CN112676839A - 一种用于飞机复合材料部件装配和铣切的复合工装 - Google Patents

Abstract

本发明属于装配工装技术领域，涉及一种用于飞机复合材料部件装配和铣切的复合工装。工作平台及支撑框架用于固定及移动骨架装配工装、蒙皮装配工装。所述的机加工装用于在机加工位固定骨架装配工装及蒙皮装配工装。所述的骨架装配工装用于完成组件装配的主要工作，如骨架定位；所述的蒙皮装配工装用于将复材蒙皮类零件定位在工装上，再移动到机加工位，并与机加工装组合成新工装，进行零件的铣切工作，完成铣切后。本发明装配精度高。零件仅定位一次，装配过程中零件不再下架、上架，避免不同工装之间转换的误差，工装数量少。

Description

一种用于飞机复合材料部件装配和铣切的复合工装

技术领域

本发明属于装配工装技术领域，涉及一种用于飞机复合材料部件装配和铣切的复合工装。

背景技术

随着飞机设计、制造技术的不断发展，飞机后机身、垂尾复合材料应用越来越多，由于复合材料重量轻、硬度大、易劈裂，对装配技术提出了越来越高的要求。飞机装配过程中，需要划分大量工位，制造大量装配工装，在每个工装上装配成不同组件，组件从工装上卸下，移动到下一个工装上，进而实现不同的装配内容。复合材料件按此方法，需要在一个工装上完成定位等工作，将复材件卸下，再定位到另一个工装上完成装配其它内容。

发明内容

为了解决上述问题，本发明设计了一种全新的装配工装，采用分体结构，分体部分可移动，并能够与机加工装组合在一起，形成新装配工装，完成复材件装配或铣切工作。

一种用于飞机复合材料部件装配和铣切的复合工装，包括骨架装配工装、蒙皮装配工装、支撑框架、工作平台和机加工装。

所述的工作平台及支撑框架用于固定及移动骨架装配工装、蒙皮装配工装。所述的机加工装用于在机加工位固定骨架装配工装及蒙皮装配工装。所述的骨架装配工装用于完成组件装配的主要工作，如骨架定位；所述的蒙皮装配工装用于将复材蒙皮类零件定位在工装上，再移动到机加工位，并与机加工装组合成新工装，进行零件的铣切工作，完成铣切后，移动蒙皮装配工装返回原位置，与骨架装配工装对接，进行组件预装配，再移除蒙皮装配工装，移动骨架装配工装到机加工位进行钻孔，最后移动骨架装配工装到原位置，进行补铆工作。

所述的支撑框架包括蒙皮装配工装固定架、导轨B、骨架装配工装固定架、杯锥定位器的锥部分和吊运导向定位槽。

所述的蒙皮装配工装固定架位于一对导轨B上，导轨B的一端设有骨架装配工装固定架，骨架装配工装固定架为倒凹字形结构，凹字形的两端顶部设有吊运导向定位槽；2个杯锥定位器的锥部分分别固定在骨架装配工装固定架凹字形的水平内侧上表面两端；2个杯锥定位器的锥部分固定在蒙皮装配工装固定架的两端。

所述的工作平台包括平台支撑立柱、工作平台地板和工作平台护栏；

所述的平台支撑立柱构成整个支撑结构，工作平台地板布设在平台支撑立柱上方，工作平台护栏固定在整个平台的侧边。

所述的骨架装配工装包括骨架装配工装的骨架部分、起吊环A、导向定位块A、杯锥定位器的杯部分A、对接面A、零件定位器/夹紧器A和卡板；

所述的骨架装配工装的骨架部分根据需要设置形式，外框可选用长方形、正方形等；所述的卡板用于定位蒙皮内形，卡板及零件定位器/夹紧器A固定于骨架装配工装的骨架部分上；所述的起吊环A处于框架顶部，杯锥定位器的杯部分A位于框架底部两端。导向定位块A与固定在框架两侧，用于框架由吊起状态吊入支撑框架的导向槽内。所述的对接面A，固定在框架的上端两侧，用于与蒙皮装配工装对接。

所述的蒙皮装配工装与骨架装配工装结构类似，增加了真空吸盘，吸盘固定在蒙皮装配工装的卡板上，用于保证蒙皮外形，对接面B用于与骨架装配工装对接。

所述的机加设备与机加工装配合。

机加工装包括机架工装上的立柱、机架工装上的导向滑槽、机架工装上的杯锥定位器的锥部分和导轨A；

所述的一根机架工装上的立柱固定在导轨A一端，另一根机架工装上的立柱在导轨A上滑动，并可根据需要，固定在导轨A特定位置。机架工装上的立柱不同高度设置机架工装上的导向滑槽，用于不同骨架装配工装及蒙皮装配工装的定位导向。立柱底侧设置机架工装上的杯锥定位器的锥部分，用于定位固定骨架及蒙皮定位工装。

本发明的有益效果如下：

1)装配精度高。零件仅定位一次，装配过程中零件不再下架、上架，避免不同工装之间转换的误差。

2)工装数量少。对于每个组件，蒙皮定位工装和铣切工装共用1套，减少 1套专用铣切工装。

附图说明

图1为预装配工位整体示意图。

图2为机加工位示意图。

图3为支撑框架示意图，用于定位蒙皮装配工装及骨架装配工装。

图4为工作平台2，用于装配过程中的人员工作。

图5为骨架装配工装4，用于装配骨架及设备自动制孔。

图6为蒙皮装配工装1，用于定位及铣切蒙皮。

图7为机加工位的机加工装(含机加设备)，用于固定骨架或蒙皮装配工装。

图中：1为蒙皮装配工装，2为工作平台，3为支撑框架，4为骨架装配工装，2.1为机加设备，2.2为骨架装配工装或蒙皮装配工装，2.3为机加工装，2.3.1 为机架工装上的立柱，2.3.2为机架工装上的导向滑槽，2.3.3为机架工装上的杯锥定位器的锥部分，2.4为导轨A，3.1为蒙皮装配工装固定架，3.2为导轨B，3.3为骨架装配工装固定架，3.4为杯锥定位器的锥部分，3.5为吊运导向定位槽， 4.1为平台支撑立柱，4.2为工作平台地板，4.3为工作平台护栏，5.1为骨架装配工装的骨架部分，5.2为起吊环A，5.3为导向定位块A，5.4为杯锥定位器的杯部分A，5.5为对接面A，用于与蒙皮装配工装对接，5.6为零件定位器/夹紧器A，5.7为卡板，用于定位蒙皮内形，6.1为蒙皮装配工装的骨架部分，6.2为起吊环B，6.3为导向定位块B，6.4为杯锥定位器的杯部分B，6.5为对接面B，用于与骨架装配工装对接，6.6为零件定位器/夹紧器B，6.7为真空吸盘。

具体实施方式

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：

一种用于飞机复合材料部件装配和铣切的复合工装，包括骨架装配工装4、蒙皮装配工装1、支撑框架3、工作平台2、机加工装2.3。

所述的工作平台2及支撑框架3用于固定及移动骨架装配工装4、蒙皮装配工装1。所述的机加工装2.3用于在机加工位固定骨架装配工装4及蒙皮装配工装1。所述的骨架装配工装4用于完成组件装配的主要工作，如骨架定位；所述的蒙皮装配工装1用于将复材蒙皮类零件定位在工装上，再移动到机加工位，并与机加工装2.3组合成新工装，进行零件的铣切工作，完成铣切后，移动蒙皮装配工装1返回原位置，与骨架装配工装4对接，进行组件预装配，再移除蒙皮装配工装1，移动骨架装配工装4到机加工位进行钻孔，最后移动骨架装配工装4到原位置，进行补铆工作。

所述的支撑框架3包括蒙皮装配工装固定架3.1、导轨B3.2、骨架装配工装固定架3.3、杯锥定位器的锥部分3.4和吊运导向定位槽3.5，

所述的蒙皮装配工装固定架3.1位于一对导轨B3.2上，导轨B3.2的一端设有骨架装配工装固定架3.3，骨架装配工装固定架3.3为倒凹字形结构，凹字形的两端顶部设有吊运导向定位槽3.5；2个杯锥定位器的锥部分3.4分别固定在骨架装配工装固定架3.3凹字形的水平内侧上表面两端；2个2个杯锥定位器的锥部分3.4固定在蒙皮装配工装固定架3.1的两端。

所述的工作平台2包括平台支撑立柱4.1、工作平台地板4.2和工作平台护栏4.3；

所述的平台支撑立柱4.1构成整个支撑结构，工作平台地板4.2布设在平台支撑立柱4.1上方，工作平台护栏4.3固定在整个平台的侧边。

所述的骨架装配工装4包括骨架装配工装的骨架部分5.1、起吊环A5.2、导向定位块A5.3、杯锥定位器的杯部分A5.4、对接面A5.5、零件定位器/夹紧器 A5.6和卡板5.7；

所述的骨架装配工装的骨架部分5.1根据需要设置形式，外框可选用长方形、正方形等；所述的卡板5.7用于定位蒙皮内形，卡板5.7及零件定位器/夹紧器 A5.6固定于骨架装配工装的骨架部分5.1上；所述的起吊环A5.2处于框架顶部，杯锥定位器的杯部分A5.4位于框架底部两端。导向定位块A5.3与固定在框架两侧，用于框架由吊起状态吊入支撑框架的导向槽内。所述的对接面A5.5，固定在框架的上端两侧，用于与蒙皮装配工装1对接。

所述的蒙皮装配工装1与骨架装配工装4结构类似，增加了真空吸盘6.7，吸盘固定在蒙皮装配工装1的卡板上，用于保证蒙皮外形，对接面B6.5用于与骨架装配工装对接。

所述的机加设备2.1与机加工装2.3配合。

机加工装2.3包括机架工装上的立柱2.3.1、机架工装上的导向滑槽2.3.1、机架工装上的杯锥定位器的锥部分2.3.3和导轨A2.4；

所述的一根机架工装上的立柱2.3.1固定在导轨A2.4一端，另一根机架工装上的立柱2.3.1在导轨A2.4上滑动，并可根据需要，固定在导轨A2.4特定位置。机架工装上的立柱2.3.1不同高度设置导向槽，用于不同骨架装配工装4及蒙皮装配工装1的定位导向。立柱底侧设置机架工装上的杯锥定位器的锥部分 2.3.3，用于定位固定骨架及蒙皮定位工装。

实施例2：

C919飞机后机身前段上壁板组件长3米，宽3米，蒙皮为复材结构，内部包括6个框组件，3个框上安装钛合金接头，3个框为铝合金框，2个框为复材框。飞机装配过程中需对蒙皮边缘进行铣切及在蒙皮上制出大量高锁螺栓孔，共806个。

工装使用过程：

(1)移开支撑框架到合适的位置，此时，支撑框架与骨架定位工装间有约 2m距离。定位复材蒙皮到蒙皮装配工装1。

(2)定位框到骨架装配工装4上。

(3)吊运蒙皮装配工装1到机加工位，使用设备已编制完成的程序进行铣切蒙皮边缘。

(4)由机加工位吊运蒙皮装配工装1回原位置(骨架装配工装4位置)。移动支撑框架3，使蒙皮装配工装1到闭合位置，与骨架装配工装4贴合。

(5)钻蒙皮与框上的预连接孔(3.2mm初孔)，并安装临时连接紧固件。

(6)打开蒙皮装配工装1。

(7)吊运骨架装配工装4到机加工位。

(8)使用已编写完成的程序进行设备自动钻孔。

(9)吊运骨架装配工装4到原位置，进行补铆工作。

Claims (2)

1.一种用于飞机复合材料部件装配和铣切的复合工装，其特征在于，包括骨架装配工装(4)、蒙皮装配工装(1)、支撑框架(3)、工作平台(2)和机加工装(2.3)；

所述的工作平台(2)及支撑框架(3)用于固定及移动骨架装配工装(4)、蒙皮装配工装(1)；所述的机加工装(2.3)用于在机加工位固定骨架装配工装(4)及蒙皮装配工装(1)；所述的骨架装配工装(4)用于完成组件装配的主要工作，如骨架定位；所述的蒙皮装配工装(1)用于将复材蒙皮类零件定位在工装上，再移动到机加工位，并与机加工装(2.3)组合成新工装，进行零件的铣切工作，完成铣切后，移动蒙皮装配工装(1)返回原位置，与骨架装配工装(4)对接，进行组件预装配，再移除蒙皮装配工装(1)，移动骨架装配工装(4)到机加工位进行钻孔，最后移动骨架装配工装(4)到原位置，进行补铆工作；

所述的支撑框架(3)包括蒙皮装配工装固定架(3.1)、导轨B(3.2)、骨架装配工装固定架(3.3)、杯锥定位器的锥部分(3.4)和吊运导向定位槽(3.5)；

所述的蒙皮装配工装固定架(3.1)位于一对导轨B(3.2)上，导轨B(3.2)的一端设有骨架装配工装固定架(3.3)，骨架装配工装固定架(3.3)为倒凹字形结构，凹字形的两端顶部设有吊运导向定位槽(3.5)；2个杯锥定位器的锥部分(3.4)分别固定在骨架装配工装固定架(3.3)凹字形的水平内侧上表面两端；2个杯锥定位器的锥部分(3.4)固定在蒙皮装配工装固定架(3.1)的两端；

所述的骨架装配工装(4)包括骨架装配工装的骨架部分(5.1)、起吊环A(5.2)、导向定位块A(5.3)、杯锥定位器的杯部分A(5.4)、对接面A(5.5)、零件定位器/夹紧器A(5.6)和卡板(5.7)；

所述的骨架装配工装的骨架部分(5.1)根据需要设置形式，外框可选用长方形、正方形等；所述的卡板(5.7)用于定位蒙皮内形，卡板(5.7)及零件定位器/夹紧器A(5.6)固定于骨架装配工装的骨架部分(5.1)上；所述的起吊环A(5.2)处于框架顶部，杯锥定位器的杯部分A(5.4)位于框架底部两端；导向定位块A(5.3)与固定在框架两侧，用于框架由吊起状态吊入支撑框架的导向槽内；所述的对接面A(5.5)，固定在框架的上端两侧，用于与蒙皮装配工装(1)对接；

所述的蒙皮装配工装(1)与骨架装配工装(4)结构类似，增加了真空吸盘(6.7)，吸盘固定在蒙皮装配工装(1)的卡板上，用于保证蒙皮外形，对接面B6.5用于与骨架装配工装对接；

所述的机加设备(2.1)与机加工装(2.3)配合；机加工装(2.3)包括机架工装上的立柱(2.3.1)、机架工装上的导向滑槽(2.3.2)、机架工装上的杯锥定位器的锥部分(2.3.3)和导轨A(2.4)；

所述的一根机架工装上的立柱(2.3.1)固定在导轨A(2.4)一端，另一根机架工装上的立柱(2.3.1)在导轨A(2.4)上滑动，并可根据需要，固定在导轨A(2.4)特定位置；机架工装上的立柱(2.3.1)不同高度设置机架工装上的导向滑槽(2.3.2)，用于不同骨架装配工装(4)及蒙皮装配工装(1)的定位导向；立柱底侧设置机架工装上的杯锥定位器的锥部分(2.3.3)，用于定位固定骨架及蒙皮定位工装。

2.如权利要求1所述的一种用于飞机复合材料部件装配和铣切的复合工装，其特征在于，所述的工作平台(2)包括平台支撑立柱(4.1)、工作平台地板(4.2)和工作平台护栏(4.3)；所述的平台支撑立柱(4.1)构成整个支撑结构，工作平台地板(4.2)布设在平台支撑立柱(4.1)上方，工作平台护栏(4.3)固定在整个平台的侧边。

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