CN107128507A - 一种用于复合材料机翼壁板的保形定位工装 - Google Patents

一种用于复合材料机翼壁板的保形定位工装 Download PDF

Info

Publication number
CN107128507A
CN107128507A CN201710194838.2A CN201710194838A CN107128507A CN 107128507 A CN107128507 A CN 107128507A CN 201710194838 A CN201710194838 A CN 201710194838A CN 107128507 A CN107128507 A CN 107128507A
Authority
CN
China
Prior art keywords
conformal
wing wallboard
framework
positioning tool
wallboard
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710194838.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107128507B (zh
Inventor
蒋君侠
柯臻铮
曲巍崴
柯映林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN201710194838.2A priority Critical patent/CN107128507B/zh
Publication of CN107128507A publication Critical patent/CN107128507A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107128507B publication Critical patent/CN107128507B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64FGROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F5/00Designing, manufacturing, assembling, cleaning, maintaining or repairing aircraft, not otherwise provided for; Handling, transporting, testing or inspecting aircraft components, not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64FGROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F5/00Designing, manufacturing, assembling, cleaning, maintaining or repairing aircraft, not otherwise provided for; Handling, transporting, testing or inspecting aircraft components, not otherwise provided for
    • B64F5/10Manufacturing or assembling aircraft, e.g. jigs therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Automatic Assembly (AREA)
  • Insertion Pins And Rivets (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于复合材料机翼壁板的保形定位工装,包括保形框架以及安装在保形框架上的吸附支撑组件,其特征在于,所述保形框架上设有伸入机翼壁板的工艺开孔的自适应支撑组件;本发明的用于复合材料机翼壁板的保形定位工装设有自适应支撑组件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支撑设备,同时有效防止机翼壁板支撑处产生应力集中。

Description

一种用于复合材料机翼壁板的保形定位工装
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保形定位工装。
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。
例如公开号为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向框架、Y向框架、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保形定位工装,无需对机翼壁板添加额外的支撑设备,有效防止机翼壁板支撑处产生应力集中,提高装配质量。
一种用于复合材料机翼壁板的保形定位工装,包括保形框架以及安装在保形框架上的吸附支撑组件,所述保形框架上设有伸入机翼壁板的工艺开孔的自适应支撑组件。
所述自适应支撑单元的支撑是与工艺开孔配合的,也就是说当本发明的保形定位工装与机翼壁板连接时,吸附支撑组件通过吸附机翼壁板表面的多个点进行支撑,为了提高支撑效果,所述自适应支撑组件的自适应是指可以根据工艺开孔的大小进行调整支撑点以及支撑力。
为了简化结构,提高使用的便捷性,优选的,所述自适应支撑组件包括:
安装支架,与所述保形框架连接;
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,延伸方向与所述工艺开孔垂直;
推块,安装在所述第一滑道上;
驱动机构,安装在所述安装座用于驱动所述推块,所述推块远离所述保形框架的一端为斜楔结构;
第二滑道,固定安装在所述第一滑道远离所述保形框架的一侧;
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。
上述结构简单,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,所述支撑面在远离保形框架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保形框架的一侧的端盖,所述第二滑道设置在该端盖的内侧。
优选的,所述保形框架带有过渡支撑接头,所述过渡支撑接头包括:
支撑安装座,安装在所述保形框架带背面的中部;
定位座,与所述支撑安装座固定连接,设有两个定位孔;
锁紧螺栓组件,安装在定位座上。
所述过渡支撑接头的定位座和螺栓锁紧组件,能够在机翼壁板分解/对合机床的接头上快速装卸用于不同翼面的保形定位工装。
伸缩吸盘组件由控制系统统一控制,保证在吸附壁板时所有伸缩吸盘组件动作的同步性,防止因动作不一致造成的磕碰,优选的,所述伸缩吸盘组件包括:
吸盘组件安装座,与所述保形框架固定连接;
吸盘锁紧气缸,安装在所述吸盘组件安装座上;
滚珠导套,安装在所述吸盘组件安装座上;
伸缩连接杆,安装在所述滚珠导套内;
真空吸盘,安装在所述伸缩连接杆的自由端上;
气管接头,安装在所述的真空吸盘上。
本发明与机翼壁板之间采用真空吸盘吸附和自适应支撑组件配合固定壁板,可以防止复合材料壁板被擦伤。通过优化布置伸缩吸盘组件,能够保证机翼壁板在分解/对合时所受外力分布均匀,使机翼壁板型面不发生超过允许值的变形。伸缩吸盘组件依据机翼壁板形状、型面曲率以及主要承力点进行布局,通过优化彼此之间距离,使得机翼壁板在分离/对合过程中所受外力分布均匀且总和最小,从而使机翼壁板型面不发生超过允许值的变形。
本发明的有益效果:
本发明的用于复合材料机翼壁板的保形定位工装设有自适应支撑组件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支撑设备,同时有效防止机翼壁板支撑处产生应力集中。
附图说明
图1是本发明的复合材料机翼壁板保形定位工装的结构示意图。
图2是本发明的过渡支撑接头的结构示意图。
图3是本发明的伸缩吸盘组件的结构示意图。
图4是自适应支撑组件的结构示意图。
具体实施方式
如图1~4所示,本实施例的复合材料机翼壁板的保形定位工装包括:保形框架2、伸缩吸盘组件3、过渡支撑接头4和自适应支撑组件5。
过渡支撑接头4包括:支撑安装座6,锁紧螺栓组件7和定位座8,用于和机翼壁板分解/对合机床的接头连接。
伸缩吸盘组件3包括吸盘锁紧气缸9,吸盘组件安装座10,滚珠导套11,伸缩连接杆12,真空吸盘13和气管接头14组成,用于实现对机翼壁板1的真空吸附固定。
自适应支撑组件5包括安装座15,支撑锁紧气缸16作为驱动机构,安装支架17,端部带有斜楔18的推块,端盖19,活动支撑爪20和保护压盖21,安装座15中设有用于安装推块的第一滑道,端盖19内侧设有用于安装活动支撑爪20的第二滑道,保护压盖21用于防止活动支撑爪20脱出第二滑道。自适应支撑组件5利用机翼壁板1工艺开孔辅助支撑机翼壁板1。活动支撑爪20的顶面设有与工艺开孔边缘抵接的支撑面,支撑面在远离保形框架的一端设有限位凸起201,斜楔18相对第一滑道所在平面的倾斜角度为8°。
本实施例的保形定位工装工作过程如下:
1)通过过渡支撑接头4上的紧螺栓组件7和定位座8将本实施例的保形定位工装安装在机翼壁板分解/对合机床的接头上;
2)机翼壁板分解/对合机床带动保形定位工装安装接近机翼壁板1;
3)伸缩吸盘组件3上的吸盘锁紧气缸9动作,推动伸缩连接杆12和真空吸盘13贴上机翼壁板并锁紧;
4)抽气机通过气管接头14将真空吸盘13抽真空使真空吸盘13吸附机翼壁板1;
5)自适应支撑组件5上的支撑锁紧气缸16动作,推动带有斜楔18的推块向前移动,进而使活动支撑爪20进入机翼壁板1工艺开孔进行支撑并锁紧,从而对机翼壁板1形成辅助支撑;
6)机翼壁板分解/对合机床带动保形定位工装和机翼壁板1脱离翼盒,完成机翼壁板与翼盒的分解;
7)完成对机翼壁板和翼盒的其他工序,如冷挤压强化、去毛刺等;
8)机翼壁板分解/对合机床带动保形定位工装和机翼壁板1贴上翼盒并与翼盒连接;
9)自适应支撑组件5上的支撑锁紧气缸16动作,推动带有斜楔18的推块向后移动,进而使活动支撑爪20退出机翼壁板1工艺开孔释放机翼壁板;
10)真空吸盘13进气,吸盘锁紧气缸9动作时伸缩连接杆12和真空吸盘13收回,释放机翼壁板1;
11)机翼壁板分解/对合机床带动保形定位工装安装脱离机翼壁板1,完成机翼壁板1与翼盒的对合。
综上所述,本实施例的保形定位工装优点在于:1)保形定位工装的过渡支撑接头4配有定位座8和螺栓锁紧组件7,能够在机翼壁板分解/对合机床的接头上快速装卸用于不同翼面的保形定位工装;2)工装与机翼壁板1之间采用真空吸盘13吸附和自适应支撑组件5固定壁板,可以防止复合材料壁板被擦伤;3)通过优化布置伸缩吸盘组件3,能够保证机翼壁板在分解/对合时所受外力分布均匀,使机翼壁板1型面不发生超过允许值的变形;4)自适应支撑组件5利用机翼壁板工艺开孔辅助支撑机翼壁板1,无需对机翼壁板1添加额外的支撑设备,同时防止机翼壁板1支撑处产生应力集中。

Claims (9)

1.一种用于复合材料机翼壁板的保形定位工装,包括保形框架以及安装在保形框架上的吸附支撑组件,其特征在于,所述保形框架上设有伸入机翼壁板的工艺开孔的自适应支撑组件。
2.如权利要求1所述的用于复合材料机翼壁板的保形定位工装,其特征在于,所述自适应支撑组件包括:
安装支架,与所述保形框架连接;
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,延伸方向与所述工艺开孔垂直;
推块,安装在所述第一滑道上;
驱动机构,安装在所述安装座用于驱动所述推块,所述推块远离所述保形框架的一端为斜楔结构;
第二滑道,固定安装在所述第一滑道远离所述保形框架的一侧;
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。
3.如权利要求2所述的用于复合材料机翼壁板的保形定位工装,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,所述支撑面在远离保形框架的一端设有限位凸起。
4.如权利要求3所述的用于复合材料机翼壁板的保形定位工装,其特征在于,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。
5.如权利要求2所述的用于复合材料机翼壁板的保形定位工装,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°。
6.如权利要求2所述的用于复合材料机翼壁板的保形定位工装,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。
7.如权利要求2所述的用于复合材料机翼壁板的保形定位工装,其特征在于,还包括安装在所述第一滑道远离所述保形框架的一侧的端盖,所述第二滑道设置在该端盖的内侧。
8.如权利要求1所述的用于复合材料机翼壁板的保形定位工装,其特征在于,所述保形框架带有过渡支撑接头,所述过渡支撑接头包括:
支撑安装座,安装在所述保形框架带背面的中部;
定位座,与所述支撑安装座固定连接,设有两个定位孔;
锁紧螺栓组件,安装在定位座上。
9.如权利要求1所述的用于复合材料机翼壁板的保形定位工装,其特征在于,所述伸缩吸盘组件包括:
吸盘组件安装座,与所述保形框架固定连接;
吸盘锁紧气缸,安装在所述吸盘组件安装座上;
滚珠导套,安装在所述吸盘组件安装座上;
伸缩连接杆,安装在所述滚珠导套内;
真空吸盘,安装在所述伸缩连接杆的自由端上;
气管接头,安装在所述的真空吸盘上。
CN201710194838.2A 2017-03-28 2017-03-28 一种用于复合材料机翼壁板的保形定位工装 Expired - Fee Related CN107128507B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710194838.2A CN107128507B (zh) 2017-03-28 2017-03-28 一种用于复合材料机翼壁板的保形定位工装

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710194838.2A CN107128507B (zh) 2017-03-28 2017-03-28 一种用于复合材料机翼壁板的保形定位工装

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107128507A true CN107128507A (zh) 2017-09-05
CN107128507B CN107128507B (zh) 2019-04-23

Family

ID=59720707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710194838.2A Expired - Fee Related CN107128507B (zh) 2017-03-28 2017-03-28 一种用于复合材料机翼壁板的保形定位工装

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107128507B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111846272A (zh) * 2020-07-06 2020-10-30 西安飞机工业(集团)有限责任公司 一种可拼装飞机翼肋保形结构及其安装方法
CN112173161A (zh) * 2020-09-21 2021-01-05 中航复合材料有限责任公司 一种复合材料机身壁板辅助制造装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101850850A (zh) * 2010-03-30 2010-10-06 浙江大学 一种大飞机中机身数字化装配布局方法
US20140237793A1 (en) * 2013-02-25 2014-08-28 The Boeing Company Method and system for conforming assembly systems to contours of curved surfaces
CN104309816A (zh) * 2014-10-29 2015-01-28 中航成飞民用飞机有限责任公司 飞机货舱门处壁板组件下架的方法及工具
CN204843945U (zh) * 2015-07-14 2015-12-09 中航飞机股份有限公司西安飞机分公司 一种飞机翼肋保形装置
US20150367550A1 (en) * 2013-12-16 2015-12-24 Lockheed Martin Corporation Open-Face Molding
CN205817740U (zh) * 2016-07-01 2016-12-21 中航飞机股份有限公司西安飞机分公司 一种飞机翼肋间距保持装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101850850A (zh) * 2010-03-30 2010-10-06 浙江大学 一种大飞机中机身数字化装配布局方法
US20140237793A1 (en) * 2013-02-25 2014-08-28 The Boeing Company Method and system for conforming assembly systems to contours of curved surfaces
US20150367550A1 (en) * 2013-12-16 2015-12-24 Lockheed Martin Corporation Open-Face Molding
CN104309816A (zh) * 2014-10-29 2015-01-28 中航成飞民用飞机有限责任公司 飞机货舱门处壁板组件下架的方法及工具
CN204843945U (zh) * 2015-07-14 2015-12-09 中航飞机股份有限公司西安飞机分公司 一种飞机翼肋保形装置
CN205817740U (zh) * 2016-07-01 2016-12-21 中航飞机股份有限公司西安飞机分公司 一种飞机翼肋间距保持装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111846272A (zh) * 2020-07-06 2020-10-30 西安飞机工业(集团)有限责任公司 一种可拼装飞机翼肋保形结构及其安装方法
CN112173161A (zh) * 2020-09-21 2021-01-05 中航复合材料有限责任公司 一种复合材料机身壁板辅助制造装置
CN112173161B (zh) * 2020-09-21 2023-05-30 中航复合材料有限责任公司 一种复合材料机身壁板辅助制造装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN107128507B (zh) 2019-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103921116B (zh) 一种飞机壁板柔性装配系统
CN106541256A (zh) 移动定位与动态调整的相结合的装配对接装备
KR102211327B1 (ko) 배럴 섹션에 천공을 형성하기 위한 시스템 및 방법
WO2018166181A1 (zh) 一种用于大型复杂曲面类叶片铣削的柔性夹具及方法
CN106976032B (zh) 一种大型飞机外翼翼盒的装配工装系统
CN107128507A (zh) 一种用于复合材料机翼壁板的保形定位工装
CN104139394B (zh) 一种悬臂机械手结构
JP2011526861A (ja) 航空機後部にドーム型圧力隔壁を取り付ける方法及びこの方法を実施する装置
CN104647090A (zh) 飞机蒙皮自适应吸附装夹装置
CN105364381B (zh) 一种翼子板装配样架
CN107719692B (zh) 一种机翼壁板的保形压紧工装
JP7336244B2 (ja) 可撓性軌条式作業システム、及び、方法
CN109202282B (zh) 一种t型接头激光焊接机器人辅助焊接装置
CN106623654A (zh) 冲压自动化机械手中间翻转台
CN205685224U (zh) 用于座椅装配夹具的旋转锁合结构
CN107352044B (zh) 大型飞机机翼后缘组件调姿系统的布局方法
CN105290758B (zh) 一种汽车后桥减震弹簧自动压装设备
CN110774201B (zh) 一种用于飞机平垂尾固定的夹持装置
CN205660348U (zh) 机器人焊接工装的旋转调整机构
KR101435146B1 (ko) 진공흡착에 의해 아웃터패널을 고정하는 롤러헤밍장치
CN105818999B (zh) 一种直升机舱门互换协调安装方法
CN106245829A (zh) 一种幕墙安装方法及其真空吸盘安装系统
CN107226217A (zh) 一种机翼壁板的保形定位装置
CN207344456U (zh) 串联柔性定位器
CN202540186U (zh) 被动式大摆角柔性定位固持装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190423