薄壁結構件拉伸夾具裝置製造方法

2023-05-01 09:09:36 1

薄壁結構件拉伸夾具裝置製造方法
【專利摘要】一種薄壁結構件拉伸夾具裝置，包括分別設置於薄壁結構件兩端的一對夾持組件和相應的緊固組件，每個所述夾持組件包括兩個結構相同的夾持壓板，每個夾持壓板包括供試驗機夾持端所夾持的夾持部分和壓持薄壁結構件的壓持部分，所述壓持部分厚度小於所述夾持部分厚度，從而兩個夾持壓板壓合時在其間形成容納薄壁結構件的夾持空間，所述壓持部分開有多個通孔用於插入多個所述緊固組件使薄壁結構件緊固在夾持組件之間。此種夾持和緊固方式，可以將薄壁結構件的兩端分別用一個薄壁結構件拉伸夾具裝置牢固地夾持並緊固，進而展開各種力學試驗，該拉伸夾具適用範圍廣泛，適用於鉚接工藝、雷射焊接工藝和攪拌摩擦焊接工藝等連接的薄壁結構件的拉伸測試。
【專利說明】薄壁結構件拉伸夾具裝置

【技術領域】
[0001]本發明涉及工件夾持領域，尤其涉及一種薄壁結構件拉伸夾具裝置。

【背景技術】
[0002]飛機機身壁板存在大量蒙皮-長桁結構，其中蒙皮為薄壁結構，對該結構的連接，傳統上採用鉚接技術；90年代初歐洲空客公司對蒙皮-長桁結構進行雙側雷射同步焊接，生產效率大幅度提高，機身重量大大減輕，從而生產成本也得到進一步降低；如今攪拌摩擦焊接在航空航天領域中得到廣泛開發，這項焊接工藝由於一些高強鋁合金在焊接條件下表現出優異的性能而迅猛發展，相比於鉚接工藝，機身重量也得到大幅度減輕。
[0003]鉚接工藝、雷射焊接工藝和攪拌摩擦焊工藝對於機身壁板結構的連接起到重要作用，為了試驗模擬機身壁板連接後的承載情況，需要使用試驗機對機身壁板在主要承載方向上的承載性能進行驗證，但是目前還缺乏適合於薄壁結構拉伸夾具的拉伸裝置。


【發明內容】

[0004]本發明要解決的技術問題是提供一種薄壁結構件拉伸夾具裝置以滿足大型薄壁結構件整體拉伸、均勻受載的試驗要求。
[0005]為解決上述技術問題，本發明的薄壁結構件拉伸夾具裝置包括分別設置於薄壁結構件兩端的一對夾持組件和相應的緊固組件，每個所述夾持組件包括兩個結構相同的上夾持壓板、下夾持壓板，每個夾持壓板包括供試驗機夾持端所夾持的夾持部分和壓持薄壁結構件的壓持部分，所述壓持部分的厚度小於所述夾持部分的厚度，從而兩個夾持壓板壓合時在其間形成容納薄壁結構件的夾持空間，所述壓持部分開有多個通孔用於插入多個所述緊固組件使薄壁結構件緊固在夾持組件之間。採用此種夾持和緊固方式，可以將薄壁結構件的兩端分別用一個薄壁結構件拉伸夾具裝置牢固地夾持並緊固，進而展開各種力學試驗，不會發生夾持鬆動或者緊固不牢的情況。同時本發明具有以下優點:該拉伸夾具適用範圍廣泛，適用於鉚接工藝、雷射焊接工藝和攪拌摩擦焊接工藝等連接的薄壁結構件的拉伸測試。
[0006]作為本發明的薄壁結構件拉伸夾具裝置的改進，所述夾持組件的上夾持壓板和下夾持壓板與所述薄壁結構件之間還分別設有上墊板和下墊板。由此，該拉伸夾具的普適性強，適用於不同厚度薄壁結構件的拉伸測試，可以通過調整上墊板、下墊板厚度來調節薄壁結構件在夾持系統上的緊固性。通過實際的研究驗證，本發明使得薄壁結構件不僅受到螺栓的作用力，還受到上墊板、下墊板的作用力，使得薄壁結構件受力更均勻，解決了薄壁結構件因體積龐大、受力不均易在緊固位置變形斷裂的問題。
[0007]作為本發明的薄壁結構件拉伸夾具裝置的改進，薄壁結構件拉伸夾具裝置中的所述通孔至少3排。優選地，所述通孔在每行每列之間的間距相同。由此，可以更好地固定薄壁結構件，防止夾持鬆動或者緊固不牢的情況。
[0008]作為本發明的薄壁結構件拉伸夾具裝置的改進，所述上墊板、下墊板和薄壁結構件過盈配合地裝配於所述上夾持壓板和下夾持壓板之間的所述夾持空間內。由此，可以更好地固定薄壁結構件，防止夾持鬆動或者緊固不牢的情況。
[0009]作為本發明的薄壁結構件拉伸夾具裝置的改進，所述緊固組件包括成套使用的螺栓、墊圈和螺母。由此，可以使得整個裝置的各個組件更為相互配合。
[0010]作為本發明的薄壁結構件拉伸夾具裝置的改進，所述螺栓的強度級別比薄壁結構件高。由此，可以更好地固定薄壁結構件，防止螺栓斷裂的情況。特別地，所述螺栓選用3001-11181^材料製成，從而保證螺栓的高強度。
[0011]作為本發明的薄壁結構件拉伸夾具裝置的改進，所述上夾持壓板、下夾持壓板的強度級別比薄壁結構件高。由此，可以更好地固定薄壁結構件，防止上夾持壓板、下夾持壓板發生斷裂的情況。特別地，所述上夾持壓板、下夾持壓板選用45#調質鋼製成，從容保證上夾持夾板和下夾持夾板的不易斷裂。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發明的薄壁結構件拉伸夾具裝置立體圖。
[0013]圖2為本發明的薄壁結構件拉伸夾具裝置主視圖。
[0014]圖3為圖2的局部放大圖。
[0015]圖4為本發明的薄壁結構件拉伸夾具裝置的下夾持壓板立體圖。

【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明進一步說明。
[0017]圖1、圖2和圖4示出了拉伸夾具裝配薄壁結構件的立體圖、主視圖和下夾持壓板的立體圖，其裝配細節可參見圖3所示的主視圖局部放大圖。薄壁結構拉伸夾具裝置，用於將所述薄壁結構件夾持固定在試驗機上，包括分別設置於所述薄壁結構件6兩端的一對夾持組件100和相應的用於緊固薄壁結構件的緊固組件200，每個夾持組件100包括兩個結構相同的上夾持壓板11、下夾持壓板12和上墊板51、下墊板52，上夾持壓板11或下夾持壓板12包括供試驗機夾持端所夾持的夾持部分和壓持薄壁結構件6的壓持部分，壓持部分的厚度小於所述夾持部分的厚度，從而上夾持壓板11和下夾持壓板12壓合時在其間形成容納薄壁結構件6的夾持空間。上夾持壓板11的壓持部分、下夾持壓板12的壓持部分和上墊板51、下墊板52以及被夾持的薄壁結構件6在對應位置有相對應的3排通孔，每行每列的通孔間距相同。壓持部分開有多個通孔，用於插入多個緊固組件200，使薄壁結構件6緊固在夾持組件100之間，緊固組件200由螺栓2、墊圈3和螺母4組成。
[0018]薄壁結構拉伸夾具裝置的裝配過程如下。首先，將下墊板52放置在下夾持壓板12上，保證下墊板52和下夾持壓板12的通孔對齊；然後，將薄壁結構件6 —側的夾持端放置在該下墊板52上，保證該薄壁結構件6、下墊板52和下夾持壓板12的通孔對齊；接著，將上墊板51放置在薄壁結構件6上，保證通孔對齊；再把上夾持壓板11放置在上墊板51上，保證通孔對齊；最後將螺栓2從上向下穿過通孔，並將墊圈3和螺母4分別從下往上成組緊固。其中，上夾持壓板11和下夾持壓板12的夾持部分之間的夾持空間高度小於上墊板51、下墊板52、被夾持的薄壁結構件6的厚度之和，裝配為過盈配合。其中，螺栓2、墊圈3和螺母4為成套組件，螺栓2選用3001=31八，強度級別比薄壁結構件6高。夾持壓板1選用45#調質鋼，強度級別比薄壁結構件6高。薄壁結構件6左右兩側拉伸夾具裝配方式一致，由此，一套薄壁結構件拉伸夾具裝配完畢，然後可以裝夾在試驗機上進行試驗。
[0019]實驗發現，從拉伸夾具裝配效果來看，上墊板51、下墊板52和薄壁結構件6整體厚度尺寸比上下兩側夾持壓板1的夾持空間大1?為宜，此時緊固效果明顯，保證了薄壁結構件6未在緊固位置發生較大變形和斷裂，且薄壁結構件6的通孔未有較大變形。
[0020]上面結合附圖對本發明的實施方式作了詳細說明，但是本發明並不限於上述實施方式，在所屬【技術領域】普通技術人員所具備的知識範圍內，還可以在不脫離本發明宗旨的前提下作出各種變化。
【權利要求】
1.一種薄壁結構件拉伸夾具裝置，用於將所述薄壁結構件夾持固定在試驗機上，其特徵在於，包括分別設置於所述薄壁結構件(6)兩端的一對夾持組件(100)和相應的緊固組件(200)，每個所述夾持組件(100)包括兩個結構相同的上夾持壓板(11)、下夾持壓板(12)，所述上夾持壓板(11)或所述下夾持壓板(12)包括供所述試驗機夾持端所夾持的夾持部分和壓持所述薄壁結構件￠)的壓持部分，所述壓持部分的厚度小於所述夾持部分的厚度，從而所述上夾持壓板(11)和所述下夾持壓板(12)壓合時在其間形成容納所述薄壁結構件(6)的夾持空間，所述壓持部分開有多個通孔，用於插入多個所述緊固組件，使所述薄壁結構件(6)緊固在所述夾持組件(100)之間。
2.根據權利要求1所述的薄壁結構件拉伸夾具裝置，其特徵在於，所述夾持組件(100)的所述上夾持壓板(11)和所述下夾持壓板(12)與所述薄壁結構件(6)之間還分別設有上墊板(51)和下墊板(52)。
3.根據權利要求1所述的薄壁結構件拉伸夾具裝置，其特徵在於，所述通孔至少3排。
4.根據權利要求3所述的薄壁結構件拉伸夾具裝置，其特徵在於，所述通孔在每行每列之間的間距相同。
5.根據權利要求2所述的薄壁結構件拉伸夾具裝置，其特徵在於，所述上墊板(51)、所述下墊板(52)和所述薄壁結構件(6)過盈配合地裝配於所述上夾持壓板(11)和所述下夾持壓板(12)之間的所述夾持空間內。
6.根據權利要求1所述的薄壁結構件拉伸夾具裝置，其特徵在於，所述緊固組件(200)包括成套使用的螺栓(2)、墊圈(3)和螺母(4)。
7.根據權利要求6所述的薄壁結構件拉伸夾具裝置，其特徵在於，所述螺栓(2)的強度級別比薄壁結構件(6)高。
8.根據權利要求7所述的薄壁結構件拉伸夾具裝置，其特徵在於，所述螺栓(2)選用30CrMnSiA材料製成。
9.根據權利要求1所述的薄壁結構件拉伸夾具裝置，其特徵在於，所述上夾持壓板(11)、所述下夾持壓板(12)的強度級別比薄壁結構件(6)高。
10.根據權利要求9所述的薄壁結構件拉伸夾具裝置，其特徵在於，所述上夾持壓板(11)、所述下夾持壓板(12)選用45調質鋼製成。
【文檔編號】B25B11/00GK104440652SQ201410567620
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月22日 優先權日:2014年10月22日
【發明者】陳潔, 陳彥賓, 李 昊, 陶汪, 劉紅兵, 張澐龍, 韓冰, 秦濤, 鄧景煜, 王玉華 申請人:上海飛機製造有限公司, 中國商用飛機有限責任公司, 哈爾濱工業大學