CN113290626B - 一种承力筒后装配蒙皮制孔装置及制孔方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种承力筒后装配蒙皮制孔装置及制孔方法，本发明位置精度高、效率高、成本低：金属箔胶带模拟了蒙皮制孔时胶接面的胶层厚度，在芯层盲孔内直接放置制孔器，从芯层盲孔直接引出蒙皮孔，实现了组合加工，避免了后装配蒙皮与芯层制孔基准不统一以及分别单独制孔过程中的公差累积带来的偏差，将蒙皮孔与芯层孔的位置偏差缩小到0.2mm以内。组合加工效率高于单独对后装配蒙皮进行机加工，约1个人工工时即可代替3个用于调校、加工的机床工时，在降低工时的同时，制孔器本身造价低廉且可重复使用，工序成本得到了较大幅度的降低。

Description

一种承力筒后装配蒙皮制孔装置及制孔方法

技术领域

本发明涉及一种制孔方法，具体地，涉及一种承力筒后装配蒙皮制孔装置及制孔方法。

背景技术

承力筒是卫星主承力结构中的重要部件，是整个卫星系统的重要组成部分,其结构分系统不仅直接关系到卫星发射的成败,同时也是影响着整星总体综合性能,而承力筒是卫星主结构的脊梁,其设计的好坏直接影响结构分系统的质量。随着世界航天的不断发展,卫星面临着大型化,复杂化的需求,这与有限的运载空间和能力相互矛盾。因此对作主承力结构的设计提出很高的要求,既要保证各种力学性能指标,又要尽可能减轻重量。

承力筒的主流结构形式为碳纤维蒙皮/蜂窝夹层结构制成的回转体。其常见成型工艺流程为：先将一层蒙皮(称为前装配蒙皮)与芯层在模具上固化成一体，在芯层上安装各类接口埋件，再将另一层蒙皮(称为后装配蒙皮)装配固化成一体。筒体上分布大量安装孔，部分孔为盲孔且朝向后装配蒙皮，后装配蒙皮在此类盲孔对应位置处需开孔以保证孔的使用，目前常用的方法是直接按照孔位图在蒙皮上制孔再装配蒙皮。

上述方法的蒙皮孔与芯层孔的加工基准不同，两次加工过程中的公差累积大，存在待改进之处。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明目的在于提供一种承力筒后装配蒙皮制孔装置及制孔方法。

根据本发明提供一种承力筒后装配蒙皮制孔装置，包括胶带、制孔器、磁体；所述制孔器由能够被磁体吸引的材质制作而成，且设置在芯层上的盲孔内，盲孔允许制孔器通过；所述胶带位于后装配蒙皮和芯层之间，且所述胶带与后装配蒙皮粘接，所述胶带与芯层接触配合；所述磁体位于后装配蒙皮的上方。

优选地，所述胶带包括金属箔胶带；所述胶带的厚度在0.05mm-0.15mm之间。

优选地，所述磁体包括硬磁铁、电磁铁或天然磁铁。

优选地，芯层上的盲孔的直径在2mm-20mm之间，芯层上的盲孔的深度在15mm-40mm之间。

优选地，所述制孔器的尾部的直径比芯层上的盲孔的直径小0.05mm-0.15mm，且所述制孔器的总长度比芯层上的盲孔的总深度小3mm-10mm。

优选地，所述制孔器的材质包括磁性金属和/或磁性金属合金。

优选地，所述制孔器的质量在1-15g之间。

优选地，所述制孔器的头部包括柱段和尖端，所述制孔器头部的长度在1mm-5mm之间，所述柱段的直径在1mm-3mm之间。

优选地，所述装置还包括夹具，且夹具包括C型夹具，所述C型夹具用于固定后装配蒙皮和芯层。

根据本发明提供一种承力筒后装配蒙皮的制孔方法，采用上述一种承力筒后装配蒙皮制孔装置，方法包括如下步骤：

S1、将所述制孔器放入芯层上的盲孔内，且所述制孔器的头部朝向芯层上的盲孔的敞开侧；

S2、将所述胶带粘贴在后装配蒙皮的装配面；

S3、将粘贴有所述胶带的后装配蒙皮的装配面贴合在芯层上，再使用所述C型夹具将粘贴了胶带的后装配蒙皮与芯层进行固定；

S4、将所述磁体在芯层上的各盲孔上方移动，所述制孔器受磁体的吸引向上运动并撞击胶带形成撞击印记；

S5、将所述C型夹具拆除并取下后装配蒙皮，之后再使用中心钻按照胶带上的冲击印记扩孔，扩孔完成后去除胶带。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明通过金属箔胶带来模拟了蒙皮胶接面胶层厚度，组合加工，可在兼顾其它尺寸的前提下直接从芯层孔引出蒙皮孔，有助于提高两组孔之间的同轴度，从而有助于减少基准偏差和加工累积误差的影响，且偏差允许控制到0.2mm以内，进而有助于提高制孔时的装配精度，足够保证孔的使用；

2、本发明通过组合加工方式，有助于提高蒙皮机加工效率，且有助于使得制孔工时压缩2/3，进而有助于提高制孔效率；

3、本发明的组合加工方式，通过工时的降低以及芯层盲孔为标准化零件，可参照零件标准批量定制制孔器，因而成本也大大降低。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明主要体现承力筒后装配蒙皮制孔装置整体结构的示意图；

图2为本发明主要体现C型夹具整体结构的示意图；

附图标记：1、前装配蒙皮；2、芯层；3、胶带；4、后装配蒙皮；5、制孔器；6、磁体；7、C型夹具。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明的工作原理：磁体6吸附制孔器5撞击孔心印记时，后装配蒙皮4与芯层2已经装配到位，属于组合加工，可提高加工精度；通过在后装配蒙皮4的胶接面贴金属箔胶带来模拟后装配蒙皮4与芯层2正式胶接时的胶层厚度，以来提高制孔器5工作时后装配蒙皮4与芯层2的装配精度，同时硬度较低的金属箔胶带易于被撞击出印记，便于中心钻扩孔时寻找孔心。

如图1和图2所示，根据本发明提供的一种承力筒后装配蒙皮制孔装置，包括胶带3、制孔器5、磁体6、C型夹具7。

制孔器5由能够被磁体吸引的材质制作而成，且设置在芯层2上的盲孔内，盲孔允许制孔器5通过；胶带3位于后装配蒙皮4和芯层2之间，且胶带3与后装配蒙皮4粘接，胶带3与芯层2接触配合；磁体6位于后装配蒙皮4的上方；C型夹具7用于固定后装配蒙皮4和芯层2。

芯层2与蒙皮4的装配面均为回转柱面，且两者的回转半径差值为胶层厚度，从而有助于粘贴了胶带3的后装配蒙皮4能紧密的贴合在芯层2上；胶带3为铝箔胶带、铜箔胶带等硬度较低的金属箔胶带，从而有助于在制孔器5受到磁体6的引力时，形成较清晰的撞击印记；制孔器5的材质为铁、镍、钴等可被磁体6吸引的金属和/或其合金，且硬度大于金属箔胶带，并且制孔器5采用头部小尾部大，且头部为设有尖端的形状，从而有助于制孔器5在受到磁体6的磁力吸引而撞击铝箔胶带时，设有尖端的头部在相同的磁吸引力下能形成更大的压强，从而导致形成的撞击印记更加清晰可辨；磁体6包括硬磁铁、电磁铁或天然磁铁，以便于吸引制孔器5进行上下运动。

根据本发明提供的一种承力筒后装配蒙皮制孔的方法，采用上述一种承力筒后装配蒙皮制孔装置，方法包括如下步骤：

S1、将磁铁制孔器放入在直径为15mm、深度为30mm的芯层2盲孔内，且磁铁制孔器的头部朝向芯层2上的盲孔的敞开侧，其中磁铁制孔器的头部柱段直径为2mm，头部长度为3mm，尾部直径尺寸为14.9mm，总长度为25mm,质量为10g；

S2、将厚度为0.1mm的铝箔胶带粘贴在后装配蒙皮4的装配面，铝箔胶带在冲击下即可出现显眼、规整的冲击孔，便于后续制孔；

S3、将粘贴有铝箔胶带的后装配蒙皮4的装配面贴合在芯层2上，再使用C型夹具7将粘贴了铝箔胶带的后装配蒙皮4与芯层2进行固定；

S4、使用电磁铁在各芯层2盲孔部位移动，磁铁制孔器受电磁铁的吸引向上运动并撞击铝箔胶带形成撞击印记；

S5、将C型夹具7拆除并取下后装配蒙皮4，之后再使用中心钻按照铝箔胶带上的冲击印记扩孔，扩孔完成后去除铝箔胶带，即可。

综上所述，本具体实施位置精度高：实现了组合加工，可在兼顾其它尺寸的前提下直接从芯层2孔引出后装配蒙皮4的孔，避免了基准偏差和加工累积误差的影响，保证了两组孔之间的同轴度，偏差可控制到0.2mm以内，足够保证孔的使用。后装配蒙皮4单独机加工需要消耗大量的调校、加工工时，使用制孔器可将工时压缩2/3。工时大幅降低可大幅降低成本，另一方面，芯层2盲孔均为标准化零件，参照零件标准批量定制制孔器5，本身成本较低。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“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申请和简化描述，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申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种承力筒后装配蒙皮制孔装置，其特征在于，包括胶带(3)、制孔器(5)、磁体(6)；

所述制孔器(5)由能够被磁体(6)吸引的材质制作而成，且设置在芯层(2)上的盲孔内，盲孔允许所述制孔器(5)通过；所述胶带(3)位于后装配蒙皮(4)和芯层(2)之间，且所述胶带(3)与后装配蒙皮(4)粘接，所述胶带(3)与芯层(2)接触配合；所述磁体(6)位于后装配蒙皮(4)的上方；

所述装置还包括夹具，且夹具包括C型夹具(7)，所述C型夹具(7)用于固定后装配蒙皮(4)和芯层(2)；

所述承力筒后装配蒙皮制孔装置，采用承力筒后装配蒙皮制孔方法得到，包括如下步骤：

S1、将所述制孔器(5)放入芯层(2)上的盲孔内，且所述制孔器(5)的头部朝向芯层(2)上的盲孔的敞开侧；

S2、将所述胶带(3)粘贴在后装配蒙皮(4)的装配面；

S3、将粘贴有所述胶带(3)的后装配蒙皮(4)的装配面贴合在芯层上，再使用所述C型夹具(7)将粘贴了胶带(3)的后装配蒙皮(4)与芯层(2)进行固定；

S4、将所述磁体(6)在芯层(2)上的各盲孔上方移动，所述制孔器(5)受磁体(6)的吸引向上运动并撞击胶带(3)形成撞击印记；

S5、将所述C型夹具(7)拆除并取下后装配蒙皮(4)，之后再使用中心钻按照胶带(3)上的冲击印记扩孔，扩孔完成后去除胶带(3)。

2.如权利要求1所述的一种承力筒后装配蒙皮制孔装置，其特征在于，所述胶带(3)包括金属箔胶带；所述胶带(3)的厚度在0.05mm-0.15mm之间。

3.如权利要求1所述的一种承力筒后装配蒙皮制孔装置，其特征在于，所述磁体(6)包括硬磁铁、电磁铁或天然磁铁。

4.如权利要求1所述的一种承力筒后装配蒙皮制孔装置，其特征在于，芯层(2)上的盲孔的直径在2mm-20mm之间，芯层(2)上的盲孔的深度在15mm-40mm之间。

5.如权利要求4所述的一种承力筒后装配蒙皮制孔装置，其特征在于，所述制孔器(5)的尾部的直径比芯层(2)上的盲孔的直径小0.05mm-0.15mm，且所述制孔器(5)的总长度比芯层(2)上的盲孔的总深度小3mm-10mm。

6.如权利要求1所述的一种承力筒后装配蒙皮制孔装置，其特征在于，所述制孔器(5)的材质包括磁性金属和/或磁性金属合金。

7.如权利要求1所述的一种承力筒后装配蒙皮制孔装置，其特征在于，所述制孔器(5)的质量在1g-15g之间。

8.如权利要求1所述的一种承力筒后装配蒙皮制孔装置，其特征在于，所述制孔器(5)的头部包括柱段和尖端，所述制孔器(5)头部的长度在1mm-5mm之间，所述柱段的直径在1mm-3mm之间。

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