CN107128506B - 一种用于复合材料机翼壁板的自适应支撑装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于复合材料机翼壁板的自适应支撑装置，包括安装支架，还包括：安装座，固定在所述安装支架上；第一滑道，设置在所述安装座上，延伸方向与机翼壁板的工艺开孔垂直；推块，安装在所述第一滑道上；驱动机构，安装在所述安装座上用于驱动所述推块，远离所述安装座的一端为斜楔结构；第二滑道，固定安装在所述第一滑道远离所述安装座的一侧；活动支撑爪，安装在所述第二滑道上，底端设有与所述斜楔结构配合的斜面；本发明利用机翼壁板工艺开孔辅助支撑机翼壁板，无需对机翼壁板添加额外的零部件用来连接支撑设备；采用自适应支撑方法，达到小应力支撑的目的，防止因为应力集中损伤支撑点附近的机翼壁板。
Description
技术领域
本发明涉及飞机制造技术领域，特别涉及一种用于复合材料机翼壁板的自适应支撑装置。
背景技术
复合材料具有比强度高、比模量高、耐热性好、热膨胀系数小、抗腐蚀性能好等优点，因此非常适合作为飞机的制造材料。
目前复合材料已经用于新一代飞机的制造并显著提升了飞机性能，可以预见复合材料在飞机上的使用会更为广泛和重要。对于典型复合材料机翼壁板，在装配到翼盒上时需要经过制定位孔、预连接、制孔、壁板分解、冷挤压强化、壁板对合、制终孔、锪窝及最终连接等工序，其中壁板分解过程中，为了避免复合材料机翼壁板型面发生变形造成难以准确对合回翼盒的状况，机翼壁板装配系统配有专用的复合材料机翼壁板保形定位工装，而机翼壁板保形定位工装采用真空吸盘吸附和辅助支撑的方法固定机翼壁板。
比如公开号为CN 203937867U的专利文献公开了一种用于机翼壁板姿态调整的精确调控装置，所述用于机翼壁板姿态调整的精确调控装置包括依次层叠设置的保形框架、X、Y、Z向框架和Z向固定圆盘，保形框架和X向框架固定连接，保形框架上设有用于机翼壁板定位的壁板定位盖，所述用于机翼壁板姿态调整的精确调控装置还包括能够使Z向框架以垂直于Z向固定圆盘的第一转轴旋转的Z向驱动组件、能够使Y向框架以平行于Z向框架的第二转轴旋转的Y向驱动组件和能够使X向框架以平行于Y向框架的第三转轴旋转的X向驱动组件，该第一转轴、该第二转轴和该第三转轴之间相互垂直。上述的用于机翼壁板姿态调整的精确调控装置可用于中、小型飞机机翼壁板的装配，能够实现在装配过程中翼壁板的姿态精确调整，可有效提高装配效率以及装配质量。
但是上述结构在实际使用时，特别在大型飞机的制造过程中，仅依靠保形框架对翼壁板进行支撑往往不够，需要增加辅助的支撑装置，但是附加的结构不仅增加了操作的复杂程度，并且辅助的支撑装置有时还会产生应力集中损伤支撑点附近的机翼壁板变形的问题。
发明内容
本发明提供了一种用于复合材料机翼壁板的自适应支撑装置，结合机翼壁板结构特征进行稳定支撑，避免因为应力集中损伤支撑点附近的机翼壁板。
一种用于复合材料机翼壁板的自适应支撑装置，包括安装支架，还包括：
安装座，固定在所述安装支架上；
第一滑道，设置在所述安装座上，延伸方向与机翼壁板的工艺开孔垂直；
推块，安装在所述第一滑道上，远离所述安装座的一端为斜楔结构；
驱动机构，安装在所述安装座上用于驱动所述推块；
第二滑道，固定安装在所述第一滑道远离所述安装座的一侧；
活动支撑爪，安装在所述第二滑道上，底端设有与所述斜楔结构配合的斜面，顶部与所述工艺开孔边缘抵接。
所述自适应支撑装置的支撑是与工艺开孔配合的，也就是说当本发明是配合其他支撑装置使用的，例如吸附支撑装置，机翼壁板先通过吸附支撑装置进行多个点支撑后，本发明的自适应支撑装置进行支撑，自适应是指可以根据工艺开孔的大小和机翼壁板的重量进行调整支撑点以及支撑力。
所述安装支架一般与移动平台连接，将活动支撑爪对准工艺开孔后，驱动机构推动推块，进而推块通过斜楔结构将活动支撑爪向上顶住工艺开孔实现支撑。
通过设置两个滑道来实现活动支撑爪的定位和支撑，过程简单，支撑效果稳定。
为了防止发生滑移，优选的，所述活动支撑爪的顶面设有与所述工艺开孔边缘抵接的支撑面，所述支撑面在远离安装座的一端设有限位凸起。上述结构的设置有利于支撑面的定位。
为了提高力传动效率以及支撑力的稳定性和可控性，优选的，所述斜楔结构相对所述第一滑道所在平面的倾斜角度为5°～10°。进一步优选的，所述斜楔结构相对所述第一滑道所在平面的倾斜角度为8°。
为了防止活动支撑爪脱出第二滑道，优选的，还包括用于限位所述活动支撑爪的保护压盖，所述保护压盖安装在所述安装座上位于所述活动支撑爪的上方。
为了简化结构，优选的，还包括安装在所述第一滑道远离所述安装座的一侧的端盖，所述第二滑道设置在该端盖的内侧。
为了便于控制支撑力的大小，优选的，所述驱动机构采用锁紧气缸。采用机械自锁的方式达到支撑稳定牢固的效果。
为了减小活动支撑爪对工艺开孔支撑的应力集中问题，优选的，所述支撑面为圆弧面，所述圆弧面的弧度小于所述工艺开孔的弧度。通过圆弧面支撑工艺开孔边缘，支撑力分布更均匀，机翼不易变形。
为了便于制造和定位，优选的，所述限位凸起为梯形挡片，大端固定在所述支撑面上。
本发明的有益效果：
本发明的用于复合材料机翼壁板的自适应支撑装置，利用机翼壁板工艺开孔辅助支撑机翼壁板，无需对机翼壁板添加额外的零部件用来连接支撑设备；采用自适应支撑方法，达到小应力支撑的目的，防止因为应力集中损伤支撑点附近的机翼壁板。
附图说明
图1为本发明的复合材料机翼壁板安装的自适应支撑装置的立体结构示意图。
图2为本发明的复合材料机翼壁板安装的自适应支撑装置支撑机翼壁板的示意图。
图3为本发明的活动支撑爪区域的局部结构示意图。
图4为活动支撑爪的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例的复合材料机翼壁板安装的自适应支撑装置包括：支撑锁紧气缸1，安装支架2，安装座3，保护压盖4，端盖5，活动支撑爪6，止转螺钉7和带有斜楔8的推块。
安装座3安装在安装支架2上形成底座，支撑锁紧气缸1安装在安装座3的一端，支撑锁紧气缸1的连接杆在安装座3内部连接带有斜楔8的推块，安装座3中设有用于安装推块的水平方向的第一滑道，推块上下方分别安装活动支撑爪6和止转螺钉7，端盖5安装在安装座3的另一端，端盖5内侧设有用于安装活动支撑爪6的垂直方向的第二滑道，保护压盖4安装在活动支撑爪6上方封闭安装座3内部结构，保护压盖4用于防止活动支撑爪6脱出第二滑道。活动支撑爪6的顶面设有与工艺开孔边缘抵接的支撑面602，支撑面602在远离安装座3的一端设有限位凸起601，斜楔8相对第一滑道所在平面的倾斜角度为8°。
支撑面602为圆弧面，圆弧面602的弧度小于所述工艺开孔的弧度。限位凸起601为梯形挡片，大端固定在支撑面602上。
本实施例的工作过程如下，以本实施例安装在飞机壁板保形定位工装上为例：
1)装有本实施例的飞机壁板保形定位工装接近机翼壁板9；
2)飞机壁板保形定位工装上的伸缩吸盘组件吸附机翼壁板9；
3)自适应支撑装置上的支撑锁紧气缸1动作，依次推动带有斜楔8的推块和活动支撑爪6使活动支撑爪6向上伸出从机翼壁板9的工艺开孔901的边缘抵住机翼壁板9并自锁形成小应力支撑；
4)机翼壁板保形定位工装带动机翼壁板9脱离翼盒，完成机翼壁板9与翼盒的分解；
5)完成对机翼壁板9和翼盒的其他工序，如冷挤压强化、去毛刺等；
6)机翼壁板保形定位工装带动机翼壁板9贴上翼盒并与翼盒连接；
7)自适应支撑装置上的支撑锁紧气缸1动作，带有斜楔8的推块和活动支撑爪6退出机翼壁板9的工艺开孔901释放机翼壁板9；
8)真空吸盘组件释放机翼壁板9；
9)机翼壁板保形定位工装安装脱离机翼壁板9，完成机翼壁板9与翼盒的对合。
综上所述，本实施例的用于复合材料机翼壁板的自适应支撑装置，利用机翼壁板工艺开孔901辅助支撑机翼壁板，无需对机翼壁板9添加额外的零部件用来连接支撑设备；采用自适应支撑方法，达到小应力支撑的目的，防止因为应力集中损伤支撑点附近的机翼壁板。
Claims (8)
1.一种用于复合材料机翼壁板的自适应支撑装置，包括安装支架，其特征在于，还包括：
安装座，固定在所述安装支架上；
第一滑道，设置在所述安装座上，延伸方向与机翼壁板的工艺开孔垂直；
推块，安装在所述第一滑道上，远离所述安装座的一端为斜楔结构；
驱动机构，安装在所述安装座上用于驱动所述推块；
第二滑道，固定安装在所述第一滑道远离所述安装座的一侧；
活动支撑爪，安装在所述第二滑道上，底端设有与所述斜楔结构配合的斜面，顶部与所述工艺开孔边缘抵接。
2.如权利要求1所述的用于复合材料机翼壁板的自适应支撑装置，其特征在于，所述活动支撑爪的顶面设有与所述工艺开孔边缘抵接的支撑面，所述支撑面在远离安装座的一端设有限位凸起。
3.如权利要求1所述的用于复合材料机翼壁板的自适应支撑装置，其特征在于，所述斜楔结构相对所述第一滑道所在平面的倾斜角度为5°～10°。
4.如权利要求1所述的用于复合材料机翼壁板的自适应支撑装置，其特征在于，还包括用于限位所述活动支撑爪的保护压盖，所述保护压盖安装在所述安装座上位于所述活动支撑爪的上方。
5.如权利要求1所述的用于复合材料机翼壁板的自适应支撑装置，其特征在于，还包括安装在所述第一滑道远离所述安装座的一侧的端盖，所述第二滑道设置在该端盖的内侧。
6.如权利要求1所述的用于复合材料机翼壁板的自适应支撑装置，其特征在于，所述驱动机构采用锁紧气缸。
7.如权利要求2所述的用于复合材料机翼壁板的自适应支撑装置，其特征在于，所述支撑面为圆弧面，所述圆弧面的弧度小于所述工艺开孔的弧度。
8.如权利要求2所述的用于复合材料机翼壁板的自适应支撑装置，其特征在于，所述限位凸起为梯形挡片，大端固定在所述支撑面上。
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