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噴丸成形技術的研究和開發(fā)—預應力噴丸技術、數(shù)字化噴丸成形技術、新型噴丸成形/強化技術

發(fā)布時間:2018.02.28    點擊數(shù): 117473
      近年來,隨著現(xiàn)代先進飛機對整體氣動性能的要求越來越高,以及計算機技術的快速發(fā)展,大大促進了噴丸成形技術的研究和開發(fā),出現(xiàn)了預應力噴丸技術、數(shù)字化噴丸成形技術、新型噴丸成形/強化技術等,大大擴展了噴丸成形技術的加工能力和應用范圍。
 
1.預應力噴丸成形
 
      進入 20 世紀 80 年代以后,超臨界機翼成為飛機的先進性重要標志,組成機翼的整體壁板也出現(xiàn)了復雜馬鞍形和扭轉(zhuǎn)特點,而且?guī)Ы罱Y構明顯增多。
     對于此類零件傳統(tǒng)噴丸成形很難滿足其所需變形量,為此預應力噴丸成形技術便得到了重視。預應力噴丸成形是一種在成形前借助預應力夾具在板坯上施加彈性變形力,然后對其進行噴丸的成形方法。在相同條件下,預應力噴丸的成形極限是自由噴丸的2-3倍,同時預應力噴丸還可有效控制沿噴丸路線方向的附加彎曲變形,該技術的應用進一步推動了噴丸成形技術的發(fā)展。
     預應力噴丸成形技術先前也是提到過來了,在復雜壁板的成形方面顯得很給力,其成形原理前面也提到了一下,原理圖如下圖所示:
 


 
    目前,預應力噴丸成形技術在超臨界機翼整體壁板的制造中已經(jīng)獲得應用,加拿大NMF公司采用預應力噴丸技術為以色列Galaxy飛機制造的機翼帶筋整體壁板。預應力噴丸成形技術的應用,避免了采用機械彎曲的方法成形該類零件所帶來的對疲勞壽命的不利影響。

當然,要對零件施加預應力需要設計制造專門的預應力夾具,預應力夾具設計時要確保簡單、輕便、易于操作,并要與所采用的噴丸設備相協(xié)調(diào)。因此,進一步研究簡單易行的預應力加載方式以及采用有限元法分析和精確確定所施加預應力的大小,以確保零件在預應力下完全處于彈性變形范圍內(nèi),將是預應力噴丸成形技術的發(fā)展趨勢。

2.數(shù)字化噴丸成形技術 

       數(shù)字化噴丸成形技術,顧名思義便是利用數(shù)字化技術對零件進行數(shù)字化工藝幾何信息分析,對噴丸成形工藝參數(shù)進行選擇和優(yōu)化,對噴丸成形過程進行模擬和控制,對成形零件的外形進行數(shù)字化檢測,對零件的噴丸成形工藝文件和程序進行數(shù)字化管理等,從而實現(xiàn)以數(shù)字量的形式描述零件及其噴丸成形全過程,并將各階段形成的數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理起來的先進成形技術。

3.自動化噴丸成形技術

      自動化噴丸成形技術的實施現(xiàn)可分為3個階段,即概念設計和分析階段、預生產(chǎn)(研制)階段和生產(chǎn)階段。

       在概念設計和分析階段,主要針對零件的CAD數(shù)模進行噴丸成形工藝性分析和評估,制定出初始的噴丸成形工藝方案和成形工藝參數(shù),同時針對用戶的設備和人員狀況制定相應的需求;在預生產(chǎn)階段,主要通過試驗件的噴丸成形試驗對工藝進行優(yōu)化,生成有關工藝控制文件和程序,同時對用戶的設備進行必要的升級和調(diào)整,另外,在此階段還可并行進行零件設計的更改和完善;在生產(chǎn)階段,通過調(diào)用已經(jīng)制定好的有關零件控制程序,即可實現(xiàn)自動化噴丸成形,同時完成對相關人員的技術培訓。

       通過以上描述的3個階段,用戶的可以建立起自動化噴丸成形技術體系,以后再需要進行新產(chǎn)品開發(fā)時,只需要進行離線編程然后再將有關數(shù)據(jù)和程序傳遞到用戶設備上,即可進行自動化噴丸成形的工藝,開展加工成形。

 
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