1預(yù)應(yīng)力噴丸成形技術(shù)
通常情況下,噴丸成形前的零件完全處于自由狀態(tài),噴丸成形所引起的零件變形量與噴丸強度、彈丸覆蓋率和零件厚度有關(guān)。影響噴丸強度的因素主要有與彈丸有關(guān)的參數(shù),包括彈丸材料、彈丸熱處理狀態(tài)和彈丸直徑,以及與噴丸設(shè)備有關(guān)的參數(shù),包括彈丸速度和噴射角度。影響彈丸覆蓋率的因素主要有噴丸時間和受噴零件的材料性能。因此,針對一定的噴丸設(shè)備和彈丸,采用最大覆蓋率噴丸成形特定材料和厚度的零件時,所獲得的變形量是定的,該變形量反映了相應(yīng)條件下的噴丸成形極限。
超臨界機翼是現(xiàn)代先進飛機的一個重要特征,作為構(gòu)成機翼外形重要零部件之一的整體壁板在外形上具有復(fù)雜馬鞍形和扭轉(zhuǎn)的特點,在內(nèi)型上具有整體加強凸臺、口框、孔及下陷等,整體帶筋結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也越來越多。對于這類零件,由于自由噴丸的成形極限較小,很難滿足零件外形所需的變形量,為此出現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力噴丸成形技術(shù)。
如圖3所示為預(yù)應(yīng)力噴丸成形的原理圖,在對零件噴丸之前,通過特定的工裝夾具對零件施加一預(yù)定的載荷,從而使零件預(yù)先產(chǎn)生一定的彈性變形,然后再對受拉表面進行噴丸成形。在相同噴丸強度和覆蓋率條件下,預(yù)應(yīng)力噴丸的成形極限是自由噴丸的2~3倍,同時預(yù)應(yīng)力噴丸還可有效控制沿噴丸路線方向的附加彎曲變形。
目前,預(yù)應(yīng)力噴丸成形技術(shù)在超臨界機翼整體壁板的制造中已經(jīng)獲得應(yīng)用,如圖4所示為加拿大NMF公司采用預(yù)應(yīng)力噴丸技術(shù)為以色列 Galaxy飛機制造的機翼帶筋整體壁板。預(yù)應(yīng)力噴丸成形技術(shù)的應(yīng)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(dāng)然,要對零件施加預(yù)應(yīng)力需要設(shè)計制造專門的預(yù)應(yīng)力夾具,預(yù)應(yīng)力夾具設(shè)計時要確保簡單、輕便、易于操作,并要與所采用的噴丸設(shè)備相協(xié)調(diào)。因此,進一步研究簡單易行的預(yù)應(yīng)力加載方式以及采用有限元法分析和精確確定所施加預(yù)應(yīng)力的大小,以確保零件在預(yù)應(yīng)力下完全處于彈性變形范圍內(nèi),將是預(yù)應(yīng)為噴形技術(shù)的發(fā)展趨勢。
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