一種恒溫箱多點時效調(diào)壓立柱裝置的制作方法

本發(fā)明是一種恒溫箱多點時效調(diào)壓立柱裝置，屬于時效成形領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前新型飛機廣泛采用高筋條整體壁板作為飛機的主要承力部件，針對整體壁板成形難題國際上發(fā)展了時效成形技術(shù)，即利用金屬的應(yīng)力松弛效應(yīng)，對整體壁板施于一定預(yù)載荷使其變形，加溫后使部分彈性變形轉(zhuǎn)化為塑性變形的一種成形方法。時效成形具有成形精度相對較高、可重復(fù)性好以及殘余應(yīng)力小等優(yōu)點。時效成形離不開模具，一般情況下，時效成形模具主要可以分為整體式、框板式和多點式。整體式模具是使用數(shù)控機床在整塊金屬板上加工出完整連續(xù)的模具型面；框板式模具介于整體式模具和多點式模具，使用若干塊加工有型面的肋板，相互之間間隔一定距離構(gòu)成型面；多點模具是將成形模具型面離散化，使用一組相對高度可調(diào)的立柱代替整體式模具型面。多點成形技術(shù)以立柱的高度調(diào)整代替模具型面的加工，節(jié)省了模具的設(shè)計和制造費用，能夠快速響應(yīng)產(chǎn)品設(shè)計的變化，縮短周期。普通的多點時效模具示意圖如圖1所示，包括立柱1-1、立柱固定板1-2、立柱導(dǎo)向板1-3、墊板1-4、壁板1-5和整體凹模1-6。立柱1-1可以是由標(biāo)準(zhǔn)螺釘搭配球頭螺帽制成，通過調(diào)節(jié)各個立柱的高度使得板料貼模即可。但是若各個立柱對壁板所施加的載荷不同，則會有時效成形后零件翹曲的可能性，影響成形精度，所以開發(fā)一種壓力可調(diào)立柱非常有意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：為了解決壁板多點時效成形后由于各個位置殘余應(yīng)力不同而造成壁板翹曲影響壁板成形精度的問題，發(fā)明了一種恒溫箱多點時效調(diào)壓立柱裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種恒溫箱多點時效調(diào)壓立柱裝置，其特征在于，包括若干結(jié)構(gòu)相同的立柱；所述立柱包括定位螺塞3-5、彈簧3-7、撐桿3-9、球頭螺帽3-10和絲杠螺母機構(gòu)；所述撐桿3-9外壁上設(shè)有刻度，一端和球頭螺帽3-10連接；彈簧3-7一端與撐桿3-8固連，另一端與定位螺塞3-5固連；所述若干結(jié)構(gòu)相同的立柱穿過外部立柱蓋板、立柱固定板和導(dǎo)向卡板上設(shè)有的若干通孔，整齊排列，先調(diào)節(jié)效成形前的壁板上方變形最大處對應(yīng)的立柱，絲杠螺母機構(gòu)將螺母的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為絲杠的軸向運動，使得撐桿3-8先帶動球頭螺母3-10接觸時效成形前的壁板，然后球頭螺母3-10繼續(xù)壓緊時效成形前的壁板使其貼合模具后，其他立柱將從壁板變形最大處向變形最小處進行調(diào)節(jié)；調(diào)節(jié)撐桿3-9上的刻度變化量，通過保證刻度變化量相同，保證各個立柱中彈簧3-7所產(chǎn)生的壓縮量相同，使得時效成形前的壁板每一點處的應(yīng)力相同。

本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是：所述絲杠螺母機構(gòu)包括螺紋套3-4和空心絲杠3-6；螺紋套3-4為一端開口一端封閉的空心柱狀體，空心絲杠3-6為空心柱狀體，其中一端與定位螺塞3-5螺紋連接，該端與螺紋套3-4的開口端螺紋連接；空心絲杠3-6另一端內(nèi)壁與撐桿3-9外壁間隙配合，空心絲杠外壁設(shè)為平面，與外部導(dǎo)向卡板間隙配合，起到止轉(zhuǎn)作用；撐桿3-9在空心絲杠3-6空腔內(nèi)能夠進行軸向運動；螺紋套3-4和空心絲杠3-6軸線相互重合；螺紋套3-4開口端設(shè)有內(nèi)螺紋，當(dāng)螺紋套3-4軸向旋轉(zhuǎn)時，因空心絲杠3-6外壁設(shè)有的平面，空心絲杠3-6軸向運動。

本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是：還包括旋鈕3-1，旋鈕和螺紋套3-4連接，帶動螺紋套3-4進行旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是：所述空心絲杠3-6小徑端前端處設(shè)為錐面，便于人員操作時從立柱上方查看刻度。

本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是：所述撐桿為柱狀體，遠(yuǎn)離刻度一端能夠卡在空心絲杠3-6內(nèi)腔的臺階處，使得空心絲杠3-6帶動撐桿3-9進行軸向運動時，實現(xiàn)撐桿3-9卡住定位，撐桿3-9靠近刻度一端的前端設(shè)有螺紋，便于與球頭螺帽3-10連接。

本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是：所述若干結(jié)構(gòu)相同的立柱組成多點時效模具，完成對壁板的固定貼模后，放入恒溫箱內(nèi)，對待成形部件進行時效成形。

本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是：所述定位螺塞3-5為柱狀體，外壁為二級階梯狀，大徑端外壁設(shè)有螺紋，且大徑端的端面上設(shè)有凹槽，便于將定位螺塞擰入空心絲杠3-6內(nèi)。

本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是：所述撐桿軸向運動的距離大于初始狀態(tài)下球頭螺帽3-10與成形前壁板之間的距離，即所要成形的壁板最高點和最低點在絲杠螺母機構(gòu)中絲杠的行程范圍之內(nèi)。

本發(fā)明的進一步技術(shù)方案是：所述彈簧3-7壓縮量大于等于壁板成形前和成形后在成形前壁板平面相垂直方向上的變化量，即所述彈簧的壓縮量滿足壁板成形所需要的力)。

發(fā)明效果

本發(fā)明的技術(shù)效果在于：本發(fā)明提出的一種恒溫箱多點時效調(diào)壓立柱裝置，結(jié)構(gòu)簡單，可以實現(xiàn)各個立柱對壁板所施加的載荷基本相同，避免了時效過程中應(yīng)力的分布不均，提高了最后的時效成形精度。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)多點時效原理圖。

圖2為該調(diào)壓立柱結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為該調(diào)壓立柱的原理圖及安裝示意圖。

圖4為螺紋套(3-4)示意圖。

圖5定位螺塞(3-5)示意圖。

圖6為空心絲杠(3-6)示意圖。

圖7為撐桿(3-9)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：1-1.立柱1-2.立柱固定板1-3.立柱導(dǎo)向板1-4.墊板1-5.壁板1-6.成形凹模.3-1.旋鈕3-2.立柱蓋板3-3.立柱固定板3-4.螺紋套3-5.定位螺塞3-6.空心絲杠3-7.彈簧3-8.導(dǎo)向卡板3-9.撐桿3-10.球頭螺母3-11.成形壁板

具體實施方式

本發(fā)明的主要思想是首先利用絲杠螺母機構(gòu)將各個立柱調(diào)至與壁板接觸，其中該絲杠螺母機構(gòu)為螺母固定絲杠移動，然后利用彈簧壓縮量繼續(xù)下調(diào)立柱使得各個立柱對壁板的載荷相等。

本發(fā)明是通過以下方案實現(xiàn)的：一種恒溫箱多點時效調(diào)壓立柱裝置，如圖3所示，包括1個旋鈕3-1(亦可以是內(nèi)六方螺釘直接固定在螺旋套4上)、1個螺紋套3-4、1個定位螺塞3-5、1個空心絲杠3-6、1個彈簧3-7、1個撐桿3-9、1個球頭螺母3-10；圖中3-2為立柱蓋板，3-3為立柱固定板，3-8為導(dǎo)向卡板，3-11為所要成形的壁板。本實施例中，壁板厚度為2cm，采用鋁合金材料制成，材料為可時效強化鋁合金，如al2124)。

旋鈕3-1通過過盈配合或者其他連接方式與螺紋套3-4固連，通過旋轉(zhuǎn)旋鈕3-1來達到螺紋套3-4的旋轉(zhuǎn)。

螺紋套3-4(絲杠螺母機構(gòu)中螺母)為一空心筒體，如圖4所示，其內(nèi)部有螺紋實現(xiàn)空心絲杠3-6的平動，外部為階梯狀柱形，用于將調(diào)壓立柱安裝在立柱固定板3-3上，且其外壁與立柱固定板為間隙配合。

定位螺塞3-5用于將彈簧固定在空心絲杠3-6中，其上部槽用于定位螺塞的擰入，下部有彈簧定位柱用于彈簧的定位，中間段車有螺紋，如圖5所示。

空心絲杠3-6如圖6所示，它為階梯柱狀空心結(jié)構(gòu)；直徑較大段外表面車有螺紋，用于與螺紋套3-4的內(nèi)孔螺紋段配合實現(xiàn)傳動；直徑較小段與導(dǎo)向卡板為間隙配合，且長度方向銑削一平面，用來止轉(zhuǎn)實現(xiàn)平動，該段前部一小段為錐面，方便看清刻度；其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為一階梯孔，孔徑較大段口部車有螺紋用于和定位螺塞3-5連接，孔徑較小段與撐桿3-9為間隙配合，其前段與撐桿3-9無配合。

彈簧3-7為壓簧，用定位螺塞3-5下部定位柱和撐桿3-9上部定位柱定位，初始狀態(tài)有一定的壓縮量，保證立柱接觸壁板即有壓縮。該調(diào)壓立柱在使用時，只要保證所要成形的壁板的最高點和最低點在立柱中絲杠螺母機構(gòu)空心絲杠的行程范圍之內(nèi)即可，所要時效成形的力，只要彈簧壓縮量滿足即可。

撐桿3-9為階梯圓柱桿體，如圖7所示，其上部有彈簧定位柱；與定位柱相接段為一臺階，該臺階與空心絲杠3-6孔徑較大段底部接觸；長度較長段與空心絲杠3-6孔徑較小段為間隙配合，且其上標(biāo)有刻度，初始狀態(tài)下，空心絲杠3-6直徑較小段錐面末端與刻線對齊；撐桿3-9末段為螺紋段，用于連接球頭螺帽3-10。

球頭螺帽3-10為標(biāo)準(zhǔn)球頭螺帽。

具體實施時，可以通過以下步驟：

1)首先將該調(diào)壓立柱末端球頭螺帽去掉，同時調(diào)節(jié)好導(dǎo)向卡板3-8的上下位置。

2)然后將每個調(diào)壓立柱從末端螺紋段依次裝入立柱固定板3-3和導(dǎo)向卡板3-8，并使其導(dǎo)向正常后，將球頭螺帽3-10裝入調(diào)壓立柱。

3)進一步地，先調(diào)節(jié)變形量最大的地方的立柱，使其貼模，并調(diào)節(jié)至要求力的大小，然后從最大變形處依次調(diào)節(jié)各個立柱使其滿足貼模和力的要求。

4)進一步地，將整套多點時效模具放入恒溫箱內(nèi)，按照工藝參數(shù)進行時效成形。