CN111531495A - 复材t或工型长桁间距控制的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于复合材料构件制造的技术领域，具体涉及一种复材T或工型长桁间距控制的方法，其包括将壁板上的长桁工装按照固化过程中的理论位置进行摆放，测量出长桁与长桁之间的间距；沿长桁长度方向，每间隔500mm设置一道定位工装，定位工装包括定位板、定位块和水平式夹钳；将定位板、定位块、水平式夹钳三部分连接在一起，并与长桁工装进行定位，从而控制复材T或工型长桁间距。与现有技术相比，本发明的有益效果是采用结构简单的定位工装保证了长桁的轴线精度，克服原有长桁定位不准、固化过程中长桁位置发生偏移的弊端。

Description

复材T或工型长桁间距控制的方法
技术领域
本发明属于复合材料构件制造的技术领域，具体涉及一种复材T或工型长桁间距控制的方法。
背景技术
复合材料零件中蒙皮壁板结构质量占总体结构质量很大比重，蒙皮和长桁组成的壁板结构是飞机垂尾、平尾等蒙皮壁板结构中的常规构件。现有长桁的形式主要有T型长桁、J型长桁、工型长桁、Ω型长桁。工型长桁由于截面尺寸相对较高、较窄，对截面两个主轴的惯性矩相相差较大，一般仅能直接用于腹板平面内的受弯构件或组成方格结构受力构件，而对轴心受压构件或在垂直于腹板平面还有弯曲的构件则不宜采用。J长桁和Ω长桁则不存在相应的惯性不同的问题，其中的T型长桁与Ω型长桁由于其结构的对称性，稳定性要优于J型长桁。所以，在飞机主要承力壁板类结构件中，主要选用T型长桁或Ω长桁两种结构形式。部分壁板零件非单种长桁结构由两种或两种以上组成，其中J长桁可以在其中交叉使用。
复合材料加筋壁板其成型工艺分为：共固化、胶接共固化、二次胶接。每种成型工艺都需要解决固化前长桁与壁板定位中位置准确度以及在固化过程中轴线偏移的问题。现在根据工装结构的不同：壁板上Ω型长桁其定位以及成型过程中其内部都带有气囊，依靠气囊与工装进行定位，可以基本解决Ω长桁初始定位准确以及固化过程中位置发生偏移问题；壁板上T、工型长桁与壁板定位以及固化过程中都需要带长桁的成型工装并且长桁工装为分段结构(每个长桁工装都由多段组成)，长桁的长度较长，定位时只在长桁两端与工装进行定位无法保证中间部位长桁的位置精度，在固化高温、高压过程中长桁工装与长桁的膨胀系数不同也会引起长桁轴线整体的偏移或者局部发生偏移。大型壁板零件的T、工型长桁加强筋在固化成型后，其轴线位置会发生1～2mm左右的偏移，严重影响了零件的使用。
发明内容
本发明是为了解决壁板类零件T、工型长桁的初始定位的位置准确度以及长桁与壁板固化过程中位置不发生偏移等问题。本发明提供了一种T、工型长桁定位的方法，使用此种方法解决了T、工型长桁初始位置定位不准、固化过程中长桁位置发生偏移等问题。
本发明的技术方案为：
一种复材T或工型长桁间距控制的方法，其包括以下步骤：
步骤1、将壁板上的长桁工装1按照固化过程中的理论位置进行摆放，测量出长桁与长桁之间的间距；
步骤2、沿长桁长度方向，每间隔500mm设置一道定位工装，定位工装包括定位板2、定位块3和水平式夹钳4；
2.1)使用铝制造定位板2
定位板2包括缺口201和定位块接触平面202，定位板2的作用是将定位块3和水平式夹钳4连接，定位板2的上表面开设有多个缺口201，以便于水平式夹钳4的安装以及操作，定位板2的下表面齐平；相邻缺口201之间为定位块接触平面202，定位块接触平面202的粗糙度小于等于Ra1.6，定位块接触平面202上开设有定位销孔203和螺钉孔204；
2.2)使用铝制造定位块3
定位块3为L型结构，包括定位板连接面301、夹钳连接面302和长桁定位面303，其中，夹钳连接面302和长桁定位面303相互平行设置，且夹钳连接面302位于长桁定位面303上方，二者与定位板连接面301相互垂直设置。长桁定位面303用于长桁的定位，其粗糙度小于等于Ra1.6，平面度小于0.1，其长度保证使用时定位块3与长桁卧边间距在2mm-5mm之间；夹钳连接面302用于连接水平式夹钳4；定位板连接面301与定位块接触平面202上定位销孔203和螺钉孔204相对应位置开设有定位销孔和螺钉孔，用于连接定位块3。
步骤3、将定位板2、定位块3、水平式夹钳4三部分连接在一起，并与长桁工装1进行定位，从而控制复材T或工型长桁间距。
本发明的效果和益处是：与现有技术相比，本发明的有益效果是采用结构简单的定位工装保证了长桁的轴线精度，克服原有长桁定位不准、固化过程中长桁位置发生偏移的弊端。
附图说明
图1为本发明实施例中定位板的结构示意图。
图2为本发明实施例中定位块的结构示意图。
图3为本发明实施例中定位工装的结构示意图。
图中：1长桁工装；2定位板；201缺口；202定位块接触平面；203定位销孔；204螺钉孔；3定位块；301定位板连接面；302夹钳连接面；303长桁定位面；4水平式夹钳。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
应当了解，所附附图并非按比例地绘制，而仅是为了说明本发明的基本原理的各种特征的适当简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在所附多个附图中，同样的或等同的部件(元素)以相同的附图标记标引。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
图1为本发明实施例中定位板的结构示意图。图2为本发明实施例中定位块的结构示意图。图3为本发明实施例中定位工装的结构示意图。参见图1至图3，在本实施例中，复材T或工型长桁间距控制的方法包括以下步骤：
1、将壁板上的长桁工装1按照固化过程中的理论位置进行摆放，测量出长桁与长桁之间的间距，相邻长桁工装的间距测量值为70mm～100mm之间。设计一套定位工装，定位工装的一端与长桁工装定位，定位工装将长桁的间距进行固定，保证无论在何种情况下长桁的相对间距不发生变化。
2、根据长桁的长度及间距不同，定位工装设计的形状略有不同，长桁每间隔500mm设计一道定位工装。
定位工装主要分为三个部分：定位板2、定位块3和水平式夹钳4。
2.1、使用铝制造定位板2
定位板2包括缺口201和定位块接触平面202，定位板2的作用是将定位块3和水平式夹钳4连接，为了考虑几部分的连接、水平式夹钳4的操作空间、水平式夹钳4的端头位置对应在定位块3中间，将定位板2设计成下端平齐上端带缺口201的结构。
具体地，定位板2的上表面开设有多个缺口201，以便于水平式夹钳4的安装以及操作，缺口201的尺寸根据定位块3尺寸而定。相邻缺口201之间为定位块接触平面202，定位块接触平面202的粗糙度小于等于Ra1.6，定位块接触平面202上开设有定位销孔203(对应每个定位块3必须保证两个定位销孔203)和螺钉孔204(根据定位块3尺寸不同，最少保证一个螺钉孔204)。
定位板长度205根据定位面的长桁数量而定，其中，定位板长度205小于700mm，厚度为15mm；如果定位板长度205大于700mm，则定位板2厚度需要适当的增加，避免中间部分发生变形。
2.2、使用铝制造定位块3
定位块3为L型结构，包括定位板连接面301、夹钳连接面302和长桁定位面303，其中，夹钳连接面302和长桁定位面303相互平行设置，且夹钳连接面302位于长桁定位面303上方，二者与定位板连接面301相互垂直设置。
根据长桁的截面尺寸不同，定位块3的宽度不同，定位块厚度304为25mm。厚度如果小于25mm，则与水平式夹钳4端头连接的截面尺寸不足，如果厚度大于25mm，则会因为重量过重引起定位板3变形。
定位块3与水平式夹钳4接触的截面尺寸可以满足水平式夹钳4的连接，即夹钳连接面302具有一定的宽度(保证夹钳安装)、厚度(安装后的螺钉仅与定位块3连接)。定位块3与长桁接触部分，即长桁定位面303的粗糙度小于等于Ra1.6，其伸出的长度与长桁卧边间距保证在2mm-5mm之间。具体地，选择一套长桁的截面尺寸不同，定位块3的宽度尺寸也可能不同，定位块3与长桁工装1接触的部位为定位基准，粗糙度要求小于等于Ra1.6，定位块3与定位板2连接最少要保证两个销钉、一个螺钉，如果定位块3的尺寸允许可采用两个销钉、两个螺钉，定位块3端头截面留有足够的尺寸保证与水平式夹钳4的连接。按照此种方法设计出的工装，可以满足T、工型长桁初始位置定位准确、固化过程中长桁位置不发生偏移。
3、将定位板2、定位块3、水平式夹钳4三部分连接在一起，并与长桁工装1进行定位，从而控制复材T或工型长桁间距。
可见，该种工装结构简单、操作方便，使用价格便宜的铝、成品件完成了长桁工装的定位以及位置的固定，此种设计方法有助于复合材料T、工型加筋壁板的生产制造。
以上示例性实施方式所呈现的描述仅用以说明本发明的技术方案，并不想要成为毫无遗漏的，也不想要把本发明限制为所描述的精确形式。显然，本领域的普通技术人员根据上述教导做出很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员便于理解、实现并利用本发明的各种示例性实施方式及其各种选择形式和修改形式。本发明的保护范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。

Claims (1)

1.一种复材T或工型长桁间距控制的方法，其特征在于，其包括以下步骤：
步骤1、将壁板上的长桁工装(1)按照固化过程中的理论位置进行摆放，测量出长桁与长桁之间的间距；
步骤2、沿长桁长度方向，每间隔500mm设置一道定位工装，定位工装包括定位板(2)、定位块(3)和水平式夹钳(4)；
2.1)使用铝制造定位板(2)
定位板(2)包括缺口(201)和定位块接触平面(202)，定位板(2)的作用是将定位块(3)和水平式夹钳(4)连接，定位板(2)的上表面开设有多个缺口(201)，以便于水平式夹钳(4)的安装以及操作，定位板(2)的下表面齐平；相邻缺口(201)之间为定位块接触平面(202)，定位块接触平面(202)的粗糙度小于等于Ra1.6，定位块接触平面(202)上开设有定位销孔(203)和螺钉孔(204)；
2.2)使用铝制造定位块(3)
定位块(3)为L型结构，包括定位板连接面(301)、夹钳连接面(302)和长桁定位面(303)，其中，夹钳连接面(302)和长桁定位面(303)相互平行设置，且夹钳连接面(302)位于长桁定位面(303)上方，二者与定位板连接面(301)相互垂直设置；长桁定位面(303)用于长桁的定位，其粗糙度小于等于Ra1.6，平面度小于0.1，其长度保证使用时定位块(3)与长桁卧边间距在2mm-5mm之间；夹钳连接面(302)用于连接水平式夹钳(4)；定位板连接面(301)与定位块接触平面(202)上定位销孔(203)和螺钉孔(204)相对应位置开设有定位销孔和螺钉孔，用于连接定位块(3)；
步骤3、将定位板(2)、定位块(3)、水平式夹钳(4)三部分连接在一起，并与长桁工装(1)进行定位，从而控制复材T或工型长桁间距。
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