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液体水喷砂机厂家浅析预应力喷丸成形技术

液体水喷砂机厂家浅析预应力喷丸成形技术

发布日期:2018/6/4 11:07:59

  液体水喷砂机是我们生产的喷砂机设备之一,我们有着精湛的生产技术和丰富的制作经验,备受客户的支持。

  喷丸成形是通过高速运动的金属弹丸传递能量 ,大量弹丸撞击作用的集合使得板件受喷表面形成密集凹坑,当表面凹坑达到饱和时,板件表层材料线性延伸停止,变形程度不再增加,因此喷丸成形的变形量有一定限制,只能适用于相对厚度较小,外形平缓的壁板。近十几年来,人们通过各种途径不断设法提高喷丸成形能力极限,主要方法有:采用大直径弹丸(最大Φ10mm),增加单位时间内弹丸流量 (最大可达到200kg/min),采用气动直压式禾窄叶轮抛丸技术提高弹丸喷射速度等。而预应力喷丸成形是为了解决机翼壁板马鞍型区域成形难题而发展起来的,从大量试验研究中人们逐渐发现预应力的使用不但能提高壁板在喷丸中成形方向的可控性,而且在相同喷丸强度下,与自由状态喷丸的成形相比,可提高喷丸成形极限达30%~50%,极大提高了液体水喷砂机喷丸成形在大型壁板成形中的适应能力。

  1. 预应力喷丸成型原理

  预应力喷丸成型是指在预应力夹具上对板件先进行弹性预弯,板件在弯矩作用下发生弯曲,然后在板件的受拉表面进行喷丸的成形方法。预应力喷丸时,受喷表面是在拉应力状态下接受弹丸撞击,与自由状态相比,这种拉应力有助于受喷材料的延伸,同时加深压应力层的深度,加大了压应力层中残余压应力的平均值,保证了板件能够按照要求方向成形。施加预应力的过程是弹性变形,应力与应变之间的关系符合弹性本构方程,外表层应力双向受拉,内表层应力双向受压。

  大型壁板的预应力喷丸成形一般可分为弦向(横向)和展向(纵向)两种方式,大型壁板在弦向预弯状态接受喷丸时,相当于两种应力应变状态的叠加,使得板材表层横向拉应变增大,约等于预弯应变与喷丸应变之和,内表层压应变也增大,从而达到增加弦向变形的目的,在弦向预弯状态下,展向只相当于自由喷丸状态,所以预应力喷丸成形也能很好克服球面变形倾向。大部分情况下,壁板在弦向已达到或超过外形要求时,才进行展向预应力喷丸,展向外形是在预弯状态下通过对特定区域对喷放料获得。展向预弯同样加大了展向应变,减少了对弹丸打击动能的要求,因此预应力喷丸成形使许多无法采用自由状态喷丸达到要求外形的壁板成形出了预期外形,有效扩大了喷丸成形工艺的使用范围。

  大型壁板在外力作用下发生弹性预弯时,外力势能的变化全部转化为应变能储存于物体内部,随着外力的逐渐增加,壁板材料将经历弹性状态到塑性状态,而这是一个连贯过程,尤其飞行器壁板大多采用高强度铝合金材料,没有明显屈服状态,因此大型壁板预应力喷丸时,对壁板施加外力进行弹性变形的一种工艺装备,它不起成型模的作用,只是在板件的受喷表面上产生预定的拉应力(不超过材料屈服强度),目的是加大成形曲率,克服喷丸成形球面变形倾向,使板件按所需方向变形。预应力施加是根据三点弯曲原理,其中有两点起到支点作用,另外一点施力方向相反,起到顶点作用。液体水喷砂机厂家按施加预弯的方式,预应力夹具可分为三类:弦向施加预弯,展向施加预弯禾局部施加预弯。

  2. 预应力夹具工作原理与总体结构

  新支线飞机外翼下翼面壁板为超临界整体厚壁板,不但结构复杂,而且为双曲率外形,成形难度极大,在自由状态下已超过喷丸成形极限,必须在喷丸前对其施加预应力,在喷丸过程中对其进行夹持。因此,预应力喷丸成形是新支线飞机外翼下翼面壁板喷丸成形的关键技术。

  在喷丸成形过程中,前期采用卡板式预应力喷丸成形夹具(见图1)对新支线飞机外翼下翼面壁板进行预弯和夹持,不但工艺稳定性差、产品质量起伏大,而且加工周期很长。

  因此,急需对此种长板式预应力夹具进行优化改进,以提高产品质量,实现壁板的快速定位、装夹和施力,缩短壁板加工周期。

  标签:液体水喷砂机,转盘喷砂机


文章关键词:液体水喷砂机,转盘喷砂机
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