CN104451078B - 用于冲击航空航天应用的金属部件的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于冲击航空航天应用的金属部件的方法和设备。提供了用于改变工件的物理特性的设备和方法，所述工件在进一步处理之前已经被预加载。在处理期间，工件被支撑在固定位置。从动构件对工件的一个表面施加多次冲击。从动构件在可调参数内操作。在用于改变金属工件的物理特性的可预调参数的控制下，具有可调参数的控制器可操作地连接至从动构件以使从动构件对工件表面施加多次冲击。

Description

用于冲击航空航天应用的金属部件的方法和设备

技术领域

本公开涉及使用机械系统以改变金属部件的物理特性。更具体地，本公开涉及用于以机械地(例如通过撞击喷丸硬化(impact peening))将金属工件处理成用于飞机和航空航天应用的最终金属组件。

背景技术

目前，薄板和板产品形式的金属部件通过使用包括喷丸(shot peening)、超声喷丸(ultrasonic peening)和激光喷丸(laser peening)的系统被制造成，但不限于，飞机的机身蒙皮、机翼蒙皮和结构区域。对较薄的材料进行喷丸效果很好，但是如当需要对部件进行精密处理时，很难控制。对于较厚的材料，需要大的弹丸(shot)来对部件进行处理。大的弹丸可损害部件的表面，导致可能需要另外的处理步骤来满足表面光洁度要求。超声喷丸和激光喷丸用于厚和薄的金属组件，但是这种系统要求大量时间来将金属组件处理成期望的最终状态。激光喷丸对初期资本和稍后的再产生的成本的投资水平要求较高。需要提供易调整的机械系统以处理从薄金属片变化为厚度大于一英寸的组件，其中，对这种金属组件的精密处理比现有处理更经济。

通过将这种系统与参考附图在本发明的其余部分阐述的本公开进行比较，常规和传统方法的其它限制和缺点对本领域的技术人员而言将变得很明显。

本申请是与本申请同一日提交的(即，2013年9月19日)名称为"Control FeedbackLoop for Real-Time Variable Needle Peen Forming"的美国专利申请号14/031,771的相关申请。

发明内容

在本公开的一方面，提供了用于改变金属工件的物理特性的设备。提供了用于在处理期间将工件固定在适当位置的支撑件。从动构件对工件表面施加多次冲击。从动构件在可调参数内操作。在用于改变金属工件的物理特性的可调参数的控制下和/或其范围内，具有可调参数的控制器可操作地连接至从动构件以使从动构件对工件表面施加多次冲击。

在本公开的另一方面，提供了用于改变具有表面的金属工件的特性的方法。在处理期间，工件被支撑在适当位置上。对工件表面施加多次冲击。控制器被设置为具有可调参数。在用于改变工件物理特性的可调参数范围内施加冲击。

在本公开的又一方面，提供了用于改变具有表面的金属工件所需的物理特性或效果直到实现最终金属组件的方法。该方法包含对工件进行预加载以为工件提供初始轮廓。此后，工件被牢固支撑而同时对工件W的表面施加多次冲击。在可调参数的范围以及控制内施加多次冲击。持续施加多次冲击直至最终的金属组件实现所需的物理特性或效果。

已讨论的特征、功能和优点可在各种实施方案中独立地实现，或可在其它实例中予以组合，参考以下描述和附图可看到其进一步的细节。

附图说明

图1是用于通过从动构件处理工件以获得最终组件的一种旋转冲击装置的内部的剖开透视图；

图2是对工件施加冲击的从动构件的示意图；

图3是向工件传输冲击能量的从动构件的示意图；

图4是图示用于预加载工件的一种固定装置的示意图；

图5与图4相似，是示出用于预加载工件的另一种固定装置的示意图；

图6是示出当工件被预加载在图4或图5的固定装置中时施加在其凹面上的力的示意图；

图7是当由从动构件将冲击施加至工件时被夹具保持在支撑件表面上的适当位置上的工件的一个实例的示意图；

图8与图7相似，是当由从动构件将冲击施加至工件时被夹具保持在适当位置上的工件的另一个实例的示意图；

图9与图7和图8相似，是当通过偏置夹具被保持在适当位置上时位于支撑件的凸起砧座表面的工件的另一个实例的视图；

图10与图7至图9相似，是通过可移动砧座对抗对工件施加冲击的从动构件由夹具保持在适当位置上的工件的另一个实例的示意图；

图11与图7至图10相似，是示出在从动构件对工件的上表面施加冲击且夹具将工件保持在砧座上的适当位置上时支撑工件下表面的气囊砧座的再一个实例；

图12与图7至图11相似，是示出当工件被夹具保持在在适当位置上时，支撑工件下表面并将驱动部件与工件表面抵靠的另一种气囊砧座的视图；

图13是表示用于冲击工件的设备和方法的流程图；

图14是飞机生产和服务方法论的流程图；以及

图15是飞机的框图。

具体实施方式

参考附图，可在如图14所示的飞机制造和服务方法100以及如图15所示的飞机102的背景下对本公开的实例进行描述。在预生产期间，示例性方法100可包括飞机102的规格和设计104以及材料获取106。在生产期间，进行飞机102的组件和子部件制造108以及系统集成110。此后，飞机102可经历认证和传送112以投入使用114。在服务于客户的同时，飞机102按计划要进行例行维修和服务116(其也可包括修改、重构、整修等)。

方法100的每一个处理可由系统集成商、第三方和/或操作员(例如，客户)执行或进行。为了此描述的目的，系统集成商可包括(无限制)任何数量的飞机制造商以及主系统转包商；第三方可包括(无限制)任何数量的卖主、转包商和供应商；且操作员可以是航空公司、租赁公司、军方实体、服务组织等。

如图15所示，通过示例性方法100生产的飞机102可包括具有多个系统120和机舱(interior)122的机身118。高级系统120的实例包括推进系统(propulsion system)124、电气系统126、液压系统128和环境系统130中的一个或多个。可包括任何数量的其它系统。尽管示出了航空航天实例，但是本公开的原理可应用于其它行业，例如汽车行业。

本文具体体现的设备和方法可在生产和服务方法100的一个或多个阶段期间使用。例如，可以飞机102投入使用时生产组件或子部件的方式制作或制造与生产处理108对应的组件或子部件。此外，可在生产阶段108和110期间利用一个或多个设备实例、方法实例或其组合，例如，通过大幅度地加速飞机102的组装或降低其成本。类似地，在飞机102投入使用时，一个或多个设备实例、方法实例或其组合可用于例如，但不限于，维护和服务116。

参考图14和图15，以下将提供的对本公开的描述通常落入“组件和子部件制造”范畴108，且通常还落入“机身”范畴118。

本公开涉及用于通过多次冲击改变金属工件或部件的物理特性的设备和方法。工件可以是金属薄片或板或挤压件或部件，且厚度可在0.62至2.00英寸范围内。每一个工件W的长度、宽度和厚度的尺寸可不同。每一个工件W可具有接收多次冲击的多个表面。金属本身可以是任何金属，例如铝、钛或金属合金。其实，金属或金属合金工件可以各种几何形状和构造存在。

参考图2和图3，提供了用于改变金属工件的物理特性的设备200。工件W牢固地设置在支撑件202上。尽管支撑件202在附图中示为处于水平位置，但应理解的是，用于工件W的支撑件202可处于基本上垂直的位置，且几乎在工件W的垂直位置和水平位置之间的任何角度。设置从动构件(driven member)204以对工件W的表面206施加多次冲击。期望从动构件204的硬度大于工件W的硬度。来自从动构件204的多次冲击会改变工件W的物理特性或效果，直至实现最终的有用组件，例如用于飞机上的组件。

如所公开的那样，工件W可具有各种几何形状，包括长度。每一个支撑件202具有一定尺寸且能够容置和处理每一个工件W。例如，在某些情况下，工件W可在给定支撑件202上整体被从动构件204冲击。在其它情况下，对于较长的工件W，可连续对其各段进行处理。可在较长工件W的前段被固定在支撑件上时对前段进行处理。前段向前移动的同时，逐步对相邻的具有相似尺寸的后段进行冲击。

在所有被处理的工件W中，在整个表面206受从动构件204冲击期间，每一个工件W被支撑在固定位置，整个表面206相当于冲击覆盖区域。如下文将详细描述的那样，从动构件204被操纵器(manipulator)和末端执行器(end effector)控制用于在工件W被固定在支撑件202上的适当位置时，对整个工件W的整个覆盖区域或较长工件W的每一段进行冲击。

参考图3，从动构件204对工件W的表面206施加多次冲击并产生冲击能量，该冲击能量作为应力波从从动构件204移动至工件W的表面。然后，应力波从表面206作为内部压缩层在工件W内传递。工件W的压缩层与拉伸层的关系用来将工件改变成具有改变的物理特性或效果的组件，诸如所期望的最终组件的期望的轮廓。

以下对设备200的描述提供了用于驱动从动构件204的一种装置210以及用于支撑工件W的多种可能的支撑件202的细节。这些描述之后将通过参考图13中所示的流程图描述设备200的操作方法。

参考图1，示出了用于通过从动构件204在工件W上施加多次冲击的装置(通常为210)的一个实例。所示的实例装置210被电驱动。这样的装置210也可以被液压驱动或气动。应理解，倘若任何这样的其它装置能够生成冲击能量并将冲击能量传递入并通过从动构件204，则可利用其它类型的装置。所示的装置210为曲柄机构(crank mechanism)，并包括外壳212。外壳212具有连接至轴(未示出)的可旋转曲柄214，所述轴连接至电驱动电机(未示出)。曲柄214通过从动构件204在工件W表面206上每分钟提供多次击打，并首先为活塞216提供驱动力。活塞216被往复地安装在外壳212内，并具有抵靠外壳212圆柱形内壁的O形环218。

与活塞216隔开的是柱塞(ram)220，其被往复安装在外壳内，且具有在其上的O形环218。柱塞220与活塞216配合以在二者之间形成空气弹簧(air spring)222。空气弹簧222驱动柱塞220，其使击打件(beat-piece)224加速。空气弹簧222向前移动时驱动柱塞220抵靠击打件224，并当活塞216缩回时收回柱塞220。击打件224包括一对用于密封抵靠外壳212的O形环218。击打件224将柱塞220的能量传送至对工件W施加多次冲击的从动构件204的端部。冲击提供能量使应力波穿过从动构件204移动至工件W的表面206。

如上所述，装置210用于使从动构件204对工件W的表面206施加多次冲击。下面将讨论在处理由从动构件204冲击每个工件W的表面206的期间用于工件W的支撑件的多个实例，而不考虑工件的长度。在所有情况下，从动构件204对工件W的整个覆盖区域施加冲击，在施加冲击的整个时间内工件W被支撑件202固定在适当位置。

下面的描述公开了位于工件的由从动构件204施加冲击的表面206的相对面上的各种砧座(anvil)。将要描述的每一个支撑件202作为强制工件W的冲击面不远离从动构件204的砧座。当工件W位于支撑件202的平坦表面上并在该平坦表面上被处理时，工件W的部分开始从支撑件202的平坦表面升高，且在平坦表面与工件W的升高部分之间形成间隙。由于工件W在空气中的自由振动，这产生了不希望的能量损耗。

实质上，在下文中的实例中将描述的用于支撑工件W的支撑件202降低了这种能量损耗。每一个示例性的支撑件202在处理期间将工件W固定。在从动构件204向工件W的表面206施加多次冲击时，每一个示例性的支撑件202在工件W的相对面进一步充当砧座。此外，在工件W受从动构件204冲击期间，各种夹具与支撑件202配合以将工件W固定在适当位置。将要描述的夹具是细长的，且可在受从动构件204冲击期间可延伸支撑件202的整个长度。夹具被定位以将每一个工件固定在选择的位置。在以下每一个实例支撑件中，从动构件204被装置，例如以上描述的装置210驱动。

参考图7，工件W安装在是用于支撑工件W的支撑件202的平板230上。来自从动构件204的冲击能量作为应力波移动至工件的表面206。细长的夹具232将工件W抵靠平板230固定以避免来自冲击的压缩力使工件W的部分升高并形成能量损耗。

参考图8，支撑件202包括一对相对的夹具234，夹具234是细长的并固定工件W以避免工件W在受冲击期间升高。至少一个细长的中心夹具236被安装在工件W的相对面上，并充当对抗从动构件204对工件W的表面206的冲击的砧座。应力波通过从动构件204移动至工件W的表面206。然后，所得到的能量被传递入工件W的表面的相对面的空间中。一对可选的夹具238可设置在表面206的与夹具234相对的面上。夹具234以及夹具236和238在降低工件W受从动构件204冲击期间造成的能量损耗的同时，固定工件W。

图9是支撑工件W的另一个可替代的实例，其中，板240设置有凸起的砧座部分242，其与冲击工件W的上表面206的从动构件204相反地作用。在本实例中，设置了一对细长的偏置夹具244以固定工件W。弹簧246偏置夹具244以将工件W抵靠凸起的砧座部分242固定。弹簧246位于具有上部板250的固定支柱248周围。弹簧246安装在板250与夹具244之间。在工件W被固定的同时，应力波移动通过工件W并进入板240。凸起部分242充当砧座，对抗从动构件在工件W的表面206上施加的冲击。

图10是用于支撑工件W的支撑件202的再一个实例。细长夹具260抵靠工件W的表面206安装。在工件W的相对面上，夹具262被设置为与作用于工件W的相对表面的一个夹具260相对。可选择的细长夹具264被设置为抵靠工件W的相对面，与夹具260相对。可移动砧座266安装在工件W的相对面上，与从动构件204相对。砧座266可在X、Y和Z方向上移动并对抗从动构件204对表面206的冲击。在工件W受从动构件204冲击期间，工件W被固定且存在传递至工件W的上表面206的应力波的能量损耗降低

参考图11，示出了在对工件W进行处理期间当从动构件204冲击工件W的表面206时，用于支撑工件W的支撑件202的另一实例。气囊砧座268设置在当从动构件204对上表面206施加冲击时工件W的表面206的相对面上。在冲击期间，细长的气囊砧座268的形状可调整。一对细长的夹具270抵着工件W的上表面206。在气囊砧座268吸收应力波的同时，通过保持工件W可降低能量损耗。

参考图12，支撑件204的结构与图11中的支撑件204的结构的相似之处在于，细长的夹具274抵靠工件W的表面206。本实例的气囊砧座272为预制形状的气囊砧座，与图11中的气囊砧座268的可调整形状相对，并且以与图11中的实例相似的方式起作用。夹具274将工件W的表面S固定以降低能量损耗，以上所有实例(图7至图11)均可实现此。为每一个支撑件202设置了砧座以降低能量损耗的量。

参考图13，如之前陈述的那样，示出了流程图，其中，设置用于操作操纵器和末端执行器的控制器280，且控制器在流程图方框280中被表示为“操纵器和末端执行器控制器”。装置210和从动构件204安装在末端执行器284上用于以给定频率对工件W的表面206施加多次冲击。从动构件204在流程图方框284中被表示为“末端执行器喷丸装置”。设置操纵器以在从动构件204在工件W上移动并对工件W的表面206进行冲击时，对末端执行器和从动构件204进行定位。工件W在流程图方框288中被标识为“部件”。控制在流程图方框290中被标识为“位置控制”。将参考流程图13描述用于改变工件W或“部件”的物理特性的操作的方法。下面将仍参考之前描述的操作组件来简要描述流程图中所示每一个操作部件及其功能。

位置控制290对放置在支撑件202上的工件W(部件方框290)的位置进行定位。一旦工件W(部件)被牢固地安装在支撑件202上，工件W的位置定位被传递至操纵器和末端执行器控制器(方框280)。操纵器和末端执行器控制器280从系统控制(在图13的流程图中未示出)接收工件W(部件)位置和路径数据。操纵器和末端执行器控制器通过程序化的移动路径驱动运动控制系统。操纵器和末端执行器控制器在末端执行器相对于工件W的当前位置处与末端执行器喷丸装置或从动构件204通信。操纵器定位并控制末端执行器在预先计划的运动路径上移动。当通过控制器(方框280)命令时，末端执行器喷丸装置(方框284)使从动构件204向工件W(部件)施加多次冲击。从动构件204在受参数控制的末端执行器和操纵器的控制下，在工件W固定在支撑件202上的同时在工件W的整个表面206上移动。

在使用描述的设备执行向工件W施加冲击的方法时，工件W被牢固地放置在可以是上述支撑件202的任何一个的支撑件202上。位置控制向操纵器和末端执行器控制器提供工件W在支撑件204上的位置。

操纵器和末端执行器控制器被提供给有用于将工件W的物理特性改变成所期望的最终产品的可调参数。用于改变工件的物理特性的可调参数包括对工件W的冲击的能量水平(其可在1-35焦耳的范围内)、对工件W施加冲击的速率以及工件W上的冲击覆盖区域。当末端执行器和操纵器使从动构件204移动经过工件W的整个覆盖区域或表面206时，从动构件204对工件W的表面施加冲击。当整个工件W或其一部分已被安装在支撑件202上的固定位置时，上述情况发生，如以上描述的那样。装置210被安装在末端执行器上。装置210的从动构件204受控制于进一步包括参数的操纵器和末端效应控制器(方框280)。冲击持续，直到实现所期望的最终产品。

以上已描述了本公开的设备和方法的基本组件。在可选的情况下，可增加方法步骤和设备用于首先对工件W进行预加载以将工件W形成初始轮廓。下面将描述对工件W进行预加载以在工件W上形成初始轮廓。

以下公开主要涉及预加载步骤之后的冲击喷丸。此处，当在从动构件204冲击工件W之前进行了预加载时，预加载提供了更有效的处理，例如缩短了总的处理时间。当工件W首先被预加载时，可以较少的能量和工件W收到从动构件204的冲击的覆盖区域更多来实现工件W。

参考图6，其示意性地示出了通过强制在工件W的中心凹面(如箭头292所示)上按压，实现了所期望的轮廓，且该轮廓几乎相当于工件W的最终轮廓。如所示，紧抵工件W应用相对的夹持器(gripper)302，如箭头294所示。当从动构件204对预加应力的工件W的表面206施加冲击时，如由箭头292表示，预加载开始使工件W松弛，且由预加载形成的轮廓被保持或由于后续多次冲击而增大。

图4示出固定装置(通常为300)，其具有固定在固定装置300的上部外部部分的细长的夹持器302和位于固定装置300的下部中心部分305的螺纹栓304。工件W在固定装置300内被成形构件306成形，所述成形构件具有在工件W的下侧的成轮廓上表面307。当螺栓304向上推动成形构件306抵靠工件W的下表面时，工件W的上表面的上部/外部区域被夹持器302保持，以预加载工件W。

参考图5，示出了可替代的固定装置310。与固定装置300相似，除了图5示出使用了液压活塞部件(hydraulic piston assembly)312(其驱动成形构件306抵靠在固定装置310中被预加载的工件W的下表面)，固定装置310的构造基本上与固定装置300相同。液压活塞部件310通过外部凸缘314(其螺栓316被固定至固定装置310的底面)固定至固定装置310的下侧。活塞杆318固定至具有轮廓的成形构件306的底面。再次，当活塞杆318向上推动成形构件306抵靠工件W的下表面时，工件W的上表面的上部/外部区域被夹持器302保持，以预加载工件W。

首先对工件W进行预加载以在工件W上形成初始轮廓，如图4、图5图和6中所示。工件W或其一部分从预加载固定装置300或310被转移至支撑件202以通过从动构件204对工件W的凸面施加多次冲击而被进一步处理。然后，继续以以上针对从动构件204施加的多次冲击描述的方式对预加载的工件W进行处理，冲击施加于工件W的凸面，如图6所示。

进一步而言，本公开包括根据以下项的实施方案：

项1.一种用于改变具有表面的金属工件的物理特性的设备，所述设备包括：

用于工件的支撑件；

从动构件，用于对工件的表面施加多次冲击；以及

控制器，具有可调参数，可操作地连接至从动构件以在用于改变金属工件的物理特性的可调参数范围内操作对工件表面施加多次冲击的从动构件。

项2.根据项1所述的设备，其中，用于支撑工件的支撑件具有表面，且其中工件具有抵靠支撑件的表面的第二表面。

项3.根据项1所述的设备，其中，支撑件还包括用于将工件保持在用于工件的支撑件上的细长夹具。

项4.根据项2所述的设备，其中，用于工件的支撑件包括抵靠工件表面的夹具，且支撑件还包括至少一个抵靠工件第二表面的另外的夹具。

项5.根据项4所述的设备，其中，支撑件包括其它夹具，其它夹具抵靠工件的第二表面并直接与抵靠工件的表面的夹具相对。

项6.根据项1所述的设备，其中，用于工件的支撑件包括凸起表面，凸起表面提供用于对抗从动构件对工件的冲击的砧座。

项7.根据项6所述的设备，其中，支撑件还包括用于将工件固定在支撑件上并将工件抵靠支撑件的凸起表面固定的偏置夹具。

项8.根据项2所述的设备，其中，用于工件的支撑件包括抵靠所述工件的所述第二表面以对抗所述从动构件对所述工件的表面施加的冲击的砧座，砧座可在X、Y和Z方向上移动以对抗来自从动构件的对工件的冲击。

项9.根据项2所述的设备，其中，设备包括在从动构件对工件的表面施加多次冲击期间用于抵靠工件的表面和第二表面的至少一对夹具。

项10.根据项2所述的设备，其中，支撑件包括抵靠工件第二表面的气囊砧座，设备还包括抵靠工件表面的一对隔开的夹具。

项11.根据项10所述的设备，其中，气囊砧座为预制形状的气囊砧座。

项12.根据项1所述的设备，其中，设备包括用于驱动从动构件的曲柄机构，曲柄机构具有连续往复的柱塞，柱塞产生能量，该能量被从动构件转换成冲击能量，冲击能量作为应力波从从动构件移动入工件的表面。

项13.根据项1所述的设备，其中，可调参数包括从动构件对工件施加的冲击的能量水平、从动构件对工件施加冲击的速率以及从动构件对工件施加的冲击的覆盖区域以用于改变金属工件物理特性。

项14.根据项13所述的设备，其中，冲击的能量水平在1-35焦耳的范围内。

项15.根据项1所述的设备，包括控制器、操纵器和末端执行器，其中，控制器对操纵器和末端执行器进行操作以使从动构件在可调参数的范围内对工件表面施加多次冲击。

项16.根据项1所述的设备，包括用于在从动构件向工件施加冲击之前对工件进行预加载的固定装置。

项17.一种用于改变具有表面的金属工件的物理特性的方法，该方法包括以下步骤：

支撑工件；

提供控制器；

为控制器提供用于改变工件物理特性的可调参数；

对工件的表面施加多次冲击；以及

利用具有用于改变工件物理特性的可调参数的控制器控制施加步骤。

项18.根据项1所述的方法，其中，方法还包括在支撑步骤期间将工件固定。

项19.根据项17所述的方法，还包括在工件上设置第二表面并夹紧工件的表面的步骤以及夹紧工件的第二表面以直接对抗对工件表面的夹紧的步骤。

项20.根据项17所述的方法，包括在工件上设置第二表面并设置抵靠工件的第二表面的砧座以对抗对工件表面的多次冲击的步骤。

项21.根据项17所述的方法，进一步包括提供偏置夹具以在改变工件物理特性期间在支撑工件的同时将工件固定的步骤。

项22.根据项17所述的方法，包括在工件上设置第二表面并设置抵靠所述工件的所述第二表面的砧座以对抗对所述工件的表面的多次冲击的步骤，砧座可在X、Y和Z方向上移动以直接对抗对工件的冲击。

项23.根据项17所述的方法，其中，工件具有第二表面，且方法包括设置抵靠工件第二表面的气囊砧座的步骤，该方法进一步包括抵靠工件表面夹紧工件的步骤。

项24.根据项17所述的方法，其中，用于改变工件物理特性的可调参数为对工件W的冲击的能量水平、对工件W施加冲击的速率以及工件W上的冲击覆盖区域。

项25.根据项24所述的方法，其中，能量水平在1-35焦耳范围内。

项26.根据项17所述的方法，其中，工件具有多个表面。

项27.一种用于改变具有多个表面的金属工件的物理特性直至实现最终金属组件的方法，该方法包括以下步骤：

预加载工件以在工件上形成初始轮廓；

支撑具有初始轮廓的工件；

提供控制器；

为控制器提供用于改变具有初始轮廓的工件的物理特性的可调参数；

对工件表面施加多次冲击；以及

利用具有用于改变工件物理特性的可调参数控制施加步骤直至实现最终金属组件。

项28.根据项27所述的方法，包括选择用于预加载步骤的工件表面为工件的凹面并在预加载期间为工件提供固定装置的步骤。

虽然已参考某些实施方案描述了本公开，但是本领域中的技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下可进行各种改变，并可用等效物替换。此外，在不脱离本公开的范围的情况下，可进行许多修改以使特定情况或材料适应本公开的教导。因此，旨在使本公开不受限于公开的特定实例，但是本公开将包括落入权利要求范围内的所有实例。

Claims (11)

1.一种用于改变具有表面的金属工件的物理特性的设备，所述设备包括：

用于所述工件的支撑件；

从动构件，用于对所述工件的表面施加多次冲击；以及

控制器，具有可调参数，可操作地连接至所述从动构件以在用于改变所述工件的物理特性的可调参数范围内操作对所述工件的表面施加多次冲击的所述从动构件，

其中，用于所述工件的所述支撑件具有表面，且其中，所述工件具有抵靠所述支撑件的表面的第二表面，并且所述支撑件包括抵靠所述工件的所述第二表面且与所述从动构件相对的砧座，所述砧座在X、Y和Z方向上是能够移动的，以对抗所述从动构件对所述工件的冲击。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述支撑件还包括用于将所述工件保持在用于所述工件的所述支撑件上的细长夹具。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，用于所述工件的所述支撑件包括抵靠所述工件的表面的夹具，且所述支撑件还包括抵靠所述工件的所述第二表面的至少一个另外的夹具。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述支撑件包括其它夹具，所述其它夹具抵靠所述工件的所述第二表面并直接与抵靠所述工件的表面的夹具对抗。

5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备包括在所述从动构件对所述工件的表面施加多次冲击期间用于抵靠所述工件的表面和所述第二表面的至少一对夹具。

6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述支撑件包括抵靠所述工件的所述第二表面的气囊砧座，所述设备还包括抵靠所述工件的表面的一对隔开的夹具。

7.根据权利要求1所述的设备，包括用于在所述从动构件向所述工件施加冲击之前对所述工件进行预加载的固定装置。

8.一种用于改变具有表面的金属工件的物理特性的方法，所述方法包括步骤：

支撑所述工件；

提供控制器；

为所述控制器提供用于改变所述工件的物理特性的可调参数；

对所述工件的表面施加多次冲击；以及

利用具有用于改变所述工件的物理特性的可调参数的控制器控制施加步骤，

其中，所述方法还包括在所述工件上设置第二表面并设置抵靠所述工件的所述第二表面且与所述从动构件相对的砧座，所述砧座在X、Y和Z方向上是能够移动的，以对抗所述从动构件对所述工件的冲击。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述方法还包括在所述支撑步骤期间将所述工件固定。

10.根据权利要求8所述的方法，还包括在所述工件上设置第二表面并夹紧所述工件的表面的步骤，以及夹紧所述工件的所述第二表面以直接对抗对所述工件的表面的夹紧的步骤。

11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述方法进一步包括提供偏置夹具以在改变所述工件的物理特性期间在支撑所述工件的同时将所述工件固定的步骤。