CN111098531B - 一种长桁定位装置和定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长桁定位装置和定位方法，其属于飞机制造技术领域。所述长桁定位装置包括两个定位块和一个定位挡板，两个所述定位块分别位于长桁的两端；所述定位块的上表面开设有定位凹槽，所述定位凹槽为通槽且能够卡接所述长桁的第一芯模的端部；所述定位挡板设于其中一个所述定位块远离所述长桁的一侧，所述定位挡板能够抵接所述第一芯模的端面。所述定位方法采用所述定位装置对所述长桁进行定位。本发明使得长桁的定位更加精确，操作方便，且在后续的固化过程中长桁不会产生内部缺陷。

Description

一种长桁定位装置和定位方法

技术领域

本发明涉及飞机制造技术领域，尤其涉及一种长桁定位装置和定位方法。

背景技术

长桁采用复合材料进行制作，是飞机机身结构的纵向构件。一般对于长桁长度在2米以下的加筋壁板，长桁的定位装置通常设置在长桁的两端。长桁定位装置一方面在长桁胶结到蒙皮时对长桁进行定位，另一方面在零件的固化过程中限制长桁的移动。

图1和图2是常用的长桁定位装置，长桁200的两端均设置有两个定位块100，每一端的两个定位块100分别设置在长桁芯模的两侧并夹紧长桁的两个腹板，同时对长桁的第一芯模220和第二芯模220进行限位。

上述的定位块100对长桁200进行定位时，由于长桁的材料为复合材料，在固化前后长桁200会产生厚度偏差，为确保长桁200在固化前可放入定位块100，会将两个定位块100的开口设计偏大，这样导致固化后的长桁腹板与定位块100之间会产生间隙，使得固化后的长桁200存在轴线度差的风险；采用上述的定位块100对长桁200进行定位时，定位块100夹紧长桁200的腹板，导致在后续的固化过程中本该施加在长桁芯模上的压力被定位块100阻挡，造成定位块附近的部分长桁200加压不好，产生内部质量问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种长桁定位装置和定位方法，以解决现有技术中对长桁进行定位后在固化过程中定位装置影响长桁内部质量、影响长桁轴线度的问题。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种长桁定位装置，包括两个定位块和一个定位挡板，两个所述定位块分别位于长桁的两端；所述定位块的上表面开设有定位凹槽，所述定位凹槽为通槽且能够卡接所述长桁的第一芯模的端部；所述定位挡板设于其中一个所述定位块远离所述长桁的一侧，所述定位挡板能够抵接所述第一芯模的端面。

其中，两个所述定位块的所述定位凹槽的截面形状相同。

其中，所述定位凹槽的截面形状为矩形或者倒梯形。

其中，所述定位挡板的截面面积大于所述定位凹槽的截面面积。

其中，所述定位块开设有第一通孔和第二通孔。

其中，所述第一通孔为光孔，所述第二通孔为螺纹孔。

一种长桁定位方法，使用上述的长桁定位装置对所述长桁进行定位，包括以下步骤：

S1、将所述定位装置安装于蒙皮工装；

S2、将所述长桁放置于蒙皮且所述第一芯模的两端分别卡紧于两个所述定位凹槽；

S3、固化所述长桁，在固化过程中将所述长桁的第二芯模向所述第一芯模压实。

其中，所述第一芯模的橼条的两端均设有与所述定位凹槽卡接的凸耳。

其中，所述步骤S2还包括，两个所述定位块的上表面及所述第一芯模的所述橼条的上表面在同一平面上。

其中，所述步骤S2还包括，所述第一芯模的下表面与所述定位凹槽的底面之间留有间隙。

本发明提出的长桁定位装置，通过两个定位块上的定位凹槽卡紧于长桁的第一芯模的两端，并通过定位挡板抵紧于第一芯模的一个端面，限制了第一芯模在两个方向的自由度之后实现了第一芯模的定位，进而实现对长桁的定位。且定位凹槽卡紧于第一芯模的两端，定位凹槽的内侧面与第一芯模的接触面之间无间隙，避免了固化后长桁与定位凹槽之间存在间隙导致长桁轴线度产生误差。

本发明提出的定位方法，使用本发明的长桁定位装置对长桁进行定位，通过定位装置对第一芯模定位进而实现长桁的定位，且定位装置位于第一芯模的橼条的两端，不需要考虑长桁腹板在固化前后的厚度变化，固化时将第二芯模向第一芯模压实，避免了本该施加在长桁上的压力施加到定位装置上，进而避免了加压不好导致长桁产生内部质量的问题。

附图说明

图1是现有的定位装置对长桁进行定位的结构示意图；

图2是现有的定位装置对长桁进行定位的俯视图；

图3是本发明实施例提供的定位装置的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的长桁的第一芯模的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的长桁的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一个定位块在使用时的示意图；

图7是本发明实施例提供的另一个定位块在使用时的示意图。

图中：

图1-图2：

100、定位块；200、长桁；210、第一芯模；220、第二芯模；

图3-图7：

10、定位块；

20、定位挡板；

30、定位凹槽；40、第一通孔；50、第二通孔；

60、长桁；61、第一芯模；62、第二芯模；611、凸耳；612、橼条。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

参见图3-图7，本发明的实施例提供一种长桁定位装置，包括两个定位块10和一个定位挡板20，两个定位块10分别位于长桁60的两端；定位块10的上表面开设有定位凹槽30，定位凹槽30为通槽且能够卡接长桁60的第一芯模61的两端；定位挡板20位于其中一个定位块10的定位凹槽30远离长桁60的一侧，定位挡板20能够抵接第一芯模61的端面；仅在一个定位块10上设有定位挡板20，避免了对长桁60的过定位；两个定位凹槽30限制长桁60在其宽度方向的自由度，定位挡板20限制长桁60在其长度方向的自由度，二者配合保证长桁60安装在正确的位置处。

定位挡板20焊接在一个定位块10的定位凹槽30远离长桁60的一侧，或者在制作时将定位挡板20与定位块一体成型。定位挡板20的截面形状可以为四边形，也可以为圆形或者半圆形。为使得焊接更为牢固，本实施例中，定位挡板20的截面形状为长方形且定位挡板20的截面面积大于定位凹槽30的截面面积，这样定位挡板20与第一芯模61的端面的接触面积最大，定位效果更好。

为了便于制造定位装置和方便将长桁60放置于定位凹槽30中，两个定位块10的定位凹槽30的截面形状相同，进一步地，定位凹槽30的截面形状为矩形或者倒梯形。

本实施例中，定位凹槽30为矩形通槽，定位凹槽30沿长桁60的长度方向的中心线与定位块10沿长桁60的长度方向的中心线重合。

为了实现定位块10在蒙皮工装(图中未画出)上的定位和安装，定位块10的上表面还开设有第一通孔40和第二通孔50；第一通孔40为光孔，用于安装销钉，实现定位块10在蒙皮工装上的定位；第二通孔50为螺纹孔，用于安装螺栓，将定位块10锁紧在蒙皮工装上，以确保在后期对长桁60进行固化时，两个定位块10不会发生移动，进而确保在固化过程中长桁60一直位于正确的位置，保证长桁的轴线度达到设计要求。将两个定位块10安装在蒙皮工装的正确位置后，才能实现对长桁60的正确定位。第一通孔40和第二通孔50的数量根据实际情况进行设置。本实施例中，定位块10上设置有两个第一通孔40和两个第二通孔50。

本发明的实施例还提供了一种长桁定位方法，在本发明提供的长桁定位方法中，定位装置和蒙皮(图中未画出)均位于蒙皮工装上，长桁60放置于蒙皮的对应位置上，使用上述的长桁定位装置对长桁60进行定位，具体操作步骤为：

第一步，将定位装置安装于蒙皮工装；具体地，在第一通孔40中装入销钉，在第二通孔50中旋拧入螺栓，实现定位装置在蒙皮工装上的安装；

第二步，将长桁60放置于蒙皮且第一芯模61的两端分别卡紧于两个定位凹槽30；

第三步，固化长桁60，在固化过程中将长桁60的第二芯模62向第一芯模61压实。

在本发明实施例提供的长桁定位方法中，为了两个定位凹槽30能够卡接第一芯模61的两端，在第一芯模61的橼条612的端面设置有凸耳611，凸耳611卡接在定位凹槽30中，实现对长桁60的定位。定位块10的尺寸与凸耳611的尺寸配合设计。具体地，在对定位块10和凸耳611进行设计时，需要保证当定位块10对长桁60进行定位时，第一芯模61的橼条612的上表面和定位块10的上表面位于同一平面，同时橼条612的下表面与定位凹槽30之间留有间隙。本实施例中，凸耳611的截面形状为矩形，凸耳611的表面轮廓度与定位凹槽30的内表面的轮廓度相同以实现对长桁60的精确定位。需要注意的是，在第一步前，需保证两个定位块10的底面的粗糙度与蒙皮工装的粗糙度相同以保证定位装置与蒙皮工装之间无间隙，如此可以保证长桁60的位置精度；在第二步中，第一芯模61的两端分别卡紧于两个定位凹槽30时，第一芯模61的橼条612的上表面和两个定位块10的上表面在同一平面，同时橼条612的下表面与定位凹槽30的底面之间留有间隙，如此设置，可以保证在固化过程中定位装置不会阻挡对第一芯模61在垂直于橼条612上表面的方向上的加压。

具体地，本发明提供实施例的长桁定位方法，将第一芯模61和第二芯模62合模，完成长桁60的铺贴；将两个定位块10通过销钉和螺栓分别安装在蒙皮工装的对应位置上；抬起长桁60将第一芯模61的一个凸耳611抵接于定位挡板20并确保长桁60两端的凸耳611分别卡紧于定位凹槽30中，将长桁60胶结于蒙皮上。完成上述步骤后，使用热压罐对长桁60进行固化，因为定位凹槽30限制了第一芯模61在其宽度方向的自由度，定位挡板20限制了第一芯模61在其长度方向的自由度，在固化过程中，将第二芯模62向第一芯模61压实以确保固化中长桁60不会发生移位。

本发明实施例提供的长桁定位装置和定位方法，在长桁60胶接于蒙皮时能对长桁60起到定位作用且定位凹槽30的侧面卡紧凸耳611的侧面避免了使用定位装置后长桁60仍然能移动的情况的发生；同时在对长桁60的固化过程中，因为两个定位块10使用销钉和螺栓实现了其在蒙皮工装上的机械定位，不受固化过程的影响，可以保证长桁60的第一芯模61不会发生移动，进而确保第二芯模62的位置精度；定位装置不会影响固化过程中对长桁60的加压，不会产生内部质量问题；定位凹槽30的侧面与凸耳611的侧面抵接无间隙，定位装置的底面与蒙皮工装之间也无间隙，这样降低了热压罐对长桁60的固化过程中真空袋的爆袋风险。

还需要说明的是，在其他的实施例中，凸耳611也可以设置在第二芯模62上，由两个定位块10对第二芯模62进行定位实现对长桁60的定位，固化时将第一芯模61向第二芯模62压实。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种长桁定位装置，其特征在于，包括两个定位块(10)和一个定位挡板(20)，两个所述定位块(10)分别位于长桁(60)的两端；

所述定位块(10)的上表面开设有定位凹槽(30)，所述定位凹槽(30)为通槽且能够卡接所述长桁(60)的第一芯模(61)的端部；

所述定位挡板(20)设于其中一个所述定位块(10)远离所述长桁(60)的一侧，所述定位挡板(20)能够抵接所述第一芯模(61)的端面；

所述第一芯模(61)的下表面与所述定位凹槽(30)的底面之间留有间隙；

两个所述定位块(10)的所述定位凹槽(30)的截面形状相同；

所述定位凹槽(30)的截面形状为倒梯形。

2.根据权利要求1所述的长桁定位装置，其特征在于，所述定位挡板(20)的截面面积大于所述定位凹槽(30)的截面面积。

3.根据权利要求1所述的长桁定位装置，其特征在于，所述定位块(10)开设有第一通孔(40)和第二通孔(50)。

4.根据权利要求3所述的长桁定位装置，其特征在于，所述第一通孔(40)为光孔，所述第二通孔(50)为螺纹孔。

5.一种长桁定位方法，其特征在于，使用权利要求1-4任一项所述的长桁定位装置对所述长桁(60)进行定位，包括以下步骤：

S1、将所述长桁定位装置安装于蒙皮工装；

S2、将所述长桁(60)放置于蒙皮且所述第一芯模(61)的两端分别卡紧于两个所述定位凹槽(30)；

S3、固化所述长桁(60)，在固化过程中将所述长桁(60)的第二芯模(62)向所述第一芯模(61)压实。

6.根据权利要求5所述的定位方法，其特征在于，所述第一芯模(61)的橼条(612)的两端均设有与所述定位凹槽(30)卡接的凸耳(611)。

7.根据权利要求6所述的定位方法，其特征在于，所述步骤S2还包括，两个所述定位块(10)的上表面及所述第一芯模(61)的所述橼条(612)的上表面在同一平面上。

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