一種裝配結構件孔表面強化的裝置及方法
2023-06-01 19:44:11
專利名稱：一種裝配結構件孔表面強化的裝置及方法
一種裝配結構件孔表面強化的裝置及方法技術領域
本發明屬於航空器製造技術領域，特別是關於飛機裝配結構件上孔的表面強化的裝置及方法。
背景技術：
飛機裝配結構件孔的抗疲勞性能是飛機裝配連接技術中需要重點考慮的因素，機體上的裂紋絕大多數起源於結構件上的連接孔的表面。而飛機長壽命連接技術通常是採用改變孔表面應力水平的方式，來提高孔的抗疲勞性能，從而提高裝配結構件的連接壽命。對於飛機裝配結構件孔表面強化的方式一般採用噴丸強化方式。
這就帶來以下問題噴丸強化過程受工具機規格限制，部分大型裝配結構件(如機翼整體油箱最大尺寸可達20mX5mXlm)無法在設備上進行噴丸強化。因此，需要設計一種新的裝配結構件孔強化裝置和方法，以滿足飛機長壽命連接的技術需要。發明內容
本發明的目的提供一種新型裝配結構件孔的表面強化裝置及方法，解決部分大型裝配結構件上的孔無法採用噴丸強化方式進行表面強化的技術難題。
本發明的技術方案是一種裝配結構件孔表面強化的裝置，包括氣體管路1、兩個擴散罩2、兩個密封墊3、下部空氣接頭4、上部空氣接頭5、排氣網6，其特徵是
氣體管路1使用壁厚3mm的鋼質管料，通過彎曲成形和焊接後形成回形氣體通路； 氣體管路1與擴散罩2連接部位車制有外螺紋；氣體管路上開有一處排氣網6，網眼數量 50 70個之間，網眼孔直徑為1mm，用於使氣體管路內部形成氣壓差，保證氣流通暢；
擴散罩2為壁厚4mm的圓柱臺階形殼體，分為頂部21和底部22 ；在裝配結構件被強化裝配結構件孔表面上部和下部分別設置一個擴散罩2 ；每個擴散罩2的頂部21車制與氣體管路外螺紋相配合的外螺紋，使擴散罩2與氣體管路1連接在一起；擴散罩底部22的孔直徑比被強化裝配結構件孔直徑大，以保證擴散罩2能夠將結構件孔完全覆蓋；
密封墊3為環形橡膠件，用於擴散罩2與被強化結構件表面之間的結構密封；密封墊3的內徑與擴散罩2的底部孔內徑相同，密封墊3外徑與擴散罩2的底部孔外徑相同；工作時，通過旋轉擴散罩2，使擴散罩2頂部內螺紋沿氣體管路1外螺紋上下調整，可使擴散罩 2壓緊密封墊3，保證密封墊3緊緊貼合在被強化裝配結構件孔表面；
下部空氣接頭4、上部空氣接頭5與氣體管路1焊接端為壁厚3mm的管形結構，另一端選用標準管接頭，用於連接氣源；工作時通過堵塞其中一個空氣接頭，接通另一個空氣接頭，以形成順、逆時針的兩個方向不同的氣路。
同時，本發明提供了一種裝配結構件孔表面強化的方法，具體步驟包括
1、用丙酮清理需強化裝配結構件孔表面，去除表面油汙和雜質；
2、將該裝置安裝在需強化裝配結構件上，保證擴散罩完全覆蓋被強化裝配結構件；
3、調整擴散罩和氣體管路上的螺紋，使擴散罩壓緊密封墊，保證密封墊緊緊貼合在被強化裝配結構件孔上下表面；
4、將20 25g直徑為3mm鋁合金彈丸從上部空氣接頭處裝入氣體管路中；
5、將上部空氣接頭與氣源相連，並堵塞下部空氣接頭，以形成逆時針氣路；
6、打開氣源，並將壓力調整至3. 0 3. 5KPa，鋁合金彈丸循環強化2 ;3min後關閉氣源；
7、將下部空氣接頭與氣源相連，並堵塞上部空氣接頭，以形成順時針氣路；
8、打開氣源，並將壓力調整至3. 0 3. 5KPa，鋁合金彈丸循環強化3 ^iin後關閉氣源；
9、拆除該強化裝置，清理鋁合金彈丸，用丙酮清理被強化裝配結構件孔表面，完成強化工作。
本發明的優點和有益效果裝置結構簡單、操作方便，可適用於任何裝配結構件孔表面強化，解決了部分大型裝配結構件孔無法採用噴丸強化方式進行表面強化的技術難題。
圖1為本發明裝配構件孔表面強化裝置結構示意圖2為本發明擴散罩結構示意圖3為本發明密封墊結構示意圖4為本發明空氣接頭結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖與實施方式對本發明作進一步詳細描述
一種裝配構件孔表面強化的裝置，由氣體管路1、擴散罩2、密封墊3、下部空氣接頭4、上部空氣接頭5、排氣網6組成。
(1)氣體管路1使用壁厚3mm的鋼質管料，通過彎曲成形和焊接後形成回形氣體通路。氣體管路1與擴散罩2連接部位車制有外螺紋，螺紋長度20mm。氣體管路1上開有一處排氣網6，網眼數量50 70個之間，網眼孔直徑為1mm，用於使氣體管路1內部形成氣壓差，保證氣流通暢。
(2)擴散罩2為壁厚4mm的圓柱形臺階殼體，擴散罩2用於連接氣體管路1，使氣體管路1和被強化裝配結構件孔形成氣體通路。擴散罩2在裝配結構件被強化裝配結構件孔表面上部和下部分別設置一個。擴散罩頂部21車制與氣體管路1外螺紋相配合的外螺紋，使擴散罩2與氣體管路1連接在一起，螺紋長度10mm。工作時，通過旋轉擴散罩1，使擴散罩頂部21內螺紋沿氣體管路1外螺紋上下調整，可使擴散罩2壓緊密封墊3，保證密封墊3緊緊貼合在被強化裝配結構件孔表面。擴散罩底部22孔直徑比被強化裝配結構件孔直徑大10mm，以保證擴散罩底部22孔能夠將結構件孔完全覆蓋。
(3)密封墊3為環形橡膠件，用於擴散罩2與被強化零件表面之間的結構密封。密封墊3內徑與擴散罩底部22孔內徑相同，密封墊3外徑與擴散罩底部22孔外徑相同。
(4)上部空氣接頭4和下部空氣接頭5為氣源與氣體管路連接構件。空氣接頭在裝置上下端各設置一個，工作時可通過堵塞其中一個空氣接頭，接通另一個空氣接頭，以形成順逆時針的兩個方向不同的氣路。空氣接頭與氣體管路1焊接端為壁厚3mm的管形結構， 空氣接頭另一端選用標準管接頭，用於連接氣源。
採用該裝配結構件孔表面強化裝置的方法是
第一步是用丙酮清理被強化裝配結構件孔表面，去除表面油汙和雜質。
第二步是將該裝置安裝在需強化裝配結構件上，保證擴散罩2完全覆蓋被強化裝配結構件。
第三步是調整擴散罩2和氣體管路1上的螺紋，使擴散罩2壓緊密封墊3，保證密封墊3緊緊貼合在被強化裝配結構件孔上下表面。
第四步是將20 25g直徑為3mm鋁合金彈丸從上部空氣接頭5處裝入氣體管路中。
第五步是將上部空氣接頭5與氣源相連，並堵塞下部空氣接頭4，以形成逆時針氣路。
第六步是打開起源，並將壓力調整至3. 0 3. 5KPa,鋁合金彈丸循環強化2 3min後關閉氣源。
第七步是下部空氣接頭5與氣源相連，並堵塞上部空氣4接頭，以形成順時針氣路。
第八步是打開起源，並將壓力調整至3. 0 3. 5KPa,鋁合金彈丸循環強化3 細in後關閉氣源。
第九步是拆除該強化裝置，清理鋁合金彈丸，用丙酮清理被強化裝配結構件孔表面，完成強化工作。
權利要求
1.一種裝配結構件孔表面強化的裝置，包括氣體管路(1)、兩個擴散罩O)、兩個密封墊(3)、下部空氣接頭0)、上部空氣接頭(5)、排氣網(6)，其特徵是氣體管路(1)為鋼質管料，通過彎曲成形和焊接後形成回形氣體通路；氣體管路(1) 與擴散罩( 連接部位車制有外螺紋；氣體管路(1)上開有一處排氣網(6)，用於使氣體管路內部形成氣壓差，保證氣流通暢；擴散罩O)為圓柱臺階形殼體，分為頂部和底部 (22)；在裝配結構件被強化裝配結構件孔表面上部和下部分別設置一個擴散罩O)；每個擴散罩( 的頂部車制與氣體管路外螺紋相配合的外螺紋，使擴散罩( 與氣體管路(1)連接在一起；擴散罩的底部02)孔直徑比被強化裝配結構件孔直徑大，以保證擴散罩(2)能夠將結構件孔完全覆蓋；密封墊(3)為環形橡膠件，用於擴散罩(2)與被強化結構件表面之間的結構密封；密封墊⑶的內徑與擴散罩⑵的底部孔內徑相同，密封墊⑶外徑與擴散罩的底部02)孔外徑相同；下部空氣接頭G)、上部空氣接頭(5)與氣體管路 (1)焊接端為管形結構，另一端選用標準管接頭，用於連接氣源；工作時通過堵塞其中一個空氣接頭，接通另一個空氣接頭，以形成順、逆時針的兩個方向不同的氣路。
2.一種裝配結構件孔表面強化的方法，其特徵是，具體步驟包括1)用丙酮清理需強化裝配結構件孔表面，去除表面油汙和雜質；2)將該裝置安裝在需強化裝配結構件上，保證擴散罩完全覆蓋被強化裝配結構件；3)調整擴散罩和氣體管路上的螺紋，使擴散罩壓緊密封墊，保證密封墊緊緊貼合在被強化裝配結構件孔上下表面；4)將20 25g直徑為3mm鋁合金彈丸從上部空氣接頭處裝入氣體管路中；5)將上部空氣接頭與氣源相連，並堵塞下部空氣接頭，以形成逆時針氣路；6)打開氣源，並將壓力調整至3.O 3. 5KPa,鋁合金彈丸循環強化2 ^iin後關閉氣源；7)將下部空氣接頭與氣源相連，並堵塞上部空氣接頭，以形成順時針氣路；8)打開氣源，並將壓力調整至3.O 3. 5KPa,鋁合金彈丸循環強化3 細化後關閉氣源；9)拆除該強化裝置，清理鋁合金彈丸，用丙酮清理被強化裝配結構件孔表面，完成強化工作。
全文摘要
本發明公開了一種裝配結構件孔表面強化的裝置及方法，裝置包括氣體管路(1)、兩個擴散罩(2)、兩個密封墊(3)、下部空氣接頭(4)、上部空氣接頭(5)、排氣網(6)；強化方法是利用氣體在回形通路中帶動鋁合金彈丸循環運動，撞擊被強化裝配結構件孔表面，從而達到改變孔表面應力水平的目的。本發明裝置結構簡單，方法操作方便，可適用於任何裝配結構件孔表面強化，解決了部分大型裝配結構件孔無法採用噴丸強化方式進行表面強化的技術難題。
文檔編號C21D7/06GK102517427SQ20111042698
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月16日 優先權日2011年12月16日
發明者夏斌, 季青松, 李玖宏, 楚衛平, 牛潤軍, 王梅, 高翔, 黃如剛 申請人:陝西飛機工業(集團)有限公司