CN112777000A - 用于无人机中翼胶接的加热固化合拢模及中翼装配方法 - Google Patents

用于无人机中翼胶接的加热固化合拢模及中翼装配方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于无人机中翼胶接的加热固化合拢模及中翼装配方法,集定位、加压、加热于一体的中翼胶接装配的加热固化合拢模,包括上下合拢的底座和压框、底座上设有定位器组件,内框设有加热系统,底座和压框采用定位销和螺栓固定。本发明合拢模既能实现中翼装配的精确定位,又能对胶接固化过程同时进行加温加压,无需转化工序和场地,能低耗、高质量实现无人机中翼的胶接装配,实现缩短生产时间,提高产品成品率和产品质量,降低加温设备投入费用,从而降低产品生产成本。

Description

用于无人机中翼胶接的加热固化合拢模及中翼装配方法
技术领域
本发明属于无人机航空技术领域,涉及一种用于无人机中翼胶接的加热固化合拢模及中翼装配方法。
背景技术
无人机中翼装配采用的连接方式有胶接、铆接和螺接。其中胶接连接形式因具有抗疲劳性能好,气动性能好,没有磨蚀问题等优点,在中小型无人机装配合拢中占了很大的比例。
无人机中翼胶接需要进行加压加温固化,对温度时间有严格高求。传统的胶接合拢工艺是将中翼在普通工装上涂胶加压后推放至加温间进行加温固化,加温间通过电加热板加热,使加温间室内温度升高以满足所用胶的固化工艺参数。
但是,使用传统的通过加温间加热进行胶接固化的工艺方法,存在以下不足:
一、传统加温间需要有固定的场所。其对场地尺寸的要求较高,需要单独建立加温场所,这样在生产场地不足的情况下会对科研、生产无人机产品造成很大的制约性。
二、传统加温间由于空间相对较大,以致升温速度较慢。加温间在加温过程中的升温速率相对缓慢,无形中增加胶接固化的耗时,影响生产效率。
三、对于小批量产品或者小尺寸产品在不能放置满加温间时,由于加温间的空间不变,加温间升温及保温所用的能耗也是恒定的,这样就会造成加温间使用率低下以及能耗浪费的情况。
四、不同的胶粘剂,不同的产品所需的固化温度和固化时间不同,但采用加温间胶接固化,将不同产品同时放置在加温间虽节省能耗,但并不能保证每一个产品都能实现最佳固化,从而无法获得预期的胶接效果,影响产品质量。
五、传统加温间使用大量高能耗的电加热板加热,耗电量巨大,对用电安全性的要求很高;再加上加温间空间较大、电加热板多,在放置较多产品时,不利于观察加温板及加温间的工作环境在加温过程中是否正常,存在很大的安全隐患。
六、工装较重、移动困难,每次完成胶接工序后还需推至固定的加温间内,增加工序转换,增加人力成本。
发明内容
要解决的技术问题
为了避免现有技术的不足之处,本发明提出一种用于无人机中翼胶接的加热固化合拢模及中翼装配方法。
技术方案
一种用于无人机中翼胶接装配的加热固化合拢模,其特征在于包括中翼合拢模底座1、中翼合拢模压框2、中翼前梁定位器组件3、中翼后梁定位器组件4、加热线外插电源接头5、加热线9和定位销6;中翼合拢模底座1与中翼合拢模压框2之间的两侧边框设有定位销6和多个螺钉固定件,中翼合拢模底座1用于支撑中翼下板件,其内框型面与中翼下板件13的翼型的型面一致,中翼合拢模压框2内框型面与中翼上板件14的翼型相同,用于定位上板件;所述中翼合拢模底座1的两端设有延伸平台,平台上设有中翼前梁定位器组件3和中翼后梁定位器组件4,以及加热线外插电源接头5;所述底座1和压框2的内框上设有多条加热线9,与电源接头5连接。
所述加热线9铺设于中翼合拢模底座和中翼合拢模压框内的凹槽内,槽缝隙设有环氧胶按照中翼外形固化。
所述环氧胶内设有铝粉。
所述加热线外插电源接头5和加热线9采用硅胶碳纤维。
一种采用所述用于无人机中翼胶接装配的加热固化合拢模装配中翼的方法,其特征在于步骤如下:
步骤1:先将下板件13安放于中翼合拢模底座1,再将中翼前后梁涂胶放置在下板件梁槽内,按中翼前梁定位器组件3、中翼后梁定位器4在中翼下板件13上定位中翼前梁10、后梁11;将中翼肋12涂胶安放在中翼下板件13肋槽内,最后在前梁10、后梁11、中翼肋12及下板件13、上板件14对接处涂胶,再将中翼上板件14安放在梁、肋上方;
步骤2:涂胶工序完成后,根据底座1和压框2上的销孔位置,将底座1和压框2用定位销6对合,用螺栓7和螺母8连接两者,给中翼部件均匀施加胶接压力,促进胶粘剂的扩散渗透和与被粘物的紧密接触;
步骤3:打开硅胶碳纤维加热线外插电源接头5,启动硅胶碳纤维加热线对中翼涂胶层进行加热;当加热温度为50℃时,通电加热4小时后,拔掉外插电源接头停止加热,加温加压固化工作完成,完成中翼结构的合拢。
有益效果
本发明提出的一种用于无人机中翼胶接的加热固化合拢模及中翼装配方法,集定位、加压、加热于一体的中翼胶接装配的加热固化合拢模,包括上下合拢的底座和压框、底座上设有定位器组件,内框设有加热系统,底座和压框采用定位销和螺栓固定。本发明合拢模既能实现中翼装配的精确定位,又能对胶接固化过程同时进行加温加压,无需转化工序和场地,能低耗、高质量实现无人机中翼的胶接装配,实现缩短生产时间,提高产品成品率和产品质量,降低加温设备投入费用,从而降低产品生产成本。
本发明提出的中翼胶接加热固化合拢模不仅可以保证胶接压力,控制胶接位置,还可以通过加热装置进行精准加温固化,利用发明合拢模生产的中翼部件不仅翼型精度高,胶接强度好,且简化了工作流程,减轻人力。
本发明的积极效果在于:
一、该发明加热固化合拢模不受生产场地大小制约,使用方便,实用性强,即使生产场地尺寸受限也能实现产品胶接固化的工艺要求。
二、该发明加热固化合拢模直接对胶接面进行热加温,升温速度快,及大地减少能耗,提高生产效率。
三、该发明加热固化合拢模可针对不同胶粘剂、翼型按需定制、使用,满足不同产品所需对胶接面、固化温度及加温时间的不同要求,更好地满足产品生产过程中所需的工艺需求。
四、该发明加热固化合拢模采用集成定位、加压、加温固化技术,减免了专用加温间加温箱的经济投入,并简化了胶接固化工序,省去了工序间的转移和匹配,节省了大量设备成本和人工成本,缩短了生产周期,提高了劳动生产率和产品质量。
附图说明
图1中翼合拢模结构总图
图2中翼合拢模底座加热线布置图
图3中翼合拢模布线开槽剖视图
图4中翼合拢模压框加热线布置示意图
图5中翼合拢过程示意图
图6中翼合拢加温固化示意图
图中:1-中翼合拢模底座;2-中翼合拢模压框;3-中翼前梁定位器组件;4-中翼后梁定位器组件;5-硅胶碳纤维加热线外插电源接头;6-定位销;7-六角头螺栓(M20X80);8-螺母;9-硅胶碳纤维加热线;10-中翼前梁;11-中翼后梁;12-中翼肋;13-中翼下板件;14-中翼上板件。
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述:
本实施例集定位、加压、加热于一体的中翼胶接装配的加热固化合拢模,包括中翼合拢模底座1、中翼合拢模压框2、中翼前梁定位器组件3、中翼后梁定位器组件4、加热系统(硅胶碳纤维加热线外插电源接头5、硅胶碳纤维加热线9)、定位销6、六角头螺栓(M20X80)7、螺母8组成。其特征在于,所述中翼合拢模底座用于支撑中翼下板件,该底座型面与下板件翼型的型面及精度一致,可有效保证中翼翼型精确度。
所述中翼合拢模压框与中翼上板件翼型相同,用于定位上板件,保证上翼面精度。
所述中翼合拢模底座与中翼合拢模压框的对合面上均设有两个定位孔和多个螺栓压紧孔,由定位销精准对合后插入六角头螺栓,螺母,完成施加压力,保证胶接压力均匀可靠。通过销轴的插拔可快速实现底座与压框的结合与分离。
所述中翼前梁定位器组件、中翼后梁定位器根据量规或激光跟踪仪安装于中翼合拢模底座上,用于精确定位中翼前后接头和梁,并作为接头孔加工平台,精确保证接头孔位置精度。
所述加热系统由硅胶碳纤维加热线、外插电源接头组成。在中翼合拢模底座与中翼合拢模压框上均有安装,可实现分工序加热操作。其中,选用耐腐蚀、抗氧化、高稳定性、寿命长、热转换率高的硅胶碳纤维加热线分别铺设于中翼合拢模底座与中翼合拢模压框内。布线完成后,槽缝隙用环氧胶加铝粉按中翼外形塑造固化。中翼部件完成定位涂胶工序后,接通电源,即可实现对胶层的加压加温,方便快捷,胶接强度可靠。
如图1所示,中翼合拢模底座1上安装有中翼前梁定位器组件3、中翼后梁定位器4。其中,中翼合拢模底座1用于安放下板件,保证下翼面的翼型精度在0.2mm以内。中翼前梁定位器组件3、中翼后梁定位器4用于准确定位中翼前后接头及梁。中翼合拢模压框2用于定位上板件,保证上翼面翼型精度。
如图2,图3,图4所示,中翼合拢模底座1和中翼合拢模压框2内分别铺设硅胶碳纤维加热线,布线完成后,槽缝隙用环氧胶加铝粉按中翼外形塑造固化,可实现分工序加热固化。
被装配的中翼包括中翼前梁10;中翼后梁11;中翼肋12;中翼下板件13;中翼上板件14。
如图5所示,中翼胶接合拢时,先将下板件13安放于中翼合拢模底座1,再将中翼前后梁涂胶放置在下板件梁槽内,按中翼前梁定位器组件3、中翼后梁定位器4在中翼下板件13上定位中翼前梁10、后梁11。将中翼肋12涂胶安放在中翼下板件13肋槽内。最后在前梁10、后梁11、中翼肋12及下板件13、上板件14对接处涂胶,再将中翼上板件14安放在梁、肋上方。
涂胶工序完成后,根据底座1和压框2上的销孔位置,将底座1和压框2用定位销6对合,用六角头螺栓(M20X80)7、螺母8连接两者,给中翼部件均匀施加胶接压力,促进胶粘剂的扩散渗透和与被粘物的紧密接触。
如图6,打开硅胶碳纤维加热线外插电源接头5,启动硅胶碳纤维加热线对中翼涂胶层进行加热。加热温度为50℃时,通电加热4小时后,拔掉外插电源接头停止加热,加温加压固化工作完成。
本发明由压框及底座,前后梁接头定位器实现对中翼翼型精度、位置准确度的控制,并起到加压固化作用。由加热装置实现在合拢模上直接对中翼胶层进行加热固化。该新型加热固化合拢模集成了定位、加压、加温于一体的装配合拢技术,既保证了翼型精度和胶接强度,又简化了工序,省略了多工序之间的转移和匹配,节省了设备和人力成本,缩短生产周期,提高了产品质量。

Claims (5)

1.一种用于无人机中翼胶接装配的加热固化合拢模,其特征在于包括中翼合拢模底座(1)、中翼合拢模压框(2)、中翼前梁定位器组件(3)、中翼后梁定位器组件(4)、加热线外插电源接头(5)、加热线(9)和定位销(6);中翼合拢模底座(1)与中翼合拢模压框(2)之间的两侧边框设有定位销(6)和多个螺钉固定件,中翼合拢模底座(1)用于支撑中翼下板件,其内框型面与中翼下板件(13)的翼型的型面一致,中翼合拢模压框(2)内框型面与中翼上板件(14)的翼型相同,用于定位上板件;所述中翼合拢模底座(1)的两端设有延伸平台,平台上设有中翼前梁定位器组件(3)和中翼后梁定位器组件(4),以及加热线外插电源接头(5);所述底座(1)和压框(2)的内框上设有多条加热线(9),与电源接头(5)连接。
2.根据权利要求1所述用于无人机中翼胶接装配的加热固化合拢模,其特征在于:所述加热线(9)铺设于中翼合拢模底座和中翼合拢模压框内的凹槽内,槽缝隙设有环氧胶按照中翼外形固化。
3.根据权利要求2所述用于无人机中翼胶接装配的加热固化合拢模,其特征在于:所述环氧胶内设有铝粉。
4.根据权利要求1或2所述用于无人机中翼胶接装配的加热固化合拢模,其特征在于:所述加热线外插电源接头5和加热线(9)采用硅胶碳纤维。
5.一种采用权利要求1~4任一项所述用于无人机中翼胶接装配的加热固化合拢模装配中翼的方法,其特征在于步骤如下:
步骤1:先将下板件(13)安放于中翼合拢模底座(1),再将中翼前后梁涂胶放置在下板件梁槽内,按中翼前梁定位器组件(3)、中翼后梁定位器(4)在中翼下板件(13)上定位中翼前梁(10)、后梁(11);将中翼肋(12)涂胶安放在中翼下板件(13)肋槽内,最后在前梁(10)、后梁(11)、中翼肋(12)及下板件(13)、上板件(14)对接处涂胶,再将中翼上板件(14)安放在梁、肋上方;
步骤2:涂胶工序完成后,根据底座(1)和压框(2)上的销孔位置,将底座(1)和压框(2)用定位销(6)对合,用螺栓(7)和螺母(8)连接两者,给中翼部件均匀施加胶接压力,促进胶粘剂的扩散渗透和与被粘物的紧密接触;
步骤3:打开硅胶碳纤维加热线外插电源接头(5),启动硅胶碳纤维加热线对中翼涂胶层进行加热;当加热温度为50℃时,通电加热4小时后,拔掉外插电源接头停止加热,加温加压固化工作完成,完成中翼结构的合拢。
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