[發明專利]一種基于平面度控制的鋁合金“C”型梁噴丸加工方法

有效

• 申請號: 202210417961.7
• 申請日: 2022-04-18
• 公開（公告）號: CN114888724B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 肖靜怡;楊輝;高國強;別吉松;李飛;陳默
• 申請（專利權）人: 中航西安飛機工業集團股份有限公司
• 主分類號: B24C1/10
• 分類號: B24C1/10;B24C9/00;B24C7/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發明公開了一種基于平面度控制的鋁合金“C”型梁噴丸加工方法。采用反向預噴丸校形與保形噴丸強化相結合的方法，利用大彈丸預噴丸校形使零件形成與翹曲方向相反的反向變形，消除機械加工的零件翹曲，同時為后續噴丸強化加工可能引起的翹曲變形預留變形空間，在噴丸強化中根據零件變形趨勢，在零件的不同表面采取不同的噴丸強度，從而抑制零件噴丸強化帶來的變形，確保噴丸加工后零件平面度合格。

技術領域

本發明涉及噴丸加工領域，是一種消除鋁合金“C”型梁在機械加工和噴丸強化中因零件翹曲造成的平面度變形的噴丸加工方法。

背景技術

現代飛機的機翼翼梁一般采用鋁合金材料，以包含上下緣條、腹板和加強筋，以“C”型或“H”型截面結構為主，翼盒裝配時對翼梁腹板的平面度要求較高。

梁是飛機機翼的重要受力構件，飛行中需承受機翼的彎矩和剪力，對疲勞性能要求較高，所以在機械加工后，還需進行噴丸強化加工以提高其抗疲勞性能。

“C”型梁在機械加工過程中，零件材料的去除95％發生在槽腔面，兩側余量去除不均衡，單側加工量過大，材料的單面去除后材料內部應力二次分配，應力截面變化劇烈，往往會產生沿長度方向的朝向槽腔開口的零件變形，造成平面度超差。噴丸強化加工中，因為引入了新的殘余應力，該變形可能進一步增大。傳統的鈑金等冷工藝校形有造成零件表面的微裂紋、壓痕等缺陷的潛在風險，影響產品表面質量和疲勞壽命。若在噴丸強化前進行冷校形，還會造成噴丸強化過程中發生回彈變形。因此，噴丸加工環節不僅需要對機械加工后的平面度超差進行校正，還需要控制噴丸強化過程的零件變形。

現有技術中，專利號CN106541333B的“一種“H”型懸臂結構噴丸后變形的校形方法”僅針對零件在噴丸強化后的變形進行噴丸校形，并沒有對噴丸強化過程本身的變形進行控制，且噴丸強化后零件表面已均布硬化層，再次進行噴丸校形的效果有限，無法達到合格的平面度。專利號CN110102603A的“鋁合金縱梁零件變形的冷校形方法”采用了預應力噴丸校形，需要制造專用的預應力夾具，增加成本，且只針對機加后零件外形發生的扭曲變形，無法解決噴丸強化帶來的變形問題。專利號CN110293151B的“一種鈦合金滑軌類零件槽口變形的校形方法”采用了旋片噴丸校形的方法，該方法是一種手動校形方法，適用于尺寸規格較小或變形區域較小的零件，對于機翼“C”型梁這種整體變形的大型結構件的校形效率極低，并不適用。

發明內容

本發明旨在解決背景技術中提到的“C”型梁機械和噴丸加工中的翹曲變形問題，提出了一種基于平面度控制的鋁合金“C”型梁噴丸加工方法。

本發明的技術方案如下：

步驟1使用卡板式平面度檢驗工裝進行平面度測量。

噴丸校形前，使用卡板式平面度檢驗工裝進行平面度測量為將零件放置于卡板式平面度檢驗工裝上，使用塞尺或其它量具測量零件與檢驗工裝卡板的間隙。

步驟2反向預噴丸校形。

噴丸校形的彈丸選擇：彈丸的名義直徑不小于0.5mm，且不小于噴丸強化使用的彈丸名義直徑的2倍；

噴丸校形的空氣壓力選擇：測試所選擇的彈丸在不同空氣壓力下撞擊在與零件相同材料的試板上的凹坑直徑，其可接受的最大凹坑直徑不超過彈丸名義直徑的0.4倍，以此確定噴丸校形的最大空氣壓力；

對翼梁上下緣板中性層以上的兩側區域同時噴丸，通過上下緣板延展使翼梁形成與強化后變形相反方向的預彎曲，即翼梁整體呈現朝向腹板上表面的彎曲。此步驟的零件覆蓋率小于50％；

噴丸校形后，將零件放置于卡板式平面度檢驗工裝上，使用塞尺或其它量具測量零件與檢驗工裝卡板的間隙，如果平面度不滿足工程圖紙要求或未呈現與強化后變形方向相反的預彎曲，重復步驟2，直至平面度滿足工程圖紙要求且呈現與強化后變形方向相反的預彎曲。

步驟3保形噴丸強化；