CN112238363B - 一种蒙皮的柔性固持工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蒙皮的柔性固持工装，属于零件加工制造领域。所述工装包括电磁基板，铁磁性围栏，压板，柔性支撑，避让块；所述使用方法，具体步骤包括：1）铁磁性围栏排列与固定；2）柔性支撑铺设；3）柔性支撑密封；4）蒙皮零件贴合；5）柔性支撑硬化定型；6）蒙皮零件固定。通过本发明提供的柔性固持工装，可以实现飞机蒙皮的柔性支撑和装夹，可以实现一套工装满足多种尺寸、形状各异的多品种的飞机蒙皮的加工，解决目前使用专用真空工装加工飞机蒙皮存在的成本高、周期长和库存大的问题。

Description

一种蒙皮的柔性固持工装

技术领域

本发明涉及零件加工领域，具体涉及一种蒙皮的柔性固持工装。

背景技术

由于飞机蒙皮的形状即为飞机的气动外形，直接影响飞机的气动性能，因此存在曲面复杂化、薄壁化和精度要求高等特点。为了避免薄壁化的弱刚性蒙皮在加工过程中产生变形导致的加工超差，传统的加工方式为：在飞机加工蒙皮之前，先加工一个与飞机蒙皮的内型面完全一致的专用真空工装，通过型面支撑和真空吸附避免蒙皮在加工过程中产生变形。

但是，飞机蒙皮作为飞机的零件有典型的小批量、多品种特征，这就导致使用专用工装存在以下问题：①每一个品种飞机蒙皮对应一个专用真空工装，专用工装的材料和加工成本高，增加了飞机蒙皮的制造成本；②专用真空工装需要依据蒙皮形状定制，加工周期长，增长了飞机蒙皮的生产周期；③由于飞机蒙皮的品种多但每个品种的产量相对少，因此使用专用真空工装将产生大量的库存。

发明内容

本发明的目的在于解决目前使用专用真空工装加工飞机蒙皮存在的成本高、周期长和库存大的问题，提供一种蒙皮的柔性固持工装，通过柔性支撑和装夹，可以实现一套工装满足多种尺寸、形状各异的多品种的飞机蒙皮的加工。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种蒙皮的柔性固持工装，其特征在于，包括电磁基板、铁磁性围栏、压板和柔性支撑；所述铁磁性围栏设置在电磁基板上，由若干个可拆卸的磁性模块拼接围合而成，柔性支撑位于铁磁性围栏围成的空间内；压板设置在柔性支撑上方，与柔性支撑配合一起将蒙皮零件固定。

优选的，所述铁磁性围栏包含直板型和L型两种磁性模块类型，每个磁性模块顶端有一个螺纹孔和密封槽。

优选的，所述压板包括内螺纹连杆、螺柱I和压块；螺柱I螺接在铁磁性围栏的螺纹孔上，内螺纹连杆一端与螺柱I连接，另一端与压块相连。

优选的，所述压块包括螺柱II、球铰和压盘；螺柱II与内螺纹连杆通过螺纹连接，压盘通过球铰摆动连接在螺柱II底端。

优选的，所述柔性支撑包括上层薄膜、下层薄膜、密封垫圈和颗粒填充物；颗粒填充物位于上层薄膜和下层薄膜构成的封闭空间内，上层薄膜和下层薄膜的边沿通过密封垫圈固定在铁磁性围栏的密封槽上。

优选的，柔性支撑上方设有避让块，所述避让块分布在蒙皮零件上需要加工通孔的部位的下方，且避让块的尺寸大于蒙皮零件待加工孔的尺寸。

优选的，所述压盘为弹性材料。

优选的，所述电磁基板上设有预留孔，预留孔内部设有与柔性支撑内部连通的抽气孔，所述抽气孔又与抽气泵连接。

优选的，所述抽气孔内从上到下设有硬质过滤网和过滤棉；所述硬质过滤网上孔洞的直径小于颗粒填充物的直径。

本申请一种蒙皮的柔性固持工装的使用方法如下：

1）按照蒙皮零件的包络矩形尺寸四周各扩大10~50 mm的尺寸，在电磁基板上放置铁磁性围栏的磁性模块围成矩形，并通电吸附固定；

2）在铁磁性围栏内铺下层薄膜，倒入颗粒填充物，盖上上层薄膜；

3）使用密封垫圈将上层薄膜和下层薄膜压入铁磁性围栏的密封槽内；

4）在上层薄膜上放置避让块和蒙皮零件，在蒙皮零件表面均匀施加压力使颗粒填充物流动至蒙皮零件和柔性支撑完全贴合；

5）通过下层薄膜上的抽气孔将柔性支撑中的气体抽出，抽至真空后撤去蒙皮零件表面的压力；

6）装上压板压紧蒙皮零件。

本技术方案的有益效果如下：

1、通过本发明提供的柔性固定工装，可以实现飞机蒙皮的柔性支撑和装夹，可以实现一套工装满足多种尺寸、形状各异的多品种的飞机蒙皮的加工，减少专用真空工装的使用和囤积，降低库存量，同时达到了减小成本，节约资源的效果；

2、本发明中，铁磁性围栏包含直板型和L型两种磁性模块类型，通过增减直板型磁性模块的数量，可以调整铁磁性围栏包围的矩形大小，确保可以包容蒙皮零件，以适应不同尺寸蒙皮零件的需求；

3、本发明中，柔性支撑采用上层薄膜和下层薄膜构成封闭空间，利用封闭空间内颗粒填充物的流动性可快速贴合蒙皮外形，从而适应不同的蒙皮形状，柔性支撑与抽气泵配合抽气后又可实现硬性的定型支撑，调节方式方便快速、省时省力。

附图说明

本发明的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚，附图中：

图1为一个实施例的柔性固持工装的结构简图。

图2为一个实施例的铁磁性围栏排列方法示意图。

图3为一个实施例的使用方法的流程图；

图中：

1、电磁基板；2、铁磁性围栏；3、压板；4、柔性支撑；5、蒙皮零件；6、避让块；1.1、预留孔；2.1、密封槽；2.2、螺纹孔；2.3、直板型；2.4、L型；3.1、内螺纹连杆；3.2、螺柱I；3.3、压块；3.3.1、球铰；3.3.2、压盘；3.3.3、螺柱II；4.1、上层薄膜；4.2、下层薄膜；4.2.1、硬质过滤网；4.2.2、过滤棉；4.2.3、抽气孔；4.3、密封垫圈；4.4、颗粒填充物。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“竖直”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

作为本发明一种最基本的实施方案，本实施例公开了一种面向飞机蒙皮的柔性固持工装，参见图1~2，包括：电磁基板1，铁磁性围栏2，压板3，柔性支撑4，避让块6。

铁磁性围栏2包含直板型2.3和L型2.4两种磁性模块类型，铁磁性围栏2每个磁性模块顶端有一个螺纹孔2.2和密封槽2.1；通过增减直板型2.3磁性模块数量，可以调整铁磁性围栏2包围的矩形大小，确保可以包容蒙皮零件5，以适应不同尺寸蒙皮零件5的需求。电磁基板1通电后，通过磁力可以围成固定的铁磁性围栏2。

压板3由内螺纹连杆3.1、螺柱I3.2和压块3.3组成，压块3.3由螺柱II3.3.3、球铰3.3.1和压盘3.3.2组成。内螺纹连杆3.1实际为短杆连接的两个螺套，通过螺柱I3.2与螺纹孔2.2的连接，可以将压板3固定在铁磁性围栏2上，通过内螺纹连杆3.1连接螺柱I3.2和压块3.3后，再通过调整螺柱II3.3.3高度可以使压盘3.3.2压紧蒙皮零件5，实现蒙皮零件5的固定。球铰3.3.1和橡胶材质的压盘3.3.2，可以实现压板3与蒙皮零件5接触部位的均匀按压，避免蒙皮零件5损伤。

柔性支撑4由上层薄膜4.1、下层薄膜4.2、密封垫圈4.3和颗粒填充物4.4组成。在上层薄膜4.1和下层薄膜4.2之间填充颗粒填充物4.4后，由于密封垫圈4.3为弹性材料，且直径大于密封槽2.1宽度，使用密封垫圈4.3将上层薄膜4.1、下层薄膜4.2压入密封槽2.1内即可实现上层薄膜4.1、下层薄膜4.2之间的密封。密封后，由于颗粒填充物4.4之间存在较大间隙，因此在上层薄膜4.1上放置避让块6和蒙皮零件5并在蒙皮零件5表面均匀施加压力后，颗粒填充物4.4可以产生相互之间的流动直至蒙皮零件5和柔性支撑4完全贴合。

电磁基板1上设有预留孔1.1，预留孔1.1内部设有与柔性支撑4内部连通的抽气孔4.2.3，所述抽气孔4.2.3又与抽气泵连接。通过预留孔1.1内、下层薄膜4.2上的抽气孔4.2.3，可对密封的柔性支撑4内抽真空，此时在大气压的作用下，颗粒填充物4.4之间紧密贴靠且相互挤压，产生的摩擦力可以避免颗粒填充物4.4之间的流动，实现柔性支撑4的硬化定型。

抽气孔4.2.3内从上到下有硬质过滤网4.2.1和过滤棉4.2.2；硬质过滤网4.2.1上孔洞的直径小于颗粒填充物4.4的直径，以避免颗粒填充物4.4从抽气孔4.2.3中流出；过滤棉4.2.2的作用在于避免颗粒填充物4.4磨损产生的碎屑损伤气路甚至是损坏气泵。

实施例2

本实施例公开了一种蒙皮的柔性固持工装，在实施例1的基础上，进一步的，如图1所示，避让块6分布在蒙皮零件5上需要加工通孔的部位的下方，且避让块6的尺寸大于蒙皮零件5的待加工孔的尺寸，这样在蒙皮零件5需要加工通孔时，钻头即使钻穿蒙皮零件5，也不会钻伤上层薄膜4.1，进而避免柔性支撑4漏气变软。

参见图3，本实施例一种蒙皮的柔性固持工装的使用方法如下：

1）铁磁性围栏2的排列与固定：按照蒙皮零件5的包络矩形尺寸四周各扩大10~50mm的尺寸，在电磁基板1上放置铁磁性围栏2的磁性模块围成矩形，并通电吸附固定；

2）柔性支撑4铺设：在铁磁性围栏2内铺下层薄膜4.2，倒入颗粒填充物4.4，盖上上层薄膜4.1；

3）柔性支撑4密封：使用密封垫圈4.3将上层薄膜4.1和下层薄膜4.2压入铁磁性围栏2的密封槽2.1内；

4）蒙皮零件5贴合：在上层薄膜4.1上放置避让块6和蒙皮零件5，在蒙皮零件5表面均匀施加压力使颗粒填充物4.4流动至蒙皮零件5和柔性支撑4完全贴合；

5）柔性支撑4定型：通过下层薄膜4.2上的抽气孔4.2.3将柔性支撑4中的气体抽出，抽至真空后撤去蒙皮零件5表面的压力；

6）蒙皮零件5固定：装上压板3压紧蒙皮零件5。

Claims (5)

1.一种蒙皮的柔性固持工装，其特征在于，包括电磁基板（1）、铁磁性围栏（2）、压板（3）和柔性支撑（4）；所述铁磁性围栏（2）设置在电磁基板（1）上，由若干个可拆卸的磁性模块拼接围合而成，柔性支撑（4）位于铁磁性围栏（2）围成的空间内；压板（3）设置在柔性支撑（4）上方，与柔性支撑（4）配合一起将蒙皮零件（5）固定；所述铁磁性围栏（2）包含直板型（2.3）和L型（2.4）两种磁性模块类型，每个磁性模块顶端有一个螺纹孔（2.2）和密封槽（2.1）；通过增减直板型（2.3）磁性模块数量，可以调整铁磁性围栏（2）包围的矩形大小；所述压板（3）包括内螺纹连杆（3.1）、螺柱I（3.2）和压块（3.3）；螺柱I（3.2）螺接在铁磁性围栏（2）的螺纹孔（2.2）上，内螺纹连杆（3.1）一端与螺柱I（3.2）连接，另一端与压块（3.3）相连；所述压块（3.3）包括螺柱II（3.3.3）、球铰（3.3.1）和压盘（3.3.2）；螺柱II（3.3.3）与内螺纹连杆（3.1）通过螺纹连接，压盘（3.3.2）通过球铰（3.3.1）摆动连接在螺柱II（3.3.3）底端；所述柔性支撑（4）包括上层薄膜（4.1）、下层薄膜（4.2）、密封垫圈（4.3）和颗粒填充物（4.4）；颗粒填充物（4.4）位于上层薄膜（4.1）和下层薄膜（4.2）构成的封闭空间内，上层薄膜（4.1）和下层薄膜（4.2）的边沿通过密封垫圈（4.3）固定在铁磁性围栏（2）的密封槽（2.1）上。

2.根据权利要求1所述的一种蒙皮的柔性固持工装，其特征在于，柔性支撑（4）上表面设有避让块（6），所述避让块（6）分布在蒙皮零件（5）上需要加工通孔的部位的下方，且避让块（6）的尺寸大于蒙皮零件（5）待加工孔的尺寸。

3.根据权利要求1所述的一种蒙皮的柔性固持工装，其特征在于，所述压盘（3.3.2）为弹性材料。

4.根据权利要求1所述的一种蒙皮的柔性固持工装，其特征在于，所述电磁基板（1）上设有预留孔（1.1），预留孔（1.1）内部设有与柔性支撑（4）内部连通的抽气孔（4.2.3），所述抽气孔（4.2.3）又与抽气泵连接。

5.根据权利要求4所述的一种蒙皮的柔性固持工装，其特征在于，所述抽气孔（4.2.3）内从上到下设有硬质过滤网（4.2.1）和过滤棉（4.2.2）；所述硬质过滤网（4.2.1）上孔洞的直径小于颗粒填充物（4.4）的直径。

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