CN111545803A - 盲孔定位钻削导孔工装和使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了盲孔定位钻削导孔工装和使用方法，属于机械装配技术领域。包括螺栓导向销轴、位置调节螺栓、锁紧螺母、导向衬套、上夹板固定螺钉、上夹板、调整支座、滑块、定位销轴、下夹板、下夹板固定螺钉、限位器。该工装可以做到一次完成对飞机结构对接处不同厚度、异型蒙皮固定钉孔的定位、钻削工作，并借助于稳定的机械结构设计，保证定位孔的加工质量要求。

Description

盲孔定位钻削导孔工装和使用方法

技术领域

本发明属于机械装配技术领域，涉及的是在飞机主体结构对接处的上表面蒙皮的固定，由于该蒙皮属于需要随形修合后，才能按照结构固定孔固定的蒙皮，又因异形蒙皮的固定钉孔定位、钻削难度特别大，为此发明了该工装以便高效、优质完成蒙皮固定孔的精准定位，钻削等安装工作。

背景技术

在飞机制造过程中，在飞机表面大部分结构固定后，都需要对其对接处进行蒙皮覆盖，但由于每架飞机对接处的形状略有不同，因此该处蒙皮就不能制做成统一的形状，需要在结构对接完毕后，才能对蒙皮进行外形修整，固定钉孔定位、钻削、划窝以及固定工作。目前常规的做法是先按照安装要求将飞机的主体结构进行精准对接，然后选择该处待加工蒙皮，准确覆盖在对接处的上表面，用记号笔将蒙皮的外轮廓标记在对接处的结构上，再将其移开，检查蒙皮是否完全覆盖住对接处，如果符合要求，则用测量工具确定对接处两个基准固定钉孔的尺寸坐标，并将其坐标转化到待加工蒙皮上，用风钻完成基准孔的钻孔工作。然后按照基准孔的位置将蒙皮固定在对接处，用记号笔标记蒙皮铣削余量，将蒙皮拆到配套台进行外轮廓修整。然后将蒙皮按照基准孔固定，并用记号笔标记出该蒙皮在对接处新的轮廓位置，之后将蒙皮拆除，使用测量工具依次将结构上的其它固定点坐标通过测量逐一转化到蒙皮上，然后使用小于规定尺寸的钻头逐一引孔，之后再用规定的钻头一一扩孔、划窝工作，此时用装机螺钉将蒙皮正确的安装在对接处。虽然上述方法能够很好的完成对接处蒙皮的修合、钻孔、划窝及固定工作，但其中也体现出一些不足。一是对于固定钉孔较多的蒙皮，如果采用上述固定钉孔定位的方式，一个孔的定位需要测量两次，才能完成，工作量相当大，而且效率也不是很高。二是由于修合后的蒙皮均属于异型蒙皮，因此对于每一个固定钉孔的坐标很难确定，无形当中增加了很大的操作难度。三是对于每一个固定钉孔的钻削都需要先进行引孔，然后才能使用规定尺寸的钻头进行修补和扩孔，不仅工作强度很大，操作难度大，而且工作效率也很低。

鉴于以上种种原因，设计了该新型盲孔定位钻削导孔工装，该工装以独特的机械结构设计，从如何提高工作效率、降低操作难度、保证钻孔质量、降低废品率的角度出发，彻底解决了飞机结构对接过程中，异型蒙皮的固定钉孔精准定位、高效钻削以及准确安装等难点问题。

发明内容

本发明专利目的就是发明一种高效、快捷的新型盲孔定位钻削导孔工装，该工装可以做到一次完成对飞机结构对接处不同厚度、异型蒙皮固定钉孔的定位、钻削工作，并借助于稳定的机械结构设计，保证定位孔的加工质量要求。

本发明的技术方案：

盲孔定位钻削导孔工装，包括螺栓导向销轴1、位置调节螺栓2、锁紧螺母3、导向衬套4、上夹板固定螺钉5、上夹板6、调整支座7、滑块8、定位销轴9、下夹板10、下夹板固定螺钉11、限位器12。

所述的调整支座7为钢制材料，是整个工装的基础安装支座；调整支座7的一端固定螺栓导向销轴1，螺栓导向销轴1为钢制材料，用于对滑块8起到一个上下滑动的导向作用，防止滑块8在滑动过程中，基准面与调整支座7的表面不平行时，出现机械卡滞现象；位置调节螺栓2穿过滑块8，通过与调整支座7相配合来调节滑块8的上下位置；所述的调整支座7的下表面通过下夹板固定螺钉11与下夹板10的一端相连，下夹板10为薄壁钢制材料，滑块8的端部通过上夹板固定螺钉5与上夹板6的一端相连；通过调节位置调节螺栓2，改变上夹板6和下夹板10的夹缝间隙，从而适应不同厚度的蒙皮；锁紧螺母3设置于位置调节螺栓2上，用于锁紧调好位置后的滑块8；所述下夹板10的另一端连接定位销轴9，为定位销轴9提供一个安装支座；所述的上夹板6的另一端连接导向衬套4，为导向衬套4提供一个安装支座；所述的导向衬套4对即将钻削的钻头起到一个垂直引孔的作用，根据不同尺寸的固定钉孔选择不同内径的导向衬套4，进一步拓宽适用范围；所述的定位销轴9用于锁定结构上固定钉孔的位置，并将其反射到与其圆心同轴的导向衬套4上，保证钻孔位置精度；限位器12安装在钻头上的规定位置，用于限制钻头的钻削量，防止蒙皮刚被钻透后，损伤飞机结构。

盲孔定位钻削导孔工装的使用方法，步骤如下：

(1)当飞机结构对接工作结束后，根据固定钉孔距离毛坯蒙皮边缘的距离，选择长度适中的上夹板6和下夹板10，并用上夹板固定螺钉5和下夹板固定螺钉11将其锁紧。

(2)根据固定钉孔的要求，选择符合尺寸要求的导向衬套4和定位销轴9，并将其分别安装在上夹板6和下夹板10上。

(3)根据毛坯蒙皮的厚度，调整位置调节螺栓2使上夹板6和下夹板10之间的距离等于毛坯蒙皮的厚度，然后将锁紧螺母3拧紧。

(4)选择符合固定钉孔尺寸要求的钻头安装在风钻上，然后根据毛坯蒙皮和导向衬套4的总共高度，将限位器12安装在钻头上的规定位置，并锁紧。

(5)将毛坯蒙皮覆盖在对接处，并调整好位置，将其外轮廓画在飞机结构上，然后将毛坯蒙皮转移位置，此时检查该毛坯蒙皮在对接结构上的位置是否符合要求，如果不符合要求则重新进行微调，直到符合为止。

(6)将定位销轴9装入对接处的基准孔内，然后将毛坯蒙皮插入上夹板6和下夹板10之间，并按照其调整好的位置摆放，此时用手将该工装把稳，并用另一只手使用风钻，让钻头沿着导向衬套4对蒙皮进行钻孔，采用同样的方法钻削另一个基准孔。

(7)由于基准孔没完全钻透，因此将蒙皮拿到地面，用风钻重新完成基准孔的钻削工作，之后再将毛坯蒙皮安装在对接处，并用螺钉固定。

(8)这时再将毛坯蒙皮插入上夹板6和下夹板10之间，然后将定位销轴9依次装入对接处所有的固定孔内，使用风钻依次钻削，待所有固定钉孔的初始钻削结束后，将毛坯蒙皮拆到地面，在进行最后的钻削和划窝工作。

(9)最后将毛坯蒙皮按照规定的位置正确安装到对接处。

本发明的有益效果：

(1)本发明专利机械结构新颖，稳定性好，通用性强，在实际的飞机制造过程中，可以高效、快捷的实现对于飞机结构对接处不同厚度、异型蒙皮固定钉孔的精准定位、钻削工作。

(2)该发明专利设置了蒙皮厚度可调节装置，因此可以通过螺栓导向销轴1和位置调节螺栓2使该工装满足0-10mm范围内蒙皮的固定孔钻削工作，拓宽了加工范围。

(3)该发明专利中设置导向衬套4和定位销轴9，由于二者的中心都在同一条轴线上，因此它可以严格保证钻削后的蒙皮与结构的固定钉孔同轴，在保证了固定钉孔定位精准的同时，也确保了蒙皮钻孔质量，与此同时，由于还工装还可以根据固定钉孔的尺寸要求选择不同尺寸的导向衬套4和定位销轴9，进一步加大了使用范围。

(4)由于该工装中，特殊的结构设计将测量、定位、辅助钻削加工集于一体，和以往的蒙皮固定钉孔钻削加工相比，在降低操作难度，减轻工作量的同时，也使工作效率得到了3倍以上的提高。

(5)由于该工装中的所有结构件都是采用机械连接，因此对于易磨损的导向衬套4和定位销轴9可以根据工装维护标准，随时更换，确保了工装的灵活性和使用寿命的长久性。

附图说明

图1为盲孔定位钻削导孔工装的主视图。

图2为盲孔定位钻削导孔工装的俯视图。

图3为盲孔定位钻削导孔工装中限位器结构示意图。

图中：1螺栓导向销轴；2位置调节螺栓；3锁紧螺母；4导向衬套；5上夹板固定螺钉；6上夹板；7调整支座；8滑块；9定位销轴；10下夹板；11下夹板固定螺钉；12限位器。

具体实施方式

本发明工装主要由螺栓导向销轴1、位置调节螺栓2、锁紧螺母3、导向衬套4、上夹板固定螺钉5、上夹板6、调整支座7、滑块8、定位销轴9、下夹板10、下夹板固定螺钉11、限位器12组成，具体结构如图1、图2、图3所示。其中螺栓导向销轴1采用的是高硬度、耐磨损的钢制材料，主要用来对滑块8起到一个上下滑动的导向作用，防止滑块8在滑动过程中，基准面与调整支座7的表面不平行时，出现机械卡滞现象；位置调节螺栓2主要是用来调节滑块8的上下位置，进而改变上夹板6和下夹板10的夹缝间隙，从而适应不同厚度的蒙皮；锁紧螺母3主要是当滑块8的位置调整好后，将其位置锁紧；导向衬套4主要是对即将钻削的钻头起到一个垂直引孔的作用，而且还可以根据不同尺寸的固定钉孔选择不同内径的导向衬套，进一步拓宽适用范围；上夹板固定螺钉5主要是将上夹板6固定在滑块8上；上夹板6主要是将导向衬套4和滑块8连接起来，并为导向衬套4提供一个安装支座；调整支座7采用高硬度钢制材料，主要是为整个工装提供一个基础安装支座；滑块8主要是为上夹板6提供一个安装支座，用来实现上夹板6的上下位置无极调整；定位销轴9主要是用来锁定结构上固定钉孔的位置，并将其反射到与其圆心同轴的导向衬套4上，保证钻孔位置精度；下夹板10采用薄壁高韧性的钢制材料，主要是用来连接调整支座7和定位销轴9，并为定位销轴9提供一个安装支座；下夹板固定螺钉11主要用来将下夹板10水平安装在调整支座7的下表面；限位器12主要用来限制钻头的钻削量，防止蒙皮刚被钻透后，损伤飞机结构。

本发明具体实施方式及步骤如下：

(1)当飞机结构对接工作结束后，根据固定钉孔距离蒙皮边缘的大致距离，选择长度适中的上夹板6和下夹板10，并用上夹板固定螺钉5和下夹板固定螺钉11将其锁紧。

(2)根据固定钉孔的要求，选择符合尺寸要求的导向衬套4和定位销轴9，并将其分别安装在上夹板6和下夹板10上。

(3)根据毛坯蒙皮的厚度，调整位置调节螺栓2使上夹板6和下夹板10之间的距离等于蒙皮的厚度，然后将锁紧螺母3拧紧。

(4)选择符合固定孔尺寸要求钻头安装在风钻上，然后根据蒙皮和导向衬套4的总共高度，将限位器12安装在钻头上的规定位置，并锁紧。

(5)将毛坯蒙皮覆盖在对接处，并调整好位置，用记号笔将其外轮廓画在飞机结构上，然后将毛坯蒙皮转移位置，此时检查该蒙皮在对接结构上的位置是否符合要求，如果不符合要求则重新进行微调，直到符合为止。

(6)将定位销轴9装入对接处的基准孔内，然后将毛坯蒙皮插入上夹板6和下夹板10之间，并按照其调整好的位置摆放，此时用手将该工装把稳，并用另一只手使用风钻，让钻头沿着导向衬套4对蒙皮进行钻孔，采用同样的方法钻削另一个基准孔。

(7)由于基准孔没完全钻透，因此将蒙皮拿到地面，用风钻重新完成基准孔的钻削工作，之后再将蒙皮安装在对接处，并用螺钉固定。

(8)这时再将毛坯蒙皮插入上夹板6和下夹板10之间，然后将定位销轴9依次装入对接处所有的固定孔内，使用风钻依次钻削，待所有固定钉孔的初始钻削结束后，将蒙皮拆到地面，在进行最后的钻削和划窝工作。

(9)最后将蒙皮按照规定的位置正确安装到对接处。

Claims (2)

1.盲孔定位钻削导孔工装，其特征在于，包括螺栓导向销轴(1)、位置调节螺栓(2)、锁紧螺母(3)、导向衬套(4)、上夹板固定螺钉(5)、上夹板(6)、调整支座(7)、滑块(8)、定位销轴(9)、下夹板(10)、下夹板固定螺钉(11)、限位器(12)；

所述的调整支座(7)为钢制材料，是整个工装的基础安装支座；调整支座(7)的一端固定螺栓导向销轴(1)，螺栓导向销轴(1)为钢制材料，用于对滑块(8)起到一个上下滑动的导向作用，防止滑块(8)在滑动过程中，基准面与调整支座(7)的表面不平行时，出现机械卡滞现象；位置调节螺栓(2)穿过滑块(8)，通过与调整支座(7)相配合来调节滑块(8)的上下位置；所述的调整支座(7)的下表面通过下夹板固定螺钉(11)与下夹板(10)的一端相连，下夹板(10)为薄壁钢制材料，滑块(8)的端部通过上夹板固定螺钉(5)与上夹板(6)的一端相连；通过调节位置调节螺栓(2)，改变上夹板(6)和下夹板(10)的夹缝间隙，从而适应不同厚度的蒙皮；锁紧螺母(3)设置于位置调节螺栓(2)上，用于锁紧调好位置后的滑块(8)；所述下夹板(10)的另一端连接定位销轴(9)，为定位销轴(9)提供一个安装支座；所述的上夹板(6)的另一端连接导向衬套(4)，为导向衬套(4)提供一个安装支座；所述的导向衬套(4)对即将钻削的钻头起到一个垂直引孔的作用；所述的定位销轴(9)用于锁定结构上固定钉孔的位置，并将其反射到与其圆心同轴的导向衬套(4)上，保证钻孔位置精度；限位器(12)安装在钻头上的规定位置，用于限制钻头的钻削量。

2.盲孔定位钻削导孔工装的使用方法，其特征在于，步骤如下：

(1)当飞机结构对接工作结束后，根据固定钉孔距离毛坯蒙皮边缘的距离，选择长度适中的上夹板(6)和下夹板(10)，并用上夹板固定螺钉(5)和下夹板固定螺钉(11)将其锁紧；

(2)根据固定钉孔的要求，选择符合尺寸要求的导向衬套(4)和定位销轴(9)，并将其分别安装在上夹板(6)和下夹板(10)上；

(3)根据毛坯蒙皮的厚度，调整位置调节螺栓(2)使上夹板(6)和下夹板(10)之间的距离等于毛坯蒙皮的厚度，然后将锁紧螺母(3)拧紧；

(4)选择符合固定钉孔尺寸要求的钻头安装在风钻上，然后根据毛坯蒙皮和导向衬套(4)的总共高度，将限位器(12)安装在钻头上的规定位置，并锁紧；

(5)将毛坯蒙皮覆盖在对接处，并调整好位置，将其外轮廓画在飞机结构上，然后将毛坯蒙皮转移位置，此时检查该毛坯蒙皮在对接结构上的位置是否符合要求，如果不符合要求则重新进行微调，直到符合为止；

(6)将定位销轴(9)装入对接处的基准孔内，然后将毛坯蒙皮插入上夹板(6)和下夹板(10)之间，并按照其调整好的位置摆放，此时用手将该工装把稳，并用另一只手使用风钻，让钻头沿着导向衬套(4)对蒙皮进行钻孔，采用同样的方法钻削另一个基准孔；

(7)由于基准孔没完全钻透，因此将蒙皮拿到地面，用风钻重新完成基准孔的钻削工作，之后再将毛坯蒙皮安装在对接处，并用螺钉固定；

(8)这时再将毛坯蒙皮插入上夹板(6)和下夹板(10)之间，然后将定位销轴(9)依次装入对接处所有的固定孔内，使用风钻依次钻削，待所有固定钉孔的初始钻削结束后，将毛坯蒙皮拆到地面，在进行最后的钻削和划窝工作；

(9)最后将毛坯蒙皮按照规定的位置正确安装到对接处。

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