一种热振复合应力均化装置，它由振动时效系统（A）和热时效系统（B）构成；热时效系统（B）的外罩（13）将振动时效系统（A）大部分包容其内，热时效系统（B）的内胆（12）罩在振动时效系统（A）的振动平台（4）之上，内胆（12）底部与地面接触，其四个侧壁中，通过调整三个内壁至振动平台（4）轮廓相等距离来定位内胆（12）与振动平台（4）的相对位置。传统的自然时效会使零部件的生产周期变长，还影响产品的质量，本发明专利技术可有效地提高生产效率，缩短产品研发周期，提高产品的质量，在工业生产实际中起有着非常重要的作用。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种热振复合应力均化装置，它由振动时效系统（A）和热时效系统（B）构成；热时效系统（B）的外罩（13）将振动时效系统（A）大部分包容其内，热时效系统（B）的内胆（12）罩在振动时效系统（A）的振动平台（4）之上，内胆（12）底部与地面接触，其四个侧壁中，通过调整三个内壁至振动平台（4）轮廓相等距离来定位内胆（12）与振动平台（4）的相对位置。传统的自然时效会使零部件的生产周期变长，还影响产品的质量，本专利技术可有效地提高生产效率，缩短产品研发周期，提高产品的质量，在工业生产实际中起有着非常重要的作用。【专利说明】一种热振复合应力均化装置
本专利技术涉及一种热振复合应力均化装置，它包括振动时效系统(振动平台、激振器、加紧装置、振动平台、拾振器、胶垫和控制器等)和热时效系统(加热内胆、外罩、热电偶、耐热风扇和控制器等)的设计，以及两者之间结合方式的探讨和选择，本专利技术属于机械类具体设计生产和应用的
。
技术介绍
制造业是一个国家的支柱产业，制造技术更是各种高科技产业赖以生存和发展的技术支撑。航空制造业作为制造业的一个重要分支，近年来得到了迅速的发展。现代飞机的制造对性能要求越来越高，飞机的结构设计也发生了较大的变化。从零件结构上看，为了减轻重量，整体结构件构件在制造过程中得到了尽可能多的应用。但整体结构件的加工过程中存在着变形的问题，整体框，梁和接头在数控加工后和加工过程中都存在不同程度的变形；在对薄壁，侧壁与腹板等位置加工时，切削会使其发生局部的加工变形。加工变形是多家航空企业面临的难题，因此引起了国内外学者的研究热潮。除了在加工过程中对工件，刀具和走刀方式进行改进的办法，各国学者对残余应力均化也做了研究。实验表明，经过应力均化的结构件变形要远小于没有经过应力均化的结构件。目前，生产实际中应力均化基本上是采用下列方法:(I)自然时效、(2)振动时效、(3)热处理时效。自然时效周期长，生产率低；热时效和振动时效应用广泛，但是各有局限，因此可以使用热振复合时效完成。目前残余应力均化的研究和应用绝大多数是针对碳钢结构，对铝合金，不锈钢的应用较少，而近年来这些新型结构材料使用越来越多，所以对这些材料的残余应力均化也成为了一个重要的研究课题。市面上热时效装置和振动时效装置研制较多，但热振复合应力均化装置还未有设计，因此本专利技术提供的一种热振复合应力均化装置。
技术实现思路
1、目的:本专利技术是基于上述背景，提供的一种热振复合应力均化装置，主要面向7075铝合金和钛合金，实现热力与振动相复合的均化功能，预期均化的效果将会更加显著。装置振动平台的频率区间为200~300Hz，加热温度为50~400°C，适应于小型工件的残余应力均化。本文也包括工件应力均化的一般流程分析，包括对时效前残余应力分布情况的判断，形位精度要求，以及今后的工作载荷和可能失效的原因，制订合理的振动时效工艺，确定时效路线及重点时效部位，从而实现应力均化。2、技术方案:本专利技术一种热振复合应力均化装置,它由振动时效系统A和热时效系统B构成。它们之间的位置连接关系是:热时效系统B的外罩13将振动时效系统A大部分包容其内，热时效系统B的内胆12罩在振动时效系统A的振动平台4之上，内胆12底部与地面接触，其四个侧壁中，通过调整三个内壁至振动平台4轮廓相等距离来定位内胆12与振动平台4的相对位置。具体可参见图1。所述振动时效系统A包括:激振器1、压紧支架2、压紧螺栓3、振动平台4、垫铁5、胶垫6、拾振器7、控制器8和数据采集仪9。它们之间的位置连接关系是:压紧螺栓3与压紧支架2的螺纹孔配合组成压紧装置，使用两套压紧装置对称地将激振器I的固定板压紧在振动平台4上，激振器I的固定板和振动平台之间加垫隔热板或隔热毡进行隔热；振动平台4的下端面通过胶垫6支撑在垫铁5上；拾振器7与振动平台4的一端采用螺纹或者磁性固定，拾振器7的数据连线接口插头一端与拾振器相连接，穿过振动平台的下端通孔以及热时效系统B的内胆12和外罩13的通孔并伸出，其另外一端和数据采集仪9连接；数据采集仪9和控制器8通过网线连接；控制器8和激振器I通过数据线连接。具体可参见图2。该激振器I是型号为JZ01-01供振动时效专用永磁电机，外形为圆柱体底部外伸两个固定板。主要功能接受控制器8的信号进行激振。该压紧支架2为U型铸铁件，其中一个上臂开有螺纹孔，以便与压紧螺栓3配合将激振器I与振动平台4压紧。该压紧螺栓3为公称直径为25_的螺栓。主要功能是与压紧支架2配合将激振器I与振动平台4压紧。该振动平台4为长方体金属板，平台上开有若干个螺纹孔，用来将需要应力均化的工件通过螺栓固定在振动平台上，并且在平台一端将拾振器7固定连接。其主要功能是保证工件随着振动平台的振动产生共振，从而实现应力均化。该垫铁5为上面开有若干等距离切槽的长方体金属板。主要功能是一方面和胶垫6 一起固定振动平台4，另一方面是减少由于振动平台4的振动产生的噪音，使胶垫6不与地面直接接触。该胶垫6为圆盘形高温橡胶，其支撑点根据振动实际情况设置在振型的节线处。主要功能是支撑振动平台4，以便实现振动时效所需振型。该拾振器7是型号为891-2型加速度式拾振器；主要功能是将振动信号转化为电压信号，传送给数据采集仪9。该控制器8呈长方体，内部装有工控主板，型号为AMB-763G2。主要功能为分析采集信号并控制激振器I产生振动。该数据采集仪9呈长方体，型号为INV3020C。主要功能用以对获得的电压信号进行采集和处理。所述热时效系统B包括:控制器10、数据采集仪11、内胆12、外罩13、驱动器14、耐热风扇15、加热管16和高温温度传感器17。它们之间的位置连接关系是:外罩13罩在内胆12上，两物体中心相符；驱动器14与耐热风扇15用导线连接，并且均使用螺栓固定在外罩13上，耐热风扇15的扇叶深入内胆12和外罩13的夹层空间内；两个加热管16通过螺钉固定在内胆12顶部的上下表面；高温温度传感器17通过螺纹与外罩13连接，并且深入内胆12的通孔至内胆中心；高温温度传感器17的数据线与数据采集仪11连接；数据采集仪11和控制器10通过网线连接；控制器10和加热管16通过数据线连接，该数据线与振动时效系统A的拾振器7的数据线一起通过内胆12和外罩13的通孔。具体可参见图3和图4。该控制器10呈长方体，内部装有工控主板，型号为AMB-763G2。主要功能为分析采集信号并控制加热管16进行加热。该数据采集仪11呈长方体，型号为INV3020C。主要功能用以对获得的电压信号进行采集和处理。该内胆12为金属板制作，呈箱式状；内胆的顶部为栅栏式设计，即开了若干等距离的槽，方便加热管的安装，内胆的侧壁打了若干孔，方便与外罩形成回流。内胆12和外罩13和在靠近激振器I的一侧的底部均开方槽，保证振动平台可以正常振动不受到影响。该外罩13为金属板制作，呈箱式状；内壁加一层隔热材料，如陶瓷纤维板等，厚度不超过50mm,主要功能为保温。该驱动器14呈长方体，与耐热风扇15配套，主要功能是控制耐热风扇转速。该耐热风扇15为订制风扇，型号如5E-230B改进型，扇叶可以使用耐高温铝合金，通过使用合适的风速带动空气流动使温度场均匀。该加热管16的形状为W型本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种热振复合应力均化装置，其特征在于：它由振动时效系统（A）和热时效系统（B）构成；热时效系统（B）的外罩（13）将振动时效系统（A）大部分包容其内，热时效系统（B）的内胆（12）罩在振动时效系统（A）的振动平台（4）之上，内胆（12）底部与地面接触，其四个侧壁中，通过调整三个内壁至振动平台（4）轮廓相等距离来定位内胆（12）与振动平台（4）的相对位置；所述振动时效系统（A）包括：激振器（1）、压紧支架（2）、压紧螺栓（3）、振动平台（4）、垫铁（5）、胶垫（6）、拾振器（7）、控制器（8）和数据采集仪（9）；压紧螺栓（3）与压紧支架（2）的螺纹孔配合组成压紧装置，使用两套压紧装置对称地将激振器（1）的固定板压紧在振动平台（4）上，激振器（1）的固定板和振动平台之间加垫隔热板或隔热毡进行隔热；振动平台（4）的下端面通过胶垫（6）支撑在垫铁（5）上；拾振器（7）与振动平台（4）的一端采用螺纹或者磁性固定，拾振器（7）的数据连线接口插头一端与拾振器相连接，穿过振动平台的下端通孔以及热时效系统（B）的内胆（12）和外罩（13）的通孔并伸出，其另外一端和数据采集仪（9）连接；数据采集仪（9）和控制器（8）通过网线连接；控制器（8）和激振器（1）通过数据线连接；该激振器（1）是型号为JZ01?01供振动时效专用永磁电机，外形为圆柱体底部外伸两个固定板，其功能是接受控制器（8）的信号进行激振；该压紧支架（2）为U型铸铁件，其中一个上臂开有螺纹孔，以便与压紧螺栓（3）配合将激振器（1）与振动平台（4）压紧；该压紧螺栓（3）为公称直径为25mm的螺栓，其功能是与压紧支架（2）配合将激振器（1）与振动平台（4）压紧；该振动平台（4）为长方体金属板，平台上开有复数个螺纹孔，用来将需要应力均化的工件通过螺栓固定在振动平台上，并且在平台一端将拾振器（7）固定连接；其功能是保证工件随着振动平台的振动产生共振，从而实现应力均化；该垫铁（5）为上面开有复数个等距离切槽的长方体金属板，其功能是一方面和胶垫（6）一起固定振动平台（4），另一方面是减少由于振动平台（4）的振动产生的噪音，使胶垫（6）不与地面直接接触；该胶垫（6）为圆盘形高温橡胶，其支撑点根据振动实际情况设置在振型的节线处；其功 能是支撑振动平台（4），以便实现振动时效所需振型；该拾振器（7）是型号为891?2型加速度式拾振器；其功能是将振动信号转化为电压信号，传送给数据采集仪（9）；该控制器（8）呈长方体，内部装有型号为AIMB?763G2工控主板，其功能为分析采集信号并控制激振器（1）产生振动；该数据采集仪（9）呈长方体，型号为INV3020C；其功能用以对获得的电压信号进行采集和处理；所述热时效系统（B）包括：控制器（10）、数据采集仪（11）、内胆（12）、外罩（13）、驱动器（14）、耐热风扇（15）、加热管（16）和高温温度传感器（17）；外罩（13）罩在内胆（12）上，两物体中心相符；驱动器（14）与耐热风扇（15）用导线连接，并且均使用螺栓固定在外罩（13）上，耐热风扇（15）的扇叶深入内胆（12）和外罩（13）的夹层空间内；两个加热管（16）通过螺钉固定在内胆（12）顶部的上下表面；高温温度传感器（17）通过螺纹与外罩（13）连接，并且深入内胆（12）的通孔至内胆中心；高温温度传感器（17）的数据线与数据采集仪（11）连接；数据采集仪（11）和控制器（10）通过网线连接；控制器（10）和加热管（16）通过数据线连接，该数据线与振动时效系统（A）的拾振器（7）的数据线一起通过内胆（12）和外罩（13）的通孔；该控制器（10）呈长方体，内部装有型号为AIMB?763G2工控主板，其功能为分析采集信号并控制加热管（16）进行加热；该数据采集仪（11）呈长方体，型号为INV3020C，其功能用以对获得的电压信号进行采集和处理；该内胆（12）为金属板制作，呈箱式状；内胆的顶部为栅栏式设计，即开了复数个等距离的槽，方便加热管的安装，内胆的侧壁打了复数个孔，方便与外罩形成回流；内胆（12）和外罩（13）和在靠近激振器（1）的一侧的底部均开长方槽，保证振动平台可以正常振动不受影响；该外罩（13）为金属板制作，呈箱式状；内壁加一层隔热材料，如陶瓷纤维板，厚度不超过50mm，其功能为保温；该驱动器（14）呈长方体，与耐热风扇（15）配套，其功能是控制耐热风扇转速；该耐热风扇（15）为订制风扇，型号是5E?230B改进型，扇叶使用耐高温铝合金，通过使用合适的风速带动空气流动使温度场均匀；该加热管（1...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴琼，张以都，吕田，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。