CN103286343A - 一种用于加工大型航空器支撑件的设备及其使用方法 - Google Patents

一种用于加工大型航空器支撑件的设备及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于加工大型航空器支撑件的设备及其使用方法,包括机架、U型架、两个分度装置、两个支撑装置、升降平台和钻头定位组件,所述机架上端部通过纵向直线导轨滑动安装有U型架,U型架的上端部通过横向线性导轨滑动安装有钻头定位组件,在钻头定位组件下端的机架上竖直滑动有升降平台,该升降平台一端横向间隔安装有两个分度装置,对应两个分度装置的升降平台另一端安装有支撑装置。本发明实现了新支撑件装配孔能够快速、精确定位的目的,有效提高了新支撑件装配孔的加工精度,保证了新支撑件在使用过程中的装配可靠性,通过该设备的使用有效减少人力,提高加工装配孔的标准化操作,提高了新支撑件的合格率,降低了企业的经济损失。

Description

一种用于加工大型航空器支撑件的设备及其使用方法
技术领域
本发明属于航空领域,涉及一套用于大型航空器垂直尾翼与机身连接处支撑件的装配孔钻孔的工装设备,尤其是一种用于加工大型航空器支撑件的设备及其使用方法。
背景技术
大型民用飞机垂直尾翼与机身连接处的支撑件有四个,分布于机身的左右两侧,通过螺栓与隔框和蒙皮连接在一起,起到加固支撑的作用。该四个支撑件需定期进行更换,由于该型号的民用客机不同架次的飞机上该支撑件的装配孔位置略有差别,所以,需要依照旧支撑件在新支撑件上加工出相应的装配孔。为了保证支撑件更换过程顺利,必须保证新支撑件装配孔的尺寸和位置精度与旧支撑件完全相同。所述支撑件为矩形结构,其底端面及三个侧面均制有需加工的安装孔,通过在该企业维修一线观察发现,钻孔的过程中存在钻孔时间长,装夹次数多,人力资源消耗较大,装配孔位置不精确以及损伤支撑件等问题。
目前对新支撑件进行钻孔的做法是利用铝板作为过渡,首先把铝板与旧支撑件的一个端面用卡钳夹紧,然后在铝板上钻取相应的装配孔,最后再把铝板与新支撑件夹紧,并通过铝板钻取对应的装配孔。每个需要钻孔的端面都按照上述方法依次进行。这种加工方法有很明显的缺陷:1、整个钻孔过程需要反复装夹,产生很大的累积误差,相对于旧支撑件,新支撑件上装配孔的位置精度和尺寸精度都无法得到保证;2、整个加工过程需要3至5人同时进行,完成四个支撑件装配孔的钻孔工作需要6至7天,整个过程对人力的需求较大,工作效率偏低;3、由于误差的存在,无法保证新支撑件顺利安装,轻则需要二次加工,重则零件报废,严重影响维修进度,为企业造成经济损失。
通过检索,尚未发现有效的技术手段解决用于大型航空器支撑件快速、准确加工的设备。
发明内容
发明的目的是在于弥补现有技术上的缺陷,提供一种能够多工位加工、快速准确定位通用性强的用于加工大型航空器支撑件的设备及其使用方法,该工装设备有效降低人力,提高钻孔加工的自动化水平,有效提高新支撑件的合格率,提高工作效率。
本发明的目的是这样实现的:
一种用于加工大型航空器支撑件的设备,包括机架、U型架、两个分度装置、两个支撑装置、升降平台和钻头定位组件,所述机架上端部通过纵向直线导轨滑动安装有U型架,该U型架的上端部通过横向线性导轨滑动安装有钻头定位组件,在钻头定位组件下端的机架上竖直滑动有升降平台,该升降平台一端横向间隔安装有两个分度装置,对应两个分度装置的升降平台另一端安装有支撑装置。
而且,所述分度装置包括支座、轴承座和分度架,所述支座固装在升降平台上,所述轴承座的下端铰装在支座上,该轴承座的上端与分度架的下端部同轴安装在一起,分度架的上端部通过圆柱销座及压板固定有支撑件。
而且,所述分度架与轴承座的连接方式为:该分度架通过轴承与轴承座活动连接,该分度架外缘同轴安装一手拉式定位器底座,该手拉式定位器底座与轴承座固装,通过手拉式定位器底座上下径向安装的两个手拉式定位器限制分度架转动。
而且,所述支撑装置包括框型支架、定位座和压紧板,所述框型支架固装在对应分度装置一端的支座上,该框型支架上端面安装有定位座,定位座上端部同轴螺纹连接一可调支承,该可调支承通过螺母锁紧,对应定位座一端的框型支架上固装一对压紧板座,该两个压紧板座之间纵向滑动有安装有压紧板,该压紧板通过螺栓固装在框型支架上。
而且,所述钻头定位组件包括钻套架、同轴安装在钻套架内的钻套、活动插装在钻套孔内的定位销柱和定距板,所述钻套架通过横向线性导轨滑动安装在U型架上端,所述定距板横向制有两个钻套架定位孔,该两个钻套架定位孔之间的距离与所述两个分度架之间的轴线距离相等,所述钻套架一侧通过一个钻套架定位孔与定距板连接。
而且,所述U型架的下端部分别安装有两对纵向线性导轨滑块,在两个纵向线性导轨滑块之间的U型架下端部分别安装有止动胶垫。
一种用于加工大型航空器支撑件的设备使用方法,步骤为:
步骤一,加工支撑件一侧面装配孔
⑴首先将新、旧支撑件分别固装在分度装置上,并通过升降装置将两个支撑件移动至距钻头定位组件合适的高度;
⑵旧支撑件装配孔定位
通过横向线性导轨及纵向线性导轨将钻套孔对准旧支撑件侧面上其中一个装配孔,并将定位销柱插装在钻套孔内精确定位后,利用螺钉压紧止动胶垫将U型架固定在机架上,钻套架一端通过定距板上其中一个钻套架定位孔与定距板连接,再将定距板固定在U型架上;
⑶新支撑件装配孔定位
移动钻套架使其位于新支撑件的上方,并通过定距板上另一个钻套架定位孔将钻套架一端与定距板固定,然后将钻套架的另一端与U型架固定;
⑷将钻头穿过钻套孔加工新支撑件的装配孔;
⑸重复上述⑵、⑶、⑷步骤加工该侧面上其他装配孔;
步骤二,加工新支撑件另两个侧面装配孔
⑴向外拔上下安装的两个手拉式定位器,然后将两个分度架向同一方向转动90度,使待加工的新、旧支撑件侧面朝上设置;
⑵待两个手拉式定位器插装在分度架的定位销孔时,即将分度架固定牢固;
⑶通过升降装置将两个支撑件移动至距钻头定位组件合适的高度,重复步骤一中第⑵、⑶、⑷步骤可实现新支撑件另两个侧面装配孔的加工;
步骤三,加工新支撑件底面装配孔
⑴通过铰轴将分度架向支撑装置一侧转动90度,调整支撑装置的高度,并将两个支撑件的端部分别固定在支撑装置上;
⑵通过升降装置将两个支撑件移动距钻头定位组件合适的高度;
⑶重复步骤一中第⑵、⑶、⑷步骤可加工该底面上其他装配孔。
本发明的优点和积极效果是:
1、本设备通过横向线性导轨、纵向线性导轨、钻头定位组件及升降装置的配合,实现了新支撑件装配孔快速、精确定位的目的,缩短了钻孔加工时间,有效提高了新支撑件装配孔的加工精度,保证了新支撑件在使用过程中的装配可靠性,通过该设备的使用有效减少人力,提高加工装配孔的标准化操作,大大提高了新支撑件的加工合格率,降低了企业的经济损失。
2、本设备的分度装置具有有分度功能,因此实现一次定位可加工新支撑件三个侧面和底面所有装配孔,装夹次数减少,不仅提高工作效率,而且保证了装配孔系间的位置精度。
3、本发明结构简单、设计科学合理,加工工时由原来的6至7天缩短到1至2天,人力需求可由原来的3至5人降低到1至2人,工作效率提高了10倍之多,大大缩短了民用客机局部维修时间,对缩短整个民用客机的大修工期有特别重大的意义。
4、本发明具有很强的通用性,在加工过程中可以根据不同的支撑件快速更换钻头定位组件,能够实现对不同型号支撑件装配孔的钻孔加工,同时还可以加工类似的零件。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图;
图2是本发明的主视图;
图3是本发明分度装置和支撑装置的局部剖视图;
图4是本发明加工新支撑件底面的工作状态示意图;
图5是本发明U型架与钻头定位组件的主视图;
图6是图5的左视图(局部剖视)。
附图标记说明:
1-机架、2-平板、3-新支撑件、4-旧支撑件、5-支撑装置、6-分度装置、7-U型架、8-升降平台、9-纵向线性导轨、10-升降装置、11-法兰直线轴承、12-导向柱、13-压板、14-双头螺柱、15-分度架、16-手拉式定位器、17-定位销、18-手拉式定位器底座、19-轴承座、20-轴承、21-铰轴、22-支座、23-定位销孔、24-圆柱销座、25-定位座、26-螺母、27-可调支承、28-压紧板、29-压紧板座、30-螺栓、31-框型支架、32-定距板、33-钻套架定位孔、34-长槽、35-纵向线性导轨滑块、36-钻套架、37-定位销柱、38-钻套、39-横向线性导轨、40-止动胶垫。
具体实施方式
下面通过附图结合实施例,对本发明进一步说明,下述实施例是说明性的,不是限定性的,不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。
一种用于加工大型航空器支撑件的设备,如图1、图2所示,包括机架1、U型架7、两个分度装置6、支撑装置5、升降平台8和钻头定位组件,所述机架为一个由金属板制成的框架体,该机架上端部通过一对纵向线性导轨9滑动安装有U型架,该U型架的上端部通过一对横向线性导轨滑动安装有钻头定位组件,对应钻头定位组件下方的机架上竖直滑动安装一由升降装置10驱动的升降平台,该升降平台上安装有用于夹紧旧支撑件4和新支撑件3的两个分度装置,对应该分度装置的升降平台一端安装有两个支撑装置。
本实施例中,所述升降平台与机架具体的连接方式为:在机架的四个边角处固装一平板2,该平板上固装有四个法兰直线轴承11,每个法兰直线轴承内均滑动安装有导向柱12,四个导向柱顶端固装一升降平台,该升降平台通过安装在其下端面的升降装置而上下滑动。所述升降装置为螺旋升降机,本实施例中为手动方式驱动,也可通过电机驱动,该结构属于常规技术,因此本专利申请文件不再详细赘述。
所述分度装置如图3所示,包括支座22、轴承座19和分度架15,所述支座固装在升降平台上,所述轴承座的下端与支座一端通过铰轴21铰装在一起,该轴承座的上端与分度架的下端部同轴安装在一起,该分度架的上端部固定安装有旧支撑件。所述分度架与轴承座的连接方式为:该分度架通过轴承20与轴承座铰装在一起,为了实现分度架的在工作时旋转与定位,在分度架外缘同轴安装有手拉式定位器底座18,该手拉式定位器底座与轴承座固装,在手拉式定位器底座径向方向均匀制有四个通孔,对应该四个通孔的分度架径向方向同样制有四个定位销孔23,并通过上下设置的两个手拉式定位器16将分度架固定,为了防止手拉式定位器转动,在手拉式定位器底座上分别固装有两个定位销17,通过插拔手拉式定位器实现分度架的旋转与定位。所述分度架与旧支撑件的连接方式为:旧支撑件通过两个圆柱销座24定位在分度架上,并通过双头螺柱14旋紧带动压板13压紧从而实现将旧支撑件固定在旋转支座上。
所述支撑装置包括框型支架31、定位座25和压紧板28,所述框型支架固装在对应分度装置一端的支座上,该框型支架上端面安装有定位座,定位座同轴螺纹连接一可调支承27,并通螺母26将可调支承锁紧在定位座上,对应定位座一端的框型支架上固装一对压紧板座29,两个压紧板座之间纵向滑动有压紧板,并通过螺栓30将压紧板与框型支架固定。
新支撑件的固定及转动方式与旧支撑件安装结构完全相同,因此不再详细赘述。
所述钻头定位组件如图5、图6所示,包括钻套架36、同轴安装在钻套架内的钻套38、活动插装在钻套孔内的定位销柱37和定距板32,所述钻套架通过横向线性导轨39滑动安装在U型架上端,该定距板下端横向制有长槽34,所述长槽上端的定距板上横向制有两个钻套架定位孔33,该两个钻套架定位孔之间的距离与所述两个分度架之间的轴线距离相等,钻套架一侧通过其中一个钻套架定位孔与定距板连接,钻套架另一侧通过螺栓与U型架上端连接,然后通过定距板长槽与U型架固定牢固。
所述U型架的下端部分别安装有两对对应所述纵向线性导轨的纵向线性导轨滑块35,为了防止U型架定位后滑动,在两个纵向线性导轨滑块之间的U型架下端部分别安装有由螺栓控制升降的止动胶垫40。
一种用于加工大型航空器支撑件的设备使用方法,其特征在于:步骤为:
步骤一,加工支撑件一侧面装配孔
⑴首先将新、旧支撑件分别固装在分度装置上,并通过升降装置将两个支撑件移动至距钻头定位组件合适的高度;
⑵旧支撑件装配孔定位
通过横向线性导轨及纵向线性导轨将钻套孔对准旧支撑件侧面上其中一个装配孔,并将定位销柱插装在钻套孔内精确定位后,利用螺钉压紧止动胶垫将U型架固定在机架上,钻套架一端通过定距板上其中一个钻套架定位孔与定距板连接,再将定距板固定在U型架上;
⑶新支撑件装配孔定位
移动钻套架使其位于新支撑件的上方,并通过定距板上另一个钻套架定位孔将钻套架一端与定距板固定,然后将钻套架的另一端与U型架固定;
⑷将钻头穿过钻套孔加工新支撑件的装配孔;
⑸重复上述⑵、⑶、⑷步骤加工该侧面上其他装配孔;
步骤二,加工新支撑件另两个侧面装配孔
⑴向外拔上下安装的两个手拉式定位器,然后将两个分度架向同一方向转动90度,使待加工的新、旧支撑件侧面朝上设置;
⑵待两个手拉式定位器插装在分度架的定位销孔时,即将分度架固定牢固;
⑶通过升降装置将两个支撑件移动至距钻头定位组件合适的高度,重复步骤一中第⑵、⑶、⑷步骤可实现新支撑件另两个侧面装配孔的加工;
步骤三,加工新支撑件底面装配孔
⑴通过铰轴将分度架向支撑装置一侧转动90度,调整支撑装置的高度,并将两个支撑件的端部分别固定在支撑装置上;
⑵通过升降装置将两个支撑件移动距钻头定位组件合适的高度;
⑶重复步骤一中第⑵、⑶、⑷步骤可加工该底面上其他装配孔。
需要强调的是,本发明所述的实施例是说明性的,而不是限定性的,因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例,凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式,同样属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种用于加工大型航空器支撑件的设备,其特征在于:包括机架、U型架、两个分度装置、两个支撑装置、升降平台和钻头定位组件,所述机架上端部通过纵向直线导轨滑动安装有U型架,该U型架的上端部通过横向线性导轨滑动安装有钻头定位组件,在钻头定位组件下端的机架上竖直滑动有升降平台,该升降平台一端横向间隔安装有两个分度装置,对应两个分度装置的升降平台另一端安装有支撑装置。
2.根据权利要求1所述的用于加工大型航空器支撑件的设备,其特征在于:所述分度装置包括支座、轴承座和分度架,所述支座固装在升降平台上,所述轴承座的下端铰装在支座上,该轴承座的上端与分度架的下端部同轴安装在一起,分度架的上端部通过圆柱销座及压板固定有支撑件。
3.根据权利要求2所述的用于加工大型航空器支撑件的设备,其特征在于:所述分度架与轴承座的连接方式为:该分度架通过轴承与轴承座活动连接,该分度架外缘同轴安装一手拉式定位器底座,该手拉式定位器底座与轴承座固装,通过手拉式定位器底座上下径向安装的两个手拉式定位器限制分度架转动。
4.根据权利要求1所述的用于加工大型航空器支撑件的设备,其特征在于:所述支撑装置包括框型支架、定位座和压紧板,所述框型支架固装在对应分度装置一端的支座上,该框型支架上端面安装有定位座,定位座上端部同轴螺纹连接一可调支承,该可调支承通过螺母锁紧,对应定位座一端的框型支架上固装一对压紧板座,该两个压紧板座之间纵向滑动有安装有压紧板,该压紧板通过螺栓固装在框型支架上。
5.根据权利要求1所述的用于加工大型航空器支撑件的设备,其特征在于:所述钻头定位组件包括钻套架、同轴安装在钻套架内的钻套、活动插装在钻套孔内的定位销柱和定距板,所述钻套架通过横向线性导轨滑动安装在U型架上端,所述定距板横向制有两个钻套架定位孔,该两个钻套架定位孔之间的距离与所述两个分度架之间的轴线距离相等,所述钻套架一侧通过一个钻套架定位孔与定距板连接。
6.根据权利要求1所述的用于加工大型航空器支撑件的设备,其特征在于:所述U型架的下端部分别安装有两对纵向线性导轨滑块,在两个纵向线性导轨滑块之间的U型架下端部分别安装有止动胶垫。
7.一种用于加工大型航空器支撑件的设备使用方法,其特征在于:步骤为:
步骤一,加工支撑件一侧面装配孔
⑴首先将新、旧支撑件分别固装在分度装置上,并通过升降装置将两个支撑件移动至距钻头定位组件合适的高度;
⑵旧支撑件装配孔定位
通过横向线性导轨及纵向线性导轨将钻套孔对准旧支撑件侧面上其中一个装配孔,并将定位销柱插装在钻套孔内精确定位后,利用螺钉压紧止动胶垫将U型架固定在机架上,钻套架一端通过定距板上其中一个钻套架定位孔与定距板连接,再将定距板固定在U型架上;
⑶新支撑件装配孔定位
移动钻套架使其位于新支撑件的上方,并通过定距板上另一个钻套架定位孔将钻套架一端与定距板固定,然后将钻套架的另一端与U型架固定;
⑷将钻头穿过钻套孔加工新支撑件的装配孔;
⑸重复上述⑵、⑶、⑷步骤加工该侧面上其他装配孔;
步骤二,加工新支撑件另两个侧面装配孔
⑴向外拔上下安装的两个手拉式定位器,然后将两个分度架向同一方向转动90度,使待加工的新、旧支撑件侧面朝上设置;
⑵待两个手拉式定位器插装在分度架的定位销孔时,即将分度架固定牢固;
⑶通过升降装置将两个支撑件移动至距钻头定位组件合适的高度,重复步骤一中第⑵、⑶、⑷步骤可实现新支撑件另两个侧面装配孔的加工;
步骤三,加工新支撑件底面装配孔
⑴通过铰轴将分度架向支撑装置一侧转动90度,调整支撑装置的高度,并将两个支撑件的端部分别固定在支撑装置上;
⑵通过升降装置将两个支撑件移动距钻头定位组件合适的高度;
⑶重复步骤一中第⑵、⑶、⑷步骤可加工该底面上其他装配孔。
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