑金零件或者薄壁零件的形狀校正方法領域；具體的說，是一種針對零件變形的校正方法。
背景技術：
在機械製造中，很多零件需要與其他零件配合,緣條一側設計為變角度,由於機械加工中金屬去除率高,在機械加工後零件極易出現變形，不能滿足後續的裝配，導致零件報廢,給製造業帶來很大困難,目前在網上能查到的校正一般針對板材進行校正，針對已經加工好的零件沒有成熟的校正方案可以借鑑。因此針對加工完的零件，特別是筋條兩側夾角變化的零件發明一種校正方法顯得尤其重要。
目前針對零件校正，通常採用三點校正技術，即在需要校正的點兩端確定支撐點，對鼓包的地方進行敲擊，使零件發生變形達到校正的目的。但針對腹板和緣條都比較薄的零件採用三點校正技術容易使零件出現折彎或波紋而報廢，給企業造成較大損失。現有校正工具只能針對筋條兩側夾角為等角度的零件進行校正，遇到夾角變化的零件如果再使用現有工具進行校正，則在校正過程中零件筋條一側必然產生應力集中而導致零件開裂，最終零件報廢，或者緣條不等高的零件無法採用三點校正。因此，對於飛機上安裝的腹板、緣條、筋條或者口框類零件的後期校正尚未可靠的相關裝置和方法，一旦超差校正合格率較低。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種針對零件變形的校正方法，用於解決現有的薄壁零件，鈑金零件在零件加工過程中或者熱處理加工成型後筋條角度偏轉，零件外形超差導致無法安裝的問題；以及現有的採用三點校正法對零件進行敲擊校正容易使零件出現應力集中而導致零件開裂，甚至最終零件報廢的問題。本發明特別採用了兩個相互作用於需要校正零件表面的滾輪進行輥軋零件，利用相互之間的應力作用對零件進行校正，在輥軋過程中速度可調，受力均勻，並且可以多次反覆操作，將現有的衝擊載荷改為靜力載荷，避免了現有三點校正法因反覆敲擊或者受力不均導致的零件開裂，疲勞斷裂甚至報廢的問題。同時，本發明還特別提供了輥軋校正裝置，用於實現筋條類零件的校正。
本發明通過下述技術方案實現：
一種針對零件變形的校正方法，用於無損校正飛機上的緣條口框零件在加工後筋條發生的角度變化，具體包括以下步驟：
s01，確定需要校正零件的變形方向和變形量；
s011，將需要校正的零件放置在對應零件的校正工裝或者模具上，分別測量出零件筋條邊緣、根部以及零件筋條兩端與校正工裝或者模具的偏差數值h1、h2、h31和h32；
s012，對比h1和h2的數值大小，若h1大於h2，則說明筋條處於外翻變形狀態；若h1等於h2，則說明筋條角度並未發生變化，無需校正；若h1小於h2，則說明筋條處於內凹變形狀態；若h31或h32任意一個數值大於0，則說明筋條任意端頭單一上翹；若h31或h32數值均大於0，則說明筋條兩端上翹；若h31或h32數值均等於0，則說明筋條兩端未發生變形，無需校正；
s02，確定最大變形點和校正順序；
s021，比較數值h1、h2、h31和h32，並按照數值的由大到小順序排序，確定所有需要校正的變形點；
s022，將數值最大的確定為最大變形點，並作為校正的第一點；
s03，對步驟s021中所述的變形點進行逐一校正；
s031，將需要校正的變形點按照步驟s021中的排序，並將需要校正的零件筋條利用輥軋校正裝置進行逐一校正；
s04，當每一個變形點均逐一校正後，重複步驟s01，若數值h1、h2、h31和h32中最大值小於等於零件標準公差停止上述校正；若數值h1、h2、h31和h32至少一個數值大於零件標準公差，重複上述步驟s01-s04。
進一步優選，步驟s031中所述的輥軋校正裝置包括具有容納需要校正筋條的溝槽的主體，所述主體內安裝有分別位於所述溝槽兩側的主動輪和軸承，所述主動輪和軸承之間形成一條用於容納並輥軋筋條的縫隙，所述主動輪通過動力裝置提供旋轉扭矩驅動旋轉；所述軸承內環設置有固定軸，所述固定軸兩端固定連接在變角器上，所述變角器與所述固定軸垂直的兩側設置有變角器轉軸並可以沿設置在所述主體上的滑槽來回滑動，所述變角器遠離軸承的一端安裝有推動所述變角器滑動的壓緊螺杆，所述壓緊螺杆與主體螺紋連接。
進一步優選，所述動力裝置為安裝在主體上的伺服電機，以擇一的方式採用齒輪嚙合、鏈條傳動和皮帶輪傳動組合與所述主動輪驅動連接。
進一步優選，所述壓緊螺杆靠近所述變角器的一端為球形設置，材料採用合金鋼或者鎢鋼。
本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：
（1）本發明通過採用主動輪和軸承之間相互擠壓筋條的方式，利用均勻的滾動靜力載荷替代現有技術中的三點校正法中的敲擊衝擊載荷，避免了應力集中導致零件產生冷作硬化而出現裂紋，斷裂報廢的問題。
（2）本發明通過設置變角器實現軸承的自由偏轉，使軸承的表面始終與筋條的表面貼齊，避免了軸承的稜緣局部接觸筋條在輥軋過程中使筋條受力面積過小而留下軋痕，導致零件不合格的問題。
附圖說明
圖1為本發明中輥軋校正裝置的俯視圖；
圖2為本發明中輥軋校正裝置的主視圖；
圖3為實施例中未增設變角器時對筋條進行輥軋的剖視結構示意圖；
圖4為圖3中a區結構放大圖；
圖5為實施例中已通過變角器變換軸承角度後對筋條進行輥軋的剖視結構示意圖；
圖6為圖5中b區結構放大圖；
其中1-主體；2-壓緊螺杆；3-變角器；4-變角器轉軸；5-軸承；6-固定軸；7-主動輪蓋板；8-鎖緊螺釘；9-主動輪；10-筋條；11-輥軋邊緣。
具體實施方式
下面結合本發明的優選實施例對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限於此。
本發明優選實施例：
為了具體的說明本發明的校正方法，下面以比較典型的u型薄壁雙筋條10零件為例進行校正說明。結合附圖1-6所示，用於無損校正飛機上的u型筋條零件在加工後筋條10發生的角度變化，具體包括以下步驟：
s01，確定需要校正零件的變形方向和變形量；
s011，將需要校正的零件放置在對應零件的校正工裝或者模具上，分別測量出零件筋條10邊緣、根部以及零件筋條10兩端與校正工裝或者模具的偏差數值h1、h2、h31和h32；
s012，對比h1和h2的數值大小，獲得以下六組可能的數據結果：
第一種：若h1大於h2，則說明筋條10處於外翻變形狀態；
第二種：若h1等於h2，則說明筋條10角度並未發生變化，無需校正；
第三種：若h1小於h2，則說明筋條10處於內凹變形狀態；
第四種：若h31或h32任意一個數值大於0，則說明筋條10任意端頭單一上翹；
第五種：若h31或h32數值均大於0，則說明筋條10兩端上翹；
第六種：若h31或h32數值均等於0，則說明筋條10兩端未發生變形，無需校正；本實施例中，所述筋條10的其中一跟為正常狀態，角度並未偏轉，另一根筋條10屬於上述第三種狀態，端頭屬於上述第六種狀態，即h31和h32數值均等於0，筋條10處於內凹的狀態。如圖5和圖6所示，所述筋條10由根部向邊緣逐漸向另一條筋條10傾斜。
s02，確定最大變形點和校正順序；
s021，比較數值h1、h2、h31和h32，並按照數值的由大到小順序排序，確定所有需要校正的變形點；由於筋條10處於內凹狀態即h1小於h2，校正第一初始點應確定從筋條10的根部開始。為了進一步的減少校正的次數，提高校正的效率，縮短校正所需時間，本實施例中，沿筋條10長度方向選擇6個變形點，所述變形點位置的確定可根據目測步驟s011中所述筋條10與模具間隔較大點即可。
s022，將數值最大的確定為最大變形點，並作為校正的第一點；值得說明和強調的是由於校正是對整個零件而言，因此，在校正之前變形量較小或者目測看不出有偏差的地方，也會進行校正，由於其筋條10未變形處與模具貼合，正在校正輥軋過程中並不會對筋條10產生新的內應力，導致其變形的情況。進一步地，由於會對整個零件筋條10進行全面校正，故而選取校正變形點採用目測的方式隨機選取並不會影響到零件校正的最終效果或者準確度；但首先校正偏差最大的變形點可以有效的快速將筋條10的形狀進行校正，使之與模板貼合，這樣多點選取的方式並不是提高校正的最終效果，而是提高校正的效率。
s03，對步驟s021中所述的變形點進行逐一校正；
s031，將需要校正的變形點按照步驟s021中的排序，並將需要校正的零件筋條10利用輥軋校正裝置進行逐一校正；
s04，當每一個變形點均逐一校正後，重複步驟s01，若數值h1、h2、h31和h32中最大值小於等於零件標準公差停止上述校正；若數值h1、h2、h31和h32至少一個數值大於零件標準公差，重複上述步驟s01-s04。
本實施例中，步驟s031中所述的輥軋校正裝置包括具有容納需要校正筋條10的溝槽的主體1，所述主體1內安裝有分別位於所述溝槽兩側的主動輪9和軸承5，所述主動輪9和軸承5之間形成一條用於容納並輥軋筋條10的縫隙，所述主動輪9通過動力裝置提供旋轉扭矩驅動旋轉；所述軸承5內環設置有固定軸6，所述固定軸6兩端固定連接在變角器3上，所述變角器3與所述固定軸5垂直的兩側設置有變角器轉軸4並可以沿設置在所述主體1上的滑槽來回滑動，所述變角器3遠離軸承5的一端安裝有推動所述變角器3滑動的壓緊螺杆2，所述壓緊螺杆2與主體1螺紋連接。
本實施例中，所述動力裝置為安裝在主體1上的伺服電機，以擇一的方式採用齒輪嚙合、鏈條傳動和皮帶輪傳動組合與所述主動輪9驅動連接。
本實施例中，所述壓緊螺杆2靠近所述變角器3的一端為球形設置，材料採用合金鋼或者鎢鋼。採用球形設置的目的是為了同時兼容滿足壓緊螺杆2和所述變角器3之間的抵靠接觸與相對滑動互不影響。將其設置成球狀無論變角器3的偏轉到何種角度，球狀的端頭始終有一個點能與之可靠接觸且不會產生其他阻力，不影響變角器3與球狀端頭的相對滑動。當然，在實際的筋條10校正過程中，變角器3的偏轉角度一般都處於5°以內，因此，變角器3與壓緊螺杆2的球形端頭相對滑動距離通常不會大於1.2毫米。
需要強調的是：所述變角器3為一體設計的金屬塊，且具有一個容納所述軸承5的空腔，所述軸承5通過固定軸6與變角器3所述空腔內壁固定連接，軸承5相對與固定軸6可以自由轉動，變角器3以變角器轉軸4轉動，從而帶動處於水平放置的軸承5呈上下自由擺動狀態。將軸承5設置於變角器3內的目的是，當需要校正的筋條10的初始狀態平面並非處於絕對的豎直狀態時，由於變角器3可以自由擺動，故而可以實現軸承5的表面與所述筋條10表面實現絕對的貼合，避免應力集中導致軸承5的表面在筋條10的表面留下軋痕的問題。
如圖4所示，所述筋條10與軸承5表面接觸的輥軋邊緣11，當主動輪9與軸承5的表面呈平行設置，而筋條10的一側出現變形的情況，則會出現軸承5表面與筋條10表面不能完全貼合的情況，進而軸承5的邊緣會首先與筋條10的表面接觸，受力面積較小，應力較大，承受的壓強非常大，會直接導致在輥軋邊緣11處留下軋痕，從而導致零件表面超差報廢的問題。
如圖6所示，設置了變角器3後，當軸承5與筋條10表面接觸時，由於受力不均的原因，軸承5會在筋條10的抵靠作用力下自動向筋條10表面傾斜的方向轉動，直到軸承5的表面與筋條10的表面完全貼合。繼續旋擰壓緊螺杆2，在壓緊螺杆2的推動作用下，變角器3帶著軸承5繼續向筋條10方向移動，時間在筋條10表面的應力持續增加，直到達到校正筋條10的應力即可。
在此，需要特別說明的是：由於飛機上的腹板、筋條、緣條都是鋁合金材質，且厚度一般小於等於1.5毫米，故而，在校正過程中，實際施加應力的大小不需要特別精準，只需要根據零件厚度進行操作即可。若在進行兩次以上的輥軋後依然未有明顯的校正效果，或者出現主動輪9與筋條10之間出現打滑現象，則說明壓緊螺杆2施加的用力過小，需要增加應力，以使筋條10在輥軋過程中快速成型。
由於主動輪9承擔著主要的驅動作用，在長期的校正過程中會有零件表面的漆掉落，以及表面潤滑油吸附的灰塵，會影響主動輪的工作效果，特別地，在主動輪上表面設置有一塊主動輪蓋板7，用於起到遮擋、保護和維護的作用，主動輪蓋板7可以拆卸，通過鎖緊螺釘8與主體1進行固定連接。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例，並非對本發明做任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發明的保護範圍之內。