CN107380478A - 一种优化飞机复合材料零件装配贴合面间隙的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种优化飞机复合材料零件装配贴合面间隙的方法，包括以下步骤：1）装配工装设计；2）容差分配；3）真空吸盘设计；4）骨架与复合材料壁板配合过程：4.1）首先将骨架定位到骨架工装上；4.2）通过电机驱动壁板工装向骨架工装方向移动，并使真空吸盘装置上的顶紧机构工作；4.3）待壁板工装到位与骨架工装对合后，真空吸盘装置的顶紧机构在该处已施加15kg的基础上，再增加顶紧力，使骨架与复合材料壁板贴合面间隙最小。该方法通过对零件公差的控制，以及合理的使用定位过程中加载的方法，使复合材料零件在装配过程中，尽可能的减小与骨架贴合面的间隙，从而减少零件贴合面之间需要使用固体或液体垫片填充误差累计间隙的问题。

Description

一种优化飞机复合材料零件装配贴合面间隙的方法
技术领域
本发明涉及一种优化飞机复合材料零件装配贴合面间隙的方法，属于一种飞机装配方法。
背景技术
随着复合材料在飞机上应用的比例增加，尤其是民用客机领域，如波音787复合材料用量达到50%，空客A350复合材料用量达到53%，以复合材料为主的机体结构件装配方法将颠覆传统的装配协调方式。基于复合材料制件厚度公差大，应力耐受程度小等因素，需要对传统的装配方法进行变革，以研究出适用于复合材料机体结构件的装配协调方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种优化飞机复合材料零件装配贴合面间隙的方法，该方法通过对零件公差的控制，以及合理的使用定位过程中加载的方法，使复合材料零件在装配过程中，尽可能的减小与骨架贴合面的间隙，从而减少零件贴合面之间需要使用固体或液体垫片填充误差累计间隙的问题。
为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种优化飞机复合材料零件装配贴合面间隙的方法，包括以下步骤：
1）装配工装设计：骨架工装和壁板工装为一套组合式的开合结构工装；骨架工装为固定工装；壁板工装为移动工装，并通过导轨，由电机驱动沿水平方向的往复运动；骨架工装和壁板工装上分别设定位接口，使壁板工装准确定位在骨架工装上，并保持相对固定锁紧；骨架工装用于定位骨架；壁板工装上设有外形卡板和可伸缩式的真空吸盘装置用于定位复合材料壁板；
2） 容差分配：将骨架与复合材料壁板贴合面的外形轮廓设为正偏差0~+0.2mm，即骨架偏大；壁板工装结构配备的真空吸盘装置处于飞机气动外形理论面-2mm位置，外形卡板处于飞机气动外形理论面+定值偏移位置；
3）真空吸盘设计：真空吸盘装置采用可伸缩弹性结构分为三个部分：吸盘，弹簧组件和顶紧机构，弹簧组件弹性支撑吸盘，并通过顶紧机构实现弹簧组件施压和锁紧功能；吸盘在相对飞机气动外形理论面-2~+4mm内收缩，初始位置为-2mm位置，在收缩的同时提供向蒙皮法向一个0~15kg的反作用力；顶紧机构使弹簧组件在压缩到最大行程，即+4mm位置时，使整个吸盘结构向飞机气动外形理论面负方向移动，行程为5.5mm；
4）骨架与复合材料壁板配合过程：
4.1） 首先将骨架定位到骨架工装上，并获得一个外形轮廓在0~+0.2mm的定位结果；然后将复合材料壁板定位到壁板工装上，复合材料壁板的外形面与吸盘的定位面贴合，即达到飞机气动外形理论面-2mm的状态；
4.2） 通过电机驱动壁板工装向骨架工装方向移动，在两个工装达到对合的过程中，骨架上某些部位将首先接触到复合材料壁板，这时候壁板工装的移动不会停止，而是由电机继续推进，接触部位的复合材料壁板将被骨架顶起，并使真空吸盘装置上的顶紧机构工作，而其他位置并不受其影响继续跟随壁板工装向前移动；
4.3）待壁板工装到位与骨架工装对合后，复合材料壁板与骨架达到各部位贴合最佳的定位状态；在壁板自身外形误差较大处，真空吸盘装置的顶紧机构在该处已施加15kg的基础上，再增加顶紧力，使骨架与复合材料壁板贴合面间隙最小。
该优化飞机复合材料零件装配贴合面间隙的方法采用上述步骤，解决骨架与复合材料壁板贴合间隙过大的问题。利用了复合材料装配规范中合理加载压紧的方法，一方面提高了复合材料零件装配定位与加垫调配效率，另一方面提高了复合材料壁板的装配质量，同时还可应用于一些超差情况的受力数据采集，为设计工程部门提供加载压力数据，以方便评估超差影响。采用本方法进行优化后，较传统装配协调方法减少零件定位调整时间50%，减少垫片调配时间50%，减少贴合面间隙超差故障数30%。
附图说明
图1为壁板工装与骨架工作的装配示意图。
图2为优化飞机复合材料零件装配容差分配原理图。
图3为带有顶紧机构的真空吸盘结构示意图。
图4为真空吸盘自然状态装配示意图。
图5为真空吸盘理论位置装配示意图。
图6为真空吸盘中可伸缩弹簧组件压缩状态示意图。
具体实施方式
一种优化飞机复合材料零件装配贴合面间隙的方法，包括以下步骤：
1）装配工装设计：如图1所示，骨架工装1和壁板工装2为一套组合式的开合结构工装；骨架工装1为固定工装；壁板工装2为移动工装，并通过导轨，由电机3驱动沿水平方向的往复运动；骨架工装1和壁板工装2上分别设定位接口10，使壁板工装2准确定位在骨架工装1上，并保持相对固定锁紧；骨架工装1用于定位骨架6；壁板工装2上设有外形卡板4和可伸缩式的真空吸盘装置5用于定位复合材料壁板7；
2）容差分配：如图2所示，将骨架6与复合材料壁板7贴合面的外形轮廓设为正偏差0~+0.2mm，即骨架偏大；壁板工装结构配备的真空吸盘装置5处于飞机气动外形理论面-2mm位置，外形卡板处于飞机气动外形理论面+定值偏移位置；
3）真空吸盘设计：真空吸盘装置5采用可伸缩弹性结构分为三个部分：吸盘11，弹簧组件9和顶紧机构8，弹簧组件9弹性支撑吸盘11，并通过顶紧机构8实现弹簧组件9施压和锁紧功能；吸盘11在相对理论外形面-2~+4mm内收缩，初始位置为-2mm位置，在收缩的同时提供向蒙皮法向一个0~15kg的反作用力；顶紧机构8使弹簧组件9在压缩到最大行程，即+4mm位置时，使整个吸盘结构向飞机气动外形理论面负方向移动，行程为5.5mm；
4）骨架与复合材料壁板配合过程：
4.1） 首先将骨架6定位到骨架工装1上，并获得一个外形轮廓在0~+0.2mm的定位结果；然后将复合材料壁板7定位到壁板工装2上，复合材料壁板7的外形面与吸盘11的定位面贴合，即达到理论外形-2mm的状态，如图4所示，此时状态为吸盘位置W=-2mm，弹簧行程M=0，弹簧力F=0；
4.2） 通过电机3驱动壁板工装2向骨架工装1方向移动，在两个工装达到对合的过程中，骨架6上某些部位将首先接触到复合材料壁板7，这时候壁板工装的移动不会停止，而是由机电3系统继续推进，接触部位的复合材料壁板7将被骨架6顶起，并使真空吸盘装置5上的顶紧机构工作，而其他位置并不受其影响继续跟随壁板工装向前移动；如图5所示，此时状态为吸盘位置W=0mm，弹簧行程M=2mm，弹簧力F=5kg；
4.3） 待壁板工装2到位与骨架工装1对合后，复合材料壁板7与骨架6达到各部位贴合最佳的定位状态；在壁板自身外形误差较大处，真空吸盘装置5的顶紧机构在该处已施加15kg的基础上，再增加顶紧力，如图6所示，此时状态为吸盘位置W=0mm，弹簧行程M=6mm，弹簧力F=15kg，顶紧机构8行程M1=5.5mm，使骨架与复合材料壁板贴合面间隙最小。

Claims (1)

1.一种优化飞机复合材料零件装配贴合面间隙的方法，其特征在于包括以下步骤：
1）装配工装设计：骨架工装（1）和壁板工装（2）为一套组合式的开合结构工装；骨架工装（1）为固定工装；壁板工装（2）为移动工装，并通过导轨，由电机（3）驱动沿水平方向的往复运动；骨架工装（1）和壁板工装（2）上分别设定位接口（10），使壁板工装（2）准确定位在骨架工装（1）上，并保持相对固定锁紧；骨架工装（1）用于定位骨架（6）；壁板工装（2）上设有外形卡板（4）和可伸缩式的真空吸盘装置（5）用于定位复合材料壁板（7）；
2）容差分配：将骨架（6）与复合材料壁板（7）贴合面的外形轮廓设为正偏差0~+0.2mm，即骨架偏大；壁板工装结构配备的真空吸盘装置（5）处于飞机气动外形理论值-2mm位置，外形卡板处于飞机气动外形理论面+定值偏移位置；
3）真空吸盘设计：真空吸盘装置（5）采用可伸缩弹性结构分为三个部分：吸盘（11），弹簧组件（9）和顶紧机构（8），弹簧组件（9）弹性支撑吸盘（11），并通过顶紧机构（8）实现弹簧组件（9）施压和锁紧功能；吸盘（11）在相对飞机气动外形理论面-2~+4mm内收缩，初始位置为-2mm位置，在收缩的同时提供向蒙皮法向一个0~15kg的反作用力；顶紧机构（8）使弹簧组件（9）在压缩到最大行程，即+4mm位置时，使整个吸盘结构向飞机气动外形理论面负方向移动，行程为5.5mm；
4）骨架与复合材料壁板配合过程：
4.1）首先将骨架（6）定位到骨架工装（1）上，并获得一个外形轮廓在0~+0.2mm的定位结果；然后将复合材料壁板（7）定位到壁板工装（2）上，复合材料壁板（7）的外形面与吸盘（11）的定位面贴合，即达到飞机气动外形理论面-2mm的状态；
4.2）通过电机（3）驱动壁板工装（2）向骨架工装（1）方向移动，在两个工装达到对合的过程中，骨架（6）上某些部位将首先接触到复合材料壁板（7），这时候壁板工装的移动不会停止，而是由电机（3）继续推进，接触部位的复合材料壁板（7）将被骨架（6）顶起，并使真空吸盘装置（5）上的顶紧机构工作，而其他位置并不受其影响继续跟随壁板工装向前移动；
4.3）待壁板工装（2）到位与骨架工装（1）对合后，复合材料壁板（7）与骨架（6）达到各部位贴合最佳的定位状态；在壁板自身外形误差较大处，真空吸盘装置（5）的顶紧机构在该处已施加15kg的基础上，再增加顶紧力，使骨架与复合材料壁板贴合面间隙最小。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108177796A (zh) * 2017-12-04 2018-06-19 北京星航机电装备有限公司 一种飞行器石英材料构件装配到位判定方法
CN109372884A (zh) * 2018-12-07 2019-02-22 江西洪都航空工业集团有限责任公司 一种旋转自拉式骨架垫片
CN109834625A (zh) * 2017-11-29 2019-06-04 株式会社斯巴鲁 制造方法和制造装置
CN111731504A (zh) * 2020-06-12 2020-10-02 陕西飞机工业（集团）有限公司 一种驾驶舱玻璃骨架的定位方法
CN112193432A (zh) * 2020-08-21 2021-01-08 浙江大学 飞机壁板的安装方法及其与骨架间的装配间隙的计算方法
CN113305767A (zh) * 2021-06-17 2021-08-27 陕西飞机工业有限责任公司 机头罩的装配方法及夹具
CN114435621A (zh) * 2022-02-17 2022-05-06 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种飞机部件装配工装及装配方法
CN116101506A (zh) * 2023-04-10 2023-05-12 成都市鸿侠科技有限责任公司 一种飞机中后机身后段下壁板装配装备及工艺

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201008935Y (zh) * 2006-12-05 2008-01-23 成都飞机工业（集团）有限责任公司 壁板铆接柔性装配型架
CN202169481U (zh) * 2011-06-16 2012-03-21 西北工业大学 立柱阵列式机身壁板装配定位装置
CN103100889A (zh) * 2013-03-04 2013-05-15 西北工业大学 一种多点柔性定位工装
CN102554595B (zh) * 2012-01-13 2014-05-21 清华大学 用于飞机的蒙皮制造装配系统
CN103921116A (zh) * 2014-04-24 2014-07-16 浙江大学 一种飞机壁板柔性装配系统
CN104354129A (zh) * 2014-09-26 2015-02-18 上海飞机制造有限公司 弱刚性零件的柔性压紧装置及其装配压紧的方法
CN106002779A (zh) * 2016-07-01 2016-10-12 中航飞机股份有限公司西安飞机分公司 一种飞机蒙皮柔性定位单元及其定位方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201008935Y (zh) * 2006-12-05 2008-01-23 成都飞机工业（集团）有限责任公司 壁板铆接柔性装配型架
CN202169481U (zh) * 2011-06-16 2012-03-21 西北工业大学 立柱阵列式机身壁板装配定位装置
CN102554595B (zh) * 2012-01-13 2014-05-21 清华大学 用于飞机的蒙皮制造装配系统
CN103100889A (zh) * 2013-03-04 2013-05-15 西北工业大学 一种多点柔性定位工装
CN103921116A (zh) * 2014-04-24 2014-07-16 浙江大学 一种飞机壁板柔性装配系统
CN104354129A (zh) * 2014-09-26 2015-02-18 上海飞机制造有限公司 弱刚性零件的柔性压紧装置及其装配压紧的方法
CN106002779A (zh) * 2016-07-01 2016-10-12 中航飞机股份有限公司西安飞机分公司 一种飞机蒙皮柔性定位单元及其定位方法

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
岳胜等: "飞机结构装配间隙超差分析与对策", 《航空制造技术》 *
张彤: "数字化制造条件下飞机装配协调误差的计算", 《教练机》 *
李东升等: "飞机复合材料结构少无应力装配方法研究与应用进展", 《航空制造技术》 *
洪建胜等: "基于装配顺序的飞机装配容差信息建模", 《图学学报》 *
牛福春: "飞机装配容差分析技术研究", 《沈阳航空航天大学学报》 *
王姮: "大部件对接装配容差分析", 《数字化柔性装配工艺设计与管理技术》 *
魏洪峰: "大型飞机复合材料双曲面组件的装配", 《宇航材料工艺》 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109834625A (zh) * 2017-11-29 2019-06-04 株式会社斯巴鲁 制造方法和制造装置
CN109834625B (zh) * 2017-11-29 2022-04-29 株式会社斯巴鲁 航空器的制造方法和制造装置
CN108177796A (zh) * 2017-12-04 2018-06-19 北京星航机电装备有限公司 一种飞行器石英材料构件装配到位判定方法
CN109372884A (zh) * 2018-12-07 2019-02-22 江西洪都航空工业集团有限责任公司 一种旋转自拉式骨架垫片
CN109372884B (zh) * 2018-12-07 2023-08-25 江西洪都航空工业集团有限责任公司 一种旋转自拉式骨架垫片
CN111731504A (zh) * 2020-06-12 2020-10-02 陕西飞机工业（集团）有限公司 一种驾驶舱玻璃骨架的定位方法
CN112193432A (zh) * 2020-08-21 2021-01-08 浙江大学 飞机壁板的安装方法及其与骨架间的装配间隙的计算方法
CN113305767A (zh) * 2021-06-17 2021-08-27 陕西飞机工业有限责任公司 机头罩的装配方法及夹具
CN113305767B (zh) * 2021-06-17 2022-07-12 陕西飞机工业有限责任公司 机头罩的装配方法及夹具
CN114435621A (zh) * 2022-02-17 2022-05-06 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种飞机部件装配工装及装配方法
CN116101506A (zh) * 2023-04-10 2023-05-12 成都市鸿侠科技有限责任公司 一种飞机中后机身后段下壁板装配装备及工艺
CN116101506B (zh) * 2023-04-10 2023-07-21 成都市鸿侠科技有限责任公司 一种飞机中后机身后段下壁板装配装备及工艺

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