一种长桁接头的喷丸保护工装的制作方法

[0001]
本实用新型涉及飞机制造技术领域，尤其涉及一种长桁接头的喷丸保护工装。


背景技术：

[0002]
喷丸强化是指在外力的驱动下，以小而硬的弹丸流高速撞击金属零件表面进行冷加工的一种工艺过程。它使受喷零件表层的金属产生塑性变形和组织结构变化，改善其力学性能、残余应力状态和表面完整性。疲劳断裂是飞机金属零件失效的主要原因之一，而喷丸强化能使金属表面产生残留压应力以增加抗疲劳强度，即改善金属的疲劳寿命。所以，喷丸强化在国内外航空工业中得到广泛应用。
[0003]
常见的飞机产品喷丸区域要求一般有两种：全部表面喷丸强化与局部区域喷丸强化。对于只有单一强度要求的产品全部表面喷丸强化，产品表面无需进行保护；但对于飞机用长桁接头需要进行局部喷丸强化，则需要考虑如何对产品非喷丸区域的保护，一旦保护不到位，在喷丸过程中，弹丸溅射到产品的非喷丸区域，会造成产品损伤，降低产品使用寿命。
[0004]
目前，常用保护方式采用聚乙烯薄膜或者屏蔽保护胶带将产品非喷丸区域进行保护，这种方式喷丸后拆除步骤比较繁琐，造成现场生产工作效率低下，且一次性产品消耗量大，成本高，不适用于产品批生产。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型的目的在于提出一种长桁接头的喷丸保护工装，能够对长桁接头的局部喷丸强化，设计巧妙，避免弹丸溅射到非喷丸区域，拆装方便，能够重复利用，降低成本。
[0006]
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
[0007]
本实用新型提供一种长桁接头的喷丸保护工装，包括正面保护工装和反面保护工装，所述反面保护工装被配置为能够容纳长桁接头，并露出所述长桁接头的底面，所述正面保护工装包括：
[0008]
第一定位底座，用于对所述长桁接头进行支撑及定位；以及
[0009]
锁定组件，与所述第一定位底座锁定配合，以将所述长桁接头锁定在所述第一定位底座上，并露出所述长桁接头的待处理表面。
[0010]
该长桁接头的喷丸保护工装通过将长桁接头容纳在反面保护工装上，能够将长桁接头的底面露出，以便于对长桁接头的底面进行喷丸强化；通过将长桁接头安装在正面保护工装上，通过第一定位底座能够对长桁接头进行支撑及定位，通过锁定组件能够将长桁接头锁定在第一定位底座上，并露出长桁接头的正面的待处理表面，以对长桁接头的待处理表面进行喷丸强化，该长桁接头的喷丸保护工装实现了长桁接头的局部喷丸强化，设计巧妙，避免弹丸溅射到非喷丸区域，提高喷丸强化的效果，拆装方便，能够重复利用，降低成本。
[0011]
作为上述长桁接头的喷丸保护工装的一种优选方案，所述第一定位底座包括：
[0012]
底座本体，其周向设置有限位挡边，所述底座本体与所述限位挡边形成限位槽；以及
[0013]
第一定位块，设置于所述底座本体上，所述第一定位块与所述长桁接头的限位孔相适配。
[0014]
该第一定位底座通过底座本体与限位挡边形成的限位槽能够对长桁接头的周向进行定位，通过第一定位块能够与长桁接头的限位孔相适配，避免限位孔内侧面进行喷丸强化。
[0015]
作为上述长桁接头的喷丸保护工装的一种优选方案，所述限位挡边的高度高于或等于所述长桁接头的周向侧壁的高度。
[0016]
通过上述设置能够避免在长桁接头的周向侧壁进行喷丸强化。
[0017]
作为上述长桁接头的喷丸保护工装的一种优选方案，所述第一定位块的高度高于或等于所述长桁接头的所述限位孔的侧壁的高度。
[0018]
通过上述设置能够避免在长桁接头的限位孔的内侧面进行喷丸强化。
[0019]
作为上述长桁接头的喷丸保护工装的一种优选方案，所述锁定组件包括：
[0020]
插接件，与所述第一定位底座插接配合，所述插接件上设置有通孔；以及
[0021]
定位销，所述定位销被配置为能够插入所述第一定位底座上的插接孔以及所述通孔，以将所述插接件锁定在所述第一定位底座上。
[0022]
该结构的锁定组件结构简单，容易实现通过定位销锁定或解锁插接件，操作方便。
[0023]
作为上述长桁接头的喷丸保护工装的一种优选方案，所述插接件包括：
[0024]
抵持部，与所述第一定位块和所述长桁接头相抵持；以及
[0025]
插接部，与所述抵持部相连，所述插接部与所述第一定位底座上的安装孔插接配合，所述插接部上设置有所述通孔。
[0026]
插接件通过抵持部与第一定位块和长桁接头相抵持，以将长桁接头进行锁定，而且能够避免长桁接头的局部区域被抵持部遮挡，以防止在该区域进行喷丸强化。
[0027]
作为上述长桁接头的喷丸保护工装的一种优选方案，所述抵持部的内侧壁为弧形面，所述弧形面与所述长桁接头相贴合。
[0028]
抵持部的内侧壁为弧形面，能够与长桁接头相贴合，增强对长桁接头的锁定稳定性，而且避免在抵持部与长桁接头相对应的位置进行喷丸强化。
[0029]
作为上述长桁接头的喷丸保护工装的一种优选方案，所述反面保护工装包括：
[0030]
第二定位底座，设置有容纳所述长桁接头的容置槽，所述容置槽的槽底与所述长桁接头的顶面相适配；以及
[0031]
第二定位块，被配置为插接在所述长桁接头的限位孔内。
[0032]
该结构的反面保护工装通过第二定位底座上的容置槽能够对长桁接头进行限位，容置槽的槽底与长桁接头的顶面相适配，对长桁接头的定位较为稳定，避免长桁接头移动，通过第二定位块能够插接在长桁接头的限位孔内，以对长桁接头进行定位，而且避免在限位孔的内侧面进行喷丸强化。
[0033]
作为上述长桁接头的喷丸保护工装的一种优选方案，所述容置槽的槽底设置有贯通孔，所述长桁接头的限位孔的侧壁穿设在所述贯通孔内。
[0034]
该结构的反面保护工装，结构简单，容易制备，节省材料，而且能够便于取出长桁
接头。
[0035]
作为上述长桁接头的喷丸保护工装的一种优选方案，所述容置槽的周向槽壁的高度大于或等于所述长桁接头的周向侧壁的高度；
[0036]
所述第二定位块的高度高于或等于所述长桁接头的限位孔的侧壁的高度。
[0037]
上述设置能够便于仅对长桁接头的底面进行喷丸强化，避免在其他区域进行喷丸强化。
[0038]
本实用新型的有益效果：
[0039]
本实用新型提出的长桁接头的喷丸保护工装，通过将长桁接头容纳在反面保护工装上，能够将长桁接头的底面露出，以便于对长桁接头的底面进行喷丸强化；通过将长桁接头安装在正面保护工装上，通过第一定位底座能够对长桁接头进行支撑及定位，通过锁定组件能够将长桁接头锁定在第一定位底座上，并露出长桁接头的正面的待处理表面，以对长桁接头的待处理表面进行喷丸强化，该长桁接头的喷丸保护工装实现了长桁接头的局部喷丸强化，设计巧妙，避免弹丸溅射到非喷丸区域，提高喷丸强化的效果，拆装方便，能够重复利用，降低成本。
附图说明
[0040]
图1是本实用新型提供的长桁接头的结构示意图一；
[0041]
图2是本实用新型提供的长桁接头的结构示意图二；
[0042]
图3是本实用新型提供的正面保护工装与长桁接头的装配结构示意图一；
[0043]
图4是本实用新型提供的正面保护工装与长桁接头的装配结构示意图二；
[0044]
图5是本实用新型提供的反面保护工装与长桁接头的装配结构示意图一；
[0045]
图6是本实用新型提供的反面保护工装与长桁接头的装配结构示意图二；
[0046]
图7是本实用新型提供的正面保护工装的结构示意图一；
[0047]
图8是本实用新型提供的正面保护工装的结构示意图二；
[0048]
图9是图8中沿a-a线的剖视图；
[0049]
图10是本实用新型提供的反面保护工装的结构示意图一；
[0050]
图11是本实用新型提供的正面保护工装的结构示意图二。
[0051]
图中：
[0052]
1、第一定位底座；11、底座本体；12、第一定位块；13、限位挡边；
[0053]
2、锁定组件；21、插接件；211、抵持部；212、插接部；22、定位销；
[0054]
3、第二定位底座；31、容置槽；32、贯通孔；
[0055]
4、第二定位块；
[0056]
100、长桁接头；101、缘条部；102、纵向主体；103、限位孔。
具体实施方式
[0057]
为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新
型保护的范围。
[0058]
在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0059]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0060]
常见的飞机产品喷丸区域要求一般有两种：全部表面喷丸强化与局部区域喷丸强化。对于只有单一强度要求的产品全部表面喷丸强化，产品表面无需进行保护；但对于飞机用长桁接头100需要局部进行喷丸强化，则需要考虑如何对产品非喷丸区域的保护，一旦保护不到位，在喷丸过程中，弹丸溅射到产品的非喷丸区域，会造成产品损伤，降低产品使用寿命。目前，常用保护方式采用聚乙烯薄膜或者屏蔽保护胶带将产品非喷丸区域进行保护，这种方式喷丸后拆除步骤比较繁琐，造成现场生产工作效率低下，且一次性产品消耗量大，成本高，不适用于产品批生产。
[0061]
为了解决上述问题，本实施例提供一种长桁接头的喷丸保护工装，用于对长桁接头100进行局部喷丸强化时起到保护的作用，如图1和图2所示，长桁接头100包括缘条部101以及设置于缘条部101上的纵向主体102，长桁接头100上设置有贯通缘条部101和纵向主体102的限位孔103，该限位孔103使得纵向主体102呈y形结构。该结构的长桁接头100的限位孔103的内侧面、y形结构位于头部的端部位置的顶面及端面(不包括外侧面)、以及缘条部101的周向侧壁均不作喷丸强化(图1中具有阴影的部分不作喷丸强化)，其余位置均进行喷丸强化。
[0062]
如图2-6所示，长桁接头的喷丸保护工装包括正面保护工装和反面保护工装，反面保护工装被配置为能够容纳长桁接头100，并露出长桁接头100的底面，正面保护工装包括第一定位底座1和锁定组件2，第一定位底座1用于对长桁接头100进行支撑及定位，锁定组件2与第一定位底座1锁定配合，以将长桁接头100锁定在第一定位底座1上，并露出长桁接头100的待处理表面。
[0063]
该长桁接头的喷丸保护工装通过将长桁接头100容纳在反面保护工装上，能够将长桁接头100的底面露出，以便于对长桁接头100的底面进行喷丸强化；通过将长桁接头100安装在正面保护工装上，通过第一定位底座1能够对长桁接头100进行支撑及定位，通过锁定组件2能够将长桁接头100锁定在第一定位底座1上，并露出长桁接头100的正面的待处理表面，以对长桁接头100的待处理表面进行喷丸强化，该长桁接头的喷丸保护工装实现了长桁接头100的局部喷丸强化，设计巧妙，避免弹丸溅射到非喷丸区域，提高喷丸强化的效果，拆装方便，提高生产效率，而且能够重复利用，降低成本。
[0064]
具体地，如图7-9所示，第一定位底座1包括底座本体11和第一定位块12，底座本体
11的周向设置有限位挡边13，底座本体11与限位挡边13形成限位槽，第一定位块12设置于底座本体11上，第一定位块12与长桁接头100的限位孔103相适配。该第一定位底座1通过底座本体11与限位挡边13形成的限位槽能够对长桁接头100的周向进行定位，通过第一定位块12能够与长桁接头100的限位孔103相适配，避免限位孔103的内侧面进行喷丸强化。
[0065]
可选地，限位挡边13的高度高于或等于长桁接头100的周向侧壁的高度。通过上述设置能够避免在长桁接头100的周向侧壁进行喷丸强化。本实施例中，限位挡边13的高度等于长桁接头100的周向侧壁的高度，该结构能够避免在长桁接头100的周向侧壁进行喷丸强化，而且节省材料。
[0066]
可选地，第一定位块12的高度高于或等于长桁接头100的限位孔103的侧壁的高度。通过上述设置能够避免在长桁接头100的限位孔103的内侧面进行喷丸强化。本实施例中，第一定位块12的高度等于长桁接头100的限位孔103的侧壁的高度，能够避免在长桁接头100的限位孔103的内侧面进行喷丸强化，而且节省材料。
[0067]
如图8和9所示，锁定组件2包括插接件21和定位销22，插接件21与第一定位底座1插接配合，插接件21上设置有通孔，定位销22被配置为能够插入第一定位底座1上的插接孔以及通孔，以将插接件21锁定在第一定位底座1上。该结构的锁定组件2结构简单，容易实现通过定位销22锁定或解锁插接件21，操作方便。
[0068]
插接件21包括抵持部211和插接部212，抵持部211与第一定位块12和长桁接头100相抵持，插接部212与抵持部211相连，插接部212与第一定位底座1上的安装孔插接配合，插接部212上设置有通孔。插接件21通过抵持部211与第一定位块12和长桁接头100相抵持，以将长桁接头100进行锁定，而且能够避免长桁接头100的局部区域被抵持部211遮挡，以防止该区域进行喷丸强化。锁定组件2采用定位销22固定的形式，可以保证每一次长桁接头100装夹在同一个位置，确保长桁接头100喷丸强化后的质量不受影响。
[0069]
可选地，抵持部211的内侧壁为弧形面，弧形面与长桁接头100相贴合。抵持部211的内侧壁为弧形面，能够与长桁接头100相贴合，增强对长桁接头100的锁定稳定性，而且避免抵持部211与长桁接头100相对应的位置进行喷丸强化(即避免在y形结构位于头部的端部位置的顶面及端面进行喷丸强化)。
[0070]
如图10和图11所示，反面保护工装包括第二定位底座3和第二定位块4，第二定位底座3设置有容纳长桁接头100的容置槽31，容置槽31的槽底与长桁接头100的顶面相适配，对长桁接头100的定位较为稳定，避免长桁接头100移动；第二定位块4用于插接在长桁接头100的限位孔103内，以对长桁接头100进行定位，而且避免在限位孔103的内侧面进行喷丸强化。
[0071]
进一步地，容置槽31的槽底设置有贯通孔32，长桁接头100的限位孔103的侧壁穿设在贯通孔32内。该结构的反面保护工装，结构简单，容易制备，节省材料，而且能够便于取出长桁接头100。
[0072]
可选地，容置槽31的周向槽壁的高度大于或等于长桁接头100的周向侧壁的高度；第二定位块4的高度高于或等于长桁接头100的限位孔103的侧壁的高度。上述设置能够便于仅对长桁接头100的底面进行喷丸强化，避免其他区域进行喷丸强化。本实施例中，容置槽31的周向槽壁的高度等于长桁接头100的周向侧壁的高度；第二定位块4的高度等于长桁接头100的限位孔103的侧壁的高度，既避免了非喷丸区域进行喷丸强化，而且节省材料。
[0073]
通过对不同材料进行喷丸抗击打能力评估实验，该长桁接头的喷丸保护工装可采用以下三种材料制成：abs树脂、聚乳酸(pla)、尼龙(pa)。
[0074]
abs树脂是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑高分子结构材料。它结合了三种组分的性能，其中丙烯腈具有高的硬度和强度、耐热性和耐腐蚀性；丁二烯具有抗冲击性和韧性；苯乙烯具有表面高光泽性、易着色性和易加工性。上述三组分的特性使得abs塑性成为一种“质坚、性韧、刚性大”的综合性能良好的热塑性塑料，但在3d打印过程中会产生刺鼻性气味。
[0075]
聚乳酸(pla)是一种对环境影响低的热敏性硬塑料。它不是石化产品，而是一种可再生资源的衍生物，是一种较为新型环保的塑料，有非常好的打印特质；打印熔融时没有abs那样刺鼻的气味。打印出来的模型硬度和强度都不错。在自然情况下，pla是透明的，加入色彩后打印出来的效果往往色彩明亮，光泽度好。作为构建材料，它适用于所有大小的打印产品。在50摄氏度以下的环境稳定性为20年。但是pla材料的后期加工难度比abs高，相比价格也高。它可以作为abs的支撑材料使用，因为将它从打印平台撕下来比较容易。
[0076]
尼龙(pa)是一种分子主链含有重复酰胺基团的热塑性树脂总称。它的材料强度且有一定的柔韧性，可以打印功能性的最终产品，以及各种复杂的设计。尼龙的表面会有一些小颗粒，有磨砂感，但是可以后期抛光、喷砂并上色。原色是白色、可上红、蓝、黑等多种颜色。在3d模型打印时可以节省打印材料。
[0077]
材料成本预估：聚乳酸(pla)＞abs树脂＞尼龙(pa)。
[0078]
本实施例中，正面保护工装和反面保护工装采用尼龙材料制成，制成成本低，加工难度小，具备喷丸所需的强度和硬度，有利于现场反复使用，减少了正面保护工装和反面保护工装的过度消耗，节约了生产成本。
[0079]
长桁接头100的喷丸强化的过程：
[0080]
如图3和图4所示，首先，将长桁接头100安装在正面保护工装上，长桁接头100的底面与第一定位底座1相贴合，长桁接头100的周向侧壁与第一定位底座1周边的限位挡边13相贴合，第一定位块12穿设在长桁接头100的限位孔103内。
[0081]
然后，将锁定组件2的插接件21插接在第一定位底座1的安装孔内，定位销22穿过第一定位底座1的插接孔以及插接件21上的通孔，并使插接件21与长桁接头100相抵持，从而将长桁接头100固定在第一定位底座1上，通过正面保护工装以将长桁接头100的待处理表面露出。
[0082]
之后，对露出的待处理表面进行喷丸强化。
[0083]
如图5和图6所示，对于完成正面喷丸强化后的长桁接头100，将其安装在反面保护工装上，长桁接头100的顶面与容置槽31的槽底相贴合，第二定位块4插接在长桁接头100的限位孔103内，仅露出长桁接头100的底面。
[0084]
然后对长桁接头100的底面进行喷丸强化，从而实现了整个长桁接头100的喷丸强化。
[0085]
当然，还可以首先通过反面保护工装对长桁接头100的底面进行喷丸强化，然后再通过正面保护工装对长桁接头100的正面的待处理表面进行喷丸强化。
[0086]
于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装
置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
[0087]
在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
[0088]
此外，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

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