一种机翼整体壁板预应力夹持装置及使用方法
阅读说明：本技术 一种机翼整体壁板预应力夹持装置及使用方法 (Integral wing panel prestress clamping device and using method ) 是由 王迥仁 吴峰 袁婕 于 2020-12-15 设计创作，主要内容包括：一种机翼整体壁板预应力夹持装置及使用方法,所述的预应力夹持装置含有支臂、进给机构、第一施力机构和第二施力机构,所述的支臂为主体承力件,所述的进给机构位于支臂的中部,向壁板施加向外压力,所述的第一施力机构和第二施力机构分别位于支臂的两端,第一施力机构和第二施力机构的施力方向与进给机构的施力方向相反,向壁板施加向内拉力。(The prestress clamping device comprises a support arm, a feeding mechanism, a first force application mechanism and a second force application mechanism, wherein the support arm is a main body bearing part, the feeding mechanism is positioned in the middle of the support arm and applies outward pressure to the wall plate, the first force application mechanism and the second force application mechanism are respectively positioned at two ends of the support arm, and the force application directions of the first force application mechanism and the second force application mechanism are opposite to the force application direction of the feeding mechanism and apply inward tension to the wall plate.)
技术领域
本申请涉及飞机制造技术，具体是一种用于机翼整体壁板预应力夹持装置及方法。
背景技术
机翼壁板作为飞机上最重要的一类零件来说，它既是构成飞机气动外形的重要组成部分，同时也是机翼的主要承力构件。机翼整体壁板是带筋的新一代整体壁板(可称为第四代)，为超临界翼型，不仅具有复杂双曲率外形，同时还具有复杂的内部结构，如整体加厚凸台、口框及筋条等，以达到既满足外形要求，同时又减少零件数量、减轻重量和提高使用寿命的目的。目前针对这种具有复杂外形和结构的整体壁板零件的制造技术属世界性难题，在国内已成为某重点型号飞机研制的关键制造技术之一。预应力喷丸成形是目前机翼整体壁板形成复杂的空气动力曲线较好的方法，这种无模工艺对壁板的成型是最理想的，这种工艺还可用来去除复杂零件由于机加或热处理产生的扭曲变形。高效、合理的预应力夹持方式是预应力喷丸成形得以实现的根本保障，预应力夹持装置决定了预应力夹持的准确性、适应性、可靠性与重现性，决定了壁板预弯装夹效率和一次成形合格率的高低。因此需要设计一种合理、便捷的预应力夹持装置来有效提高壁板预弯装夹效率和外形准确性，使壁板在相同的喷丸参数下达到最佳的外形状态，保证壁板的表面质量。
发明内容
为满足飞机研制的需求和现有技术存在的问题，本申请的目的在于提供一种机翼整体壁板预应力夹持装置。
一种机翼整体壁板预应力夹持装置，所述的机翼整体壁板含有壁板和肋，其特征在于，所述的预应力夹持装置含有支臂、进给机构、第一施力机构和第二施力机构，所述的支臂为主体承力件，所述的进给机构位于支臂的中部，所述的第一施力机构和第二施力机构分别位于支臂的两端，第一施力机构和第二施力机构的施力方向与进给机构的施力方向相反。
所述的支臂中部设有螺纹通孔，支臂的一端设有第一长圆孔，支臂的另一端设有第二长圆孔，第一长圆孔与第二长圆孔的长度方向与支臂的长度方向一致，第一长圆孔的的表面有齿纹，第二长圆孔的孔边有弧形倒角。
所述的进给机构含有垫块和进给螺杆，垫块位于进给螺杆的前端，进给螺杆与支臂中部的螺纹通孔连接。
所述的第一施力机构含有U形块和第一施力螺杆，U形块的一侧壁连接在施力螺杆的前端，第一施力螺杆通过一个带肩衬套连接在支臂的第一长圆孔上，带肩衬套的肩部设有与第一长圆孔表面齿纹匹配的齿条。
所述的第二施力机构含有夹钳头和第二施力螺杆，夹钳头与机翼整体壁板的肋匹配，夹钳头位于第二施力螺杆前端，第二施力螺杆通过球面螺母连接在支臂的第二长圆孔上，球面螺母的球面与第二长圆孔的弧形倒角匹配。
所述的夹钳头是一个组合框结构，含有左侧框和右侧框，左侧框连接在第二施力螺杆前端，左侧框和右侧框互补嵌合，并用螺栓连接为一体结构。
所述的第二施力螺杆的前端为球头结构，所述的夹钳头的左侧框上设有与球头结构匹配的球窝，第二施力螺杆与夹钳头的左侧框采用球头球窝结构连接。
本申请还提供一种上述机翼整体壁板预应力夹持装置的使用方法：1)通过第二施力机构夹钳头的前端将机翼整体壁板的肋夹持，2)调整支臂，使进给机构的垫块贴合壁板内侧，3)再将第一施力机构的U形块勾住壁板边缘部位，4)分别旋转进给机构的进给螺杆和第一施力机构的第一施力螺杆和第二施力机构的第二施力螺杆，使进给机构的垫块压接在壁板上，进给机构通过垫块向壁板施加向外的压力，第一施力机构通过U形块反向拉紧壁板的边缘，第二施力机构的夹钳头反向拉紧肋，第一施力机构和第二施力机构向壁板施加向内的拉力，使机翼整体壁板形成预应力夹持状态。
本申请的有益效果在于：1)本申请提出了一种结构简单、操作方便、夹持可靠，能实现双向施力的预应力夹持方式。2)本申请通过球面、弧面接触连接适应壁板预弯后产生的角度。3)本申请采用齿形咬合结构保证施力夹持过程中U形块位置固定。4)本申请采用长圆孔实现第一施力机构和第二施力机构的施力点的自由调节。
以下结合附图及实施例对本申请作进一步的详细描述。
附图说明
图1为机翼整体壁板预应力夹持装置结构示意图。
图2为机翼整体壁板预应力夹持装置的使用方法示意图。
图3为夹钳头结构示意图。
图中编号说明：1壁板、2肋、3支臂、4第一施力机构、5进给机构、6第二施力机构、7U形块、8第一施力螺杆、9垫块、10进给螺杆、11夹钳头、12第二施力螺杆、13第一长圆孔、14第二长圆孔、15左侧框、16右侧框、17螺栓。
具体实施方式
参见附图，飞机的机翼整体壁板含有壁板1和肋2，本申请提供的机翼整体壁板预应力夹持装置，含有支臂3、第一施力机构4、进给机构5和第二施力机构6。所述的支臂3为主体承力件，支臂3中部设有螺纹通孔，支臂的一端设有第一长圆孔13，支臂的另一端设有第二长圆孔14，第一长圆孔13与第二长圆孔14的长度方向与支臂3的长度方向一致，第一长圆孔13的的表面有齿纹，第二长圆孔14的孔边有弧形倒角。
所述的进给机构5位于支臂3的中部，进给机构5含有垫块9和进给螺杆10，垫块9位于进给螺杆10的前端，垫块9与进给螺杆10间隙连接，垫块9的端面最好为球面，以适应压接壁板1时的角度调整，进给螺杆10与支臂3中部的螺纹通孔连接。
所述的第一施力机构4和第二施力机构6分别位于支臂1的两端，第一施力机构4和第二施力机构6的施力方向与进给机构5的施力方向相反。
所述的第一施力机构含有U形块7和第一施力螺杆8，U形块7的一侧壁连接在施力螺杆的前端，U形块7的另一侧壁内侧设有半球形凸起，用于压接在壁板端头的外侧，第一施力螺杆8通过一个带肩衬套连接在支臂3的第一长圆孔13上，带肩衬套的肩部设有与第一长圆孔13表面齿纹匹配的齿条，第一长圆孔13用于调节第一施力螺杆8与支臂3的连接位置，衬套肩部的齿条与第一长圆孔13表面齿纹匹配，便于固定衬套与第一长圆孔13的相对位置。
所述的第二施力机构6含有夹钳头11和第二施力螺杆12，夹钳头11与机翼整体壁板的肋2匹配，夹钳头11位于第二施力螺杆12前端，夹钳头11是一个组合框结构，含有左侧框15和右侧框16，左侧框15和右侧框16互补嵌合，并用螺栓17连接为一体结构。第二施力螺杆12的前端为球头结构，所述的夹钳头的左侧框15上设有与球头结构匹配的球窝，第二施力螺杆12与夹钳头的左侧框15采用球头球窝结构连接，第二施力螺,12通过球面螺母连接在支臂的第二长圆孔14上，球面螺母的球面与第二长圆孔14的弧形倒角匹配。
对机翼整体壁板进行预应力夹持时，使用上述的夹持结构，通过第二施力机构6夹钳头11的前端将机翼整体壁板的肋2夹持，调整支臂3，使进给机构5的垫块9贴合壁板1的内侧，再将第一施力机构4的U形块7勾住壁板1边缘部位的外侧，分别旋转进给机构5的进给螺杆10和第一施力机构4的第一施力螺杆8和第二施力机构6的第二施力螺杆12，使进给机构5的垫块9压接在壁板1的内侧，进给机构5通过垫块9向壁板1施加向外的压力，第一施力机构4通过U形块7反向拉紧壁板1的边缘，第二施力机构6的夹钳头11反向拉紧肋2，第一施力机构4和第二施力机构6向壁板1施加向内的拉力，使机翼整体壁板形成预应力夹持状态。
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