CN108098030A - 一种机身蒙皮精准铣切系统 - Google Patents

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Abstract

一种机身蒙皮精准铣切系统，经过安装、调试和现场应用验证，在保证安全的同时，实现了对飞机蒙皮进行切割的功能。该系统能高效准确地完成机身蒙皮的铣切工作，保证飞机产品的制造准确度。能有效保证产品精度要求，提高产品的质量和稳定性，减少操作工人的劳动强度，提高工作效率。同时，也为飞机机身筒形件余量修切提供了基础技术和经验。

Description

一种机身蒙皮精准铣切系统
技术领域
本发明涉及一种机身蒙皮精准铣切系统，适用于机械领域。
背景技术
在飞机装配过程中，为保证最终装配准确度，由前道工序提供的零件会存在一定的余量。因此，在机身壁板对接完成后，为了满足装配过程结合面的配合要求，需要对机身蒙皮进行铣边修形。其中，由于飞机机身蒙皮已成筒形结构，其具有尺寸大、刚性低的特点，普通数控铣床完全不能满足铣边的要求，通常采用手工画线修切余量或是靠模铣切的方法，依靠人工修形来完成。由于人工铣切修形工作量大、生产成本高、周期长、效率低，且修形效果依据工人工作经验的不同而相差较大，常常无法满足产品的精度要求(端面平面度<1.6mm)。同时，人工铣切过程易出现蒙皮切口歪斜、结合面尺寸不匹配、铣切区域局部变形较大等问题，影响后续的装配质量。随着飞机产品越来越高的质量要求，以及要有效降低工人劳动强度的要求，实现飞机制造过程的机械化和自动化，飞机蒙皮端面无余量装配成为飞机装配的必由之路。
对机身蒙皮精准铣切而言，需要对蒙皮的位置精度、切口垂直度、粗糙度、切削用量、铣削震颤控制问题等提出解决方案，提高蒙皮的铣切精度。机身蒙皮精准铣切系统是针对机身蒙皮特点设计的专用铣切设备，旨在通过自动化铣切手段满足机身蒙皮的精度要求。
发明内容
本发明提出了一种机身蒙皮精准铣切系统，经过安装、调试和现场应用验证，在保证安全的同时，实现了对飞机蒙皮进行切割的功能。
本发明所采用的技术方案是：
所述铣切系统导轨模块与铣切末端执行器组成，采用气动控制方式。飞机机身水平穿过导轨中央，铣切末端执行器沿导轨进给一周完成蒙皮切割。
所述导轨模块通过型架平板垂直地面放置，整体呈圆形，其主要包括双V型导轨和链条传动导轨，导轨部件和链条传动副沿铣切区域连续分布，形成封闭而连续的闭环轨迹，保证铣切末端执行器沿机身蒙皮法向进行铣切工作。
所述铣切末端执行器主要包括行走模块和刀头模块两部分，行走模块中4个V型滚轮跨在双V型导轨上，其中两个为固定轮，两个为浮动轮，工作时浮动轮由气缸压紧于导轨上，在运行过程中气缸始终工作，使得滚轮始终同导轨紧密接触，保证运行精度的同时还能防止切割装置从导轨上坠落。
所述行走驱动采用链轮链条的方式，链条安装在链条传动导轨的侧面，工作时链轮压紧气缸将链轮始终压紧在链条上，同时在保证链轮和链条运动灵活的前提下，通过增加链轮的宽度以减少链轮和链条的间隙，行走气马达带动链轮转动实现切割装置进给。
本发明的有益效果是：该系统能高效准确地完成机身蒙皮的铣切工作，保证飞机产品的制造准确度。能有效保证产品精度要求，提高产品的质量和稳定性，减少操作工人的劳动强度，提高工作效率。同时，也为飞机机身筒形件余量修切提供了基础技术和经验。
附图说明
图1是本发明的气动控制原理图。
图中：1.气源；2.手动换向阀；3.气源处理三元件；4、5、7、8、11、17、23.两位换向阀；6、20.三位换向阀；9.与门单元；10、16.调压阀；12、18、21.单IP协流阀；13.浮切滚轮压紧气缸；14.滚轮压紧气缸锁死装置；15.链钻压紧气缸蚀死表置；19.链轮压紧气缸；22.行走气马达；24.节流阀；25.切割气马达。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1，铣切系统导轨模块与铣切末端执行器组成，采用气动控制方式。飞机机身水平穿过导轨中央，铣切末端执行器沿导轨进给一周完成蒙皮切割。
导轨模块通过型架平板垂直地面放置，整体呈圆形，其主要包括双V型导轨和链条传动导轨，导轨部件和链条传动副沿铣切区域连续分布，形成封闭而连续的闭环轨迹，保证铣切末端执行器沿机身蒙皮法向进行铣切工作。通过数控加工保证每段双V型导轨都在要求范围内，同时在每段双V型导轨上表面设置多个OPT检测点，安装时通过激光跟踪仪对每个OPT点进行逐个测量并对导轨进行调整，保证整个双V型导轨表面的平面度以及与飞机坐标系的垂直度和同心度，同时还保证了铣切末端执行器在导轨上运行的平稳性。
铣切末端执行器主要包括行走模块和刀头模块两部分。行走模块中4个V型滚轮跨在双V型导轨上，其中两个为固定轮，两个为浮动轮，工作时浮动轮由气缸压紧于导轨上，在运行过程中气缸始终工作，使得滚轮始终同导轨紧密接触，保证运行精度的同时还能防止切割装置从导轨上坠落。行走驱动采用链轮链条的方式，链条安装在链条传动导轨的侧面，工作时链轮压紧气缸将链轮始终压紧在链条上，同时在保证链轮和链条运动灵活的前提下，通过增加链轮的宽度以减少链轮和链条的间隙，行走气马达带动链轮转动实现切割装置进给。弹簧压紧机构上的压紧轮沿刀片上下布置，刀头模块工作时，上部压紧轮通过弹簧力始终压紧蒙皮，使机身蒙皮处于绷紧状态且易于切割，下部压紧轮在始终压紧蒙皮被切割部分的同时，保证铣切下来的蒙皮边向里翻折，以防划伤蒙皮及操作人员，在对机身蒙皮进行铣切时，切割气马达带动刀片旋转对蒙皮进行切割。
本铣切系统铣切刀具为圆锯片结构，其结构直接决定着铣切完后机身蒙皮表面的粗糙度、毛刺等，由于在进行机身蒙皮铣切时无法使用冷却液(腐蚀机身蒙皮)。因此，圆锯片必须能耐高温并保证在一次完整切割时不发生裂痕、齿断、粘刀等缺陷，而其关键便是锯片材质、齿数、齿型、厚度等的确定。
机身蒙皮材料为2A12硬铝，如果刀片采用硬质合金，则其较锋利，铣切表面平整、毛刺少，但刀片自身比较脆，在铣切过程中不能有震动，但该设备在切割时有震动，很容易造成刀片的断裂；如果刀片采用工具钢，则铣切表面不平整、毛刺多，刀片自身比较软，在切割时容易放热造成粘刀等缺陷；如果刀片采用粉末合金(HSS-E)，则刀片较锋利，切割表面平整、毛刺较少，完成一次完整切割时表面温度小于35°，不存在粘刀现象，刀片自身有韧性，可允许设备有轻微震动，因此在本系统中选用材质为粉末合金质的刀片。
根据某型机机身铣切技术要求，在非工作时间，切割末端执行器与竖直导轨模块分开放置;工作时，需要两名操作人员将切割末端执行器抬起安装到导轨上，故要求切割末端执行器在满足铣切要求的同时还应具有较轻的重量。对电传动、液压传动以及气动系统进行比较，其中气动系统质量最轻，且厂房内有固定气源可以直接使用。气动系统还具有结构简单、造价低、易于控制、维护方便、无污染等特点，能在清洁的环境中生产出清洁的产品，符合绿色制造原则，是实现低成本自动化的主要途径，所以本系统选用气动系统进行铣切过程的控制。
为了实现流程步骤优化，设备控制气路在增加了防止误操作的安全逻辑控制回路之后，还有1个隐患需要预防，即设备正在运行时气管突然断气(管子破裂、接头脱开等意外情况)，因为一旦断气，虽然行走气动马达无法工作，但卡在导轨和链条上的3条气缸却要继续保证设备不会从高空坠落。因此，针对实现安全逻辑功能重新设计的控制气路原理。

Claims (4)

1.一种机身蒙皮精准铣切系统，其特征是：所述铣切系统导轨模块与铣切末端执行器组成，采用气动控制方式，飞机机身水平穿过导轨中央，铣切末端执行器沿导轨进给一周完成蒙皮切割。
2.根据权利要求1所述的一种机身蒙皮精准铣切系统，其特征是：所述导轨模块通过型架平板垂直地面放置，整体呈圆形，其主要包括双V型导轨和链条传动导轨，导轨部件和链条传动副沿铣切区域连续分布，形成封闭而连续的闭环轨迹，保证铣切末端执行器沿机身蒙皮法向进行铣切工作。
3.根据权利要求1所述的一种机身蒙皮精准铣切系统，其特征是：所述铣切末端执行器主要包括行走模块和刀头模块两部分，行走模块中4个V型滚轮跨在双V型导轨上，其中两个为固定轮，两个为浮动轮，工作时浮动轮由气缸压紧于导轨上，在运行过程中气缸始终工作，使得滚轮始终同导轨紧密接触，保证运行精度的同时还能防止切割装置从导轨上坠落。
4.根据权利要求1所述的一种机身蒙皮精准铣切系统，其特征是：所述行走驱动采用链轮链条的方式，链条安装在链条传动导轨的侧面，工作时链轮压紧气缸将链轮始终压紧在链条上，同时在保证链轮和链条运动灵活的前提下，通过增加链轮的宽度以减少链轮和链条的间隙，行走气马达带动链轮转动实现切割装置进给。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110625167A (zh) * 2019-10-08 2019-12-31 江西洪都航空工业集团有限责任公司 一种通用型蒙皮切边装置
CN111112706A (zh) * 2019-12-31 2020-05-08 天津正大通用钢管科技有限公司 一种钢管多辊轮夹装式铣切设备

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