CN113414912B - 一种用于飞机蒙皮零件加工的柔性工装及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及飞机蒙皮加工技术领域,特别是涉及一种用于飞机蒙皮零件加工的柔性工装及其使用方法,所述柔性工装包括底板、基板、卡扣、柔性辅助部件和泡沫槽腔,所述柔性辅助部件和泡沫槽腔分别设置在底板与基板之间,所述柔性辅助部件用于支撑蒙皮零件并限制其位置;所述泡沫槽腔与蒙皮零件的边缘轮廓相匹配,与蒙皮零件非加工面围合成用于浇筑PCL塑料的腔体;所述卡扣安装于蒙皮零件的边缘,并被包裹在浇筑的PCL塑料中。通过本柔性工装及其使用方法,能自适应蒙皮零件的外形,能有效解决柔性支撑与零件的贴合度不足的问题,能实现稳定的支撑和固持。
Description
技术领域
本发明涉及飞机蒙皮加工技术领域,特别是涉及一种用于飞机蒙皮零件加工的柔性工装及其使用方法。
背景技术
随着CAD/CAE/CAM技术的快速发展,在军用、民用飞机的结构、气动外形方面,利用CAD/CAE/CAM技术对新一代飞机的外形部分进行了大规模的流体仿真设计,使其满足更优异的飞行性能,从而使得飞机蒙皮零件的外形更加复杂多变,对其制造加工的难度也越来越大。
由于飞机蒙皮零件在加工过程中,极易出现零件变形、振动等影响加工质量的情况,因此现有针对飞机蒙皮零件的加工均需要借助工装,通常零件加工过程的工装分为专用工装和柔性工装两类,专用工装依据零件结构特征设计,大部分铝合金工装属于专用工装,存在工装制造周期长、加工及库存成本高等缺陷。
柔性工装则根据不同的应用场景提出了不同的工装设计方案,如多孔系工装、真空柔性工装等等,在满足蒙皮件加工的同时,兼顾一定的柔性特点。
专利201811572016.4对现有真空工装的吸盘进行了改造设计,避免了真空吸附部分的受力变形,但仍然存在真空吸附的支撑密度与蒙皮零件变形大小相矛盾的问题,而且不适合有孔、型面有凹凸的蒙皮零件,易出现真空泄漏导致无法吸附支撑的风险。
专利201410503384.9则提出了多点阵式柔性工装的设计方案,依靠控制系统实现多点阵的升降移动,但该方案只能实现零件的支撑,无法实现零件的压紧夹持,而实际加工的零件必须压紧,且利用控制系统的方式制造成本过高,点阵适用的尺寸范围有限,柔性化受到一定的限制。
现有柔性工装存在成本高、适用性差等缺陷,并且对于蒙皮零件钻孔、锪窝等高精度加工过程,由于柔性支撑与零件的贴合度不足,加工过程中存在轴向加工变形,导致加工尺寸偏差,难以满足高精度加工的需求。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提出了一种用于飞机蒙皮零件加工的柔性工装及其使用方法,能自适应蒙皮零件的外形,能有效解决柔性支撑与零件的贴合度不足的问题,能实现稳定的支撑和固持。
本发明是通过采用下述技术方案实现的:
一种用于飞机蒙皮零件加工的柔性工装,其特征在于:包括底板、基板、卡扣、柔性辅助部件和泡沫槽腔,所述柔性辅助部件和泡沫槽腔分别设置在底板与基板之间,所述柔性辅助部件用于支撑蒙皮零件并限制其位置;所述泡沫槽腔与蒙皮零件的边缘轮廓相匹配,与蒙皮零件的非加工面围合成用于浇筑PCL塑料的腔体;所述卡扣安装于蒙皮零件的边缘,并被包裹在浇筑的PCL塑料中。
所述卡扣为具有上下两个开口的E字形,两个开口都呈梯形状,具有不同的厚度。
上开口与3~6mm厚度以内的蒙皮零件相匹配,下开口与6-8mm厚度以内的蒙皮零件相匹配。
所述卡扣由PCL塑料浇筑而成。
所述柔性辅助部件包括支撑杆、限位杆和定位传递杆,所述支撑杆和限位杆都放置在底板上,所述支撑杆用于支撑蒙皮零件加工面,所述限位杆紧靠蒙皮零件边缘,定位传递杆用于保证底板与基板的定位统一性。
所述基板包括支撑面和定位面,所述支撑面上包括若干间隔设置的沉头螺纹孔,沉头螺纹孔内拧有螺钉,所述螺钉在定位面突出15-20mm,螺钉突出部分被浇筑的PCL塑料包裹。
所述基板上设有基板定位孔,底板上设有与基板定位孔相对应的底板定位孔,用于放置定位传递杆,所述定位传递杆为阶梯杆。
所述支撑杆和限位杆为螺纹杆,所述支撑杆的顶部呈半球状。
一种用于飞机蒙皮零件加工的柔性工装的使用方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1. 确定工装PCL塑料的用量及融化;
S2. 确定柔性辅助部件的定位及与泡沫槽腔之间的安装;
S3. 在蒙皮零件与泡沫槽腔围合成的腔体进行分区域有序叠层浇注;
S4. 基板的定位基准配合及冷却定型;
S5. 蒙皮零件与柔性工装的翻转,拆除柔性辅助部件和底板;
S6. 调整基板的定位面平面度,确定测量坐标系及加工坐标系;
S7. 加工完成后对柔性工装及蒙皮零件进行脱模操作。
所述步骤S3具体指:
S31. 蒙皮零件有孔区域:零件每个孔位取尺寸面积大于孔表面积的透明胶带封堵后,对每个孔位取融化后PCL塑料进行缓慢浇注,保证液态的PCL塑料覆盖1个及以上孔位,同时施加200N预压力于PCL塑料上,形成与蒙皮零件孔位完全贴合的固态塑料体;
S32. 蒙皮零件边缘区域:选择卡扣每隔100mm依次卡紧在蒙皮零件边界,卡扣突出部分朝蒙皮零件非加工面,取PCL塑料对卡扣突出部分进行包裹式浇注,形成与卡扣融为一体的固态塑料体;
S33. 蒙皮零件中间区域:在已完成孔位及边缘位的浇注后,对中间区域进行液态PCL塑料的大流量叠层分次浇注,每次叠层高度5mm~10mm,最终使其充满整个槽腔。
与现有技术相比,本发明的有益效果表现在:
1、本发明通过设置柔性辅助部件,能有效防止蒙皮零件在底板放置时可能存在的倾斜、变形、移动等。本申请采用PCL塑料浇筑,由于PCL塑料为不同温度下的固液相变材料,环保可生物降解,在70度即可由固态变化为液态,降低至30度时,又由液态变化为固态,再利用飞机蒙皮零件的外形,围合形成腔体,通过在腔体内浇筑PCL塑料,能提供一种可融塑料柔性工装,依靠可融塑料的固液相变特性自适应大多数蒙皮零件的外形,实现了蒙皮零件与工装外形的紧密贴合,降了低蒙皮零件加工的让刀变形,且具备重复利用的特点。
本柔性工装制作成本低。工装的关键材料可融PCL塑料,可以进行回收再利用,保证了柔性化的工装设计,其余的硬件配套,如底板、基板都可以通用大多数零件,实现了工装的“一套硬件对多个零件”,相比传统铝合金工装,制作成本大幅降低。
2、本发明中,配合E字形卡扣,能实现稳定的夹持固定,保证了蒙皮零件加工质量,整体实用性较好。卡扣由PCL塑料浇筑而成,且卡扣凸出的部分都被包裹在浇筑的PCL塑料中,使得固定效果更好,且后期脱模效果好。
3、支撑杆和限位杆为螺纹杆,通过螺母与螺纹杆的配合,能实现高度调整,保证底板的通用性。限位杆能很好的限制蒙皮零件的移动,所述支撑杆的顶部呈半球状,能支持蒙皮零件的加工面。
4、所述定位传递杆为阶梯杆,便于将底板的定位信息传递给基板。
5、本柔性工装的使用方法,操作简单,且能保证提高后续工序的加工精度。
6、 在使用过程中,所述螺钉在定位面突出15-20mm,螺钉突出部分被浇筑的PCL塑料包裹,在后续冷却凝固后可增强螺钉与塑料之间的连接强度。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明,其中:
图1为本发明中柔性工装的结构示意图;
图2为本发明中底板及柔性辅助部件组成示意图;
图3为本发明中柔性辅助部件在底板上的平面示意图;
图4为本发明中基板的平面结构示意图;
图5为本发明中基板的剖面结构示意图;
图6为本发明中柔性工装与蒙皮零件组合加工示意图;
图7为本发明中卡扣的结构示意图;
图8为本发明中柔性工装的制作及使用方法流程图;
图中标记:
1、基板,2、底板,3、限位杆,4、支撑杆,5、蒙皮零件,6、PCL塑料,7、泡沫槽腔,8、定位传递杆,9、卡扣,101、基板定位孔;102、基板微调装置,103、沉头螺纹孔,104、螺钉,105、支撑面,106、定位面,201、底板定位孔,202、蒙皮投影,203、限位杆位置,204、支撑杆位置。
具体实施方式
实施例1
作为本发明基本实施方式,本发明包括一种用于飞机蒙皮零件加工的柔性工装,包括底板2、基板1、卡扣9、柔性辅助部件和泡沫槽腔7。所述柔性辅助部件和泡沫槽腔7分别设置在底板2与基板1之间。所述柔性辅助部件可以包括限位板和支撑件等,用于支撑蒙皮零件5并限制其位置,避免蒙皮零件5放置在底板2上时发生移动。所述泡沫槽腔7与蒙皮零件5的边缘轮廓相匹配,与蒙皮零件5的非加工面围合成用于浇筑PCL塑料6的腔体,PCL塑料6就浇筑在该腔体内。所述卡扣9可以设有若干,间隔设置于蒙皮零件5的边缘,其外凸的部分被包裹在浇筑的PCL塑料6中。
实施例2
作为本发明一较佳实施方式,本发明包括一种用于飞机蒙皮零件加工的柔性工装,包括底板2、基板1、卡扣9、柔性辅助部件和泡沫槽腔7。所述柔性辅助部件和泡沫槽腔7分别设置在底板2与基板1之间。所述柔性辅助部件用于支撑蒙皮零件5并限制其位置。所述泡沫槽腔7与蒙皮零件5的边缘轮廓相匹配,与蒙皮零件5非加工面围合成用于浇筑PCL塑料6的腔体。
卡扣9为PCL塑料6(冷却状态)制作而成,安装于蒙皮零件5的边缘,具有上下两个开口,呈E字形,两个开口都呈梯形状,上开口可适应3~6mm厚度以内的蒙皮零件5,下开口可适应6-8mm厚度以内的蒙皮零件5,视蒙皮零件5厚度选择不同开口使用,一端紧贴蒙皮零件5外表面,另一端紧贴蒙皮零件5内表面,并被包裹在可融塑料。
实施例3
作为本发明又一较佳实施方式,本发明包括一种用于飞机蒙皮零件加工的柔性工装,包括底板2、基板1、卡扣9、柔性辅助部件和泡沫槽腔7。所述柔性辅助部件和泡沫槽腔7分别设置在底板2与基板1之间。所述柔性辅助部件包括支撑杆4、限位杆3和定位传递杆8,所述支撑杆4和限位杆3都放置在底板2上,所述支撑杆4用于支撑蒙皮零件5加工面,所述限位杆3紧靠蒙皮零件5边缘,定位传递杆8用于保证底板2与基板1的定位统一性。柔性辅助部件的设置用于防止蒙皮零件5在底板2放置时可能存在的倾斜、变形、移动等。
所述泡沫槽腔7是泡沫材料,依据蒙皮零件5的边缘轮廓投影至泡沫板材后,沿边缘轮廓制作而成,与蒙皮零件5的边缘轮廓相匹配,与蒙皮零件5非加工面围合成用于浇筑PCL塑料6的腔体。所述PCL塑料6为不同温度下的固液相变材料,环保可生物降解,在70度即可由固态变化为液态,降低至30度时,又由液态变化为固态。所述卡扣9安装于蒙皮零件5的边缘,并被包裹在浇筑的PCL塑料6中。
所述底板2依据蒙皮零件5的外形投影进行柔性辅助部件的孔位设计并钻通孔,孔径为ϕ16mm,端头设置2个ϕ16mm底板定位孔201,底板定位孔201放置定位传递杆8。
所述基板1区分为支撑面105和定位面106,其中支撑面105包括相邻孔中心距离间隔为100mm的沉头螺纹孔103,螺钉104拧在基板1上,在定位面106突出15-20mm使用。所述基板1压在泡沫槽腔7上,螺钉104突出部分被内部可融PCL塑料6包裹。还包括2个ϕ16mm基板定位孔101,与底板定位孔201相对应,放置定位传递杆8。还包括基板微调装置102,所述基板微调装置102由M16螺钉104拧在沉头孔中,通过探头检测基板1的定位面106,利用内六角扳手微旋转M16螺钉,对定位面106平面度进行调整,平面度<0.1mm。
所述支撑杆4的杆部为直径M16mm的螺纹,顶部为ϕ16mm的半球,M16螺母拧在螺纹上,通过螺母和螺杆进行高度的控制,保证了在底板2上的通用性,同时支持蒙皮零件5加工面。
所述限位杆3为直径M16mm的螺纹杆,M16螺母拧在螺纹上,利用螺母和螺杆进行高度的控制,保证了在底板2上的通用性,同时限制蒙皮零件5左右移动。
所述定位传递杆8为阶梯杆,与定位孔接触的小杆直径ϕ16mm,大杆直径大于ϕ16mm即可,将底板2的定位信息传递给基板1。
一种用于飞机蒙皮零件加工的柔性工装的使用方法,包括以下步骤:
S1. 确定工装PCL塑料6的用量及融化。根据零件数模及外形包络尺寸进行分析,准备工装所需用量的可融PCL塑料6,将其融化在>90°热水中,观察可融PCL塑料6为透明状时,将水温降温至50°左右进行保温,此时PCL塑料6仍为液态,等待后续工装浇注使用。
S2. 确定柔性辅助部件的定位及与泡沫槽腔7之间的安装。在底板2上按照蒙皮数模信息加工柔性辅助部件位置,在底板2上先放置支撑杆4,再放置蒙皮零件5加工面在支撑杆4上,进一步在蒙皮零件5周围放置限位杆3,蒙皮零件5保持固定状态后再利用泡沫槽腔7围住蒙皮零件5,形成浇注空腔,最后在定位孔处放置定位传递杆8。
S3. 在蒙皮零件5与泡沫槽腔7围合成的腔体进行分区域有序叠层浇注。
S4. 基板1的定位基准配合及冷却定型。依据空腔区域在基板1上拧上多颗螺钉104,螺钉104突出基板1定位面106约15mm-20mm,并将基板1及螺钉104突出部分一起盖在塑料槽腔上,基板1定位面106朝向塑料槽腔,保证螺钉104突出部分完全浸没在PCL塑料6(液态)中,同时把已放置在底板2上的定位传递杆8同步放置在基板1的定位孔中,最后将柔性工装放置在通风阴凉处8小时,完成PCL塑料6(液态)的冷却凝固。
S5. 蒙皮零件5与柔性工装的翻转,拆除柔性辅助部件和底板2。随后将底板2、基板1及柔性辅助部件进行统一翻转后,拆除底板2、柔性辅助部件,保留蒙皮零件5、柔性工装、卡扣9、基板1组成的整体放置于机床等待进行蒙皮零件5的加工。
S6. 调整基板1的定位面106平面度,确定测量坐标系及加工坐标系。通过基板微调装置102和百分表,利用内六角扳手旋拧微调装置中的螺钉,完成对定位面106平面度的调整,实现零件倾斜状态下的及时修正,再结合基板定位孔101和定位面106,确定出测量坐标系和加工坐标系,在测量坐标系下检查加工点位,确定点位的补偿信息后在加工坐标系下进行加工。
S7. 加工完成后对柔性工装及蒙皮零件5进行脱模操作。加工完成后,对柔性工装及蒙皮零件5进行脱模操作。首先利用热风枪吹蒙皮零件5边缘的卡扣9,待卡扣9融化后及时拿走卡扣9残留在蒙皮零件5上的塑料块(半液半固的柔软态),依次对每个位置的卡扣9执行同样的操作,最后完成蒙皮零件5的脱模。
实施例4
作为本发明另一较佳实施方式,参照说明书附图8,本发明包括一种用于飞机蒙皮零件加工的柔性工装的使用方法,包括以下步骤:
S1. 根据蒙皮零件5的CAD模型及外形尺寸,确定工装PCL塑料6的用量及融化。
所述PCL塑料6为不同温度下的固液相变材料,环保可生物降解,在70度即可由固态变化为液态,降低至30度时,又由液态变化为固态。要装夹展开尺寸500mm*500mm的蒙皮零件5,其弓高约50mm,计算其蒙皮零件5包裹的基本体积约0.0125m3,可融PCL塑料6的密度为1.35*103kg/m3,选用的塑料用量为16.875kg。将其融化在>90°热水中,观察可融PCL塑料6为透明状时,将水温降温至50°左右进行保温,此时PCL塑料6仍为液态,等待后续工装浇注使用。
S2. 根据蒙皮零件5的CAD模型对底板2上的柔性辅助部件进行定位信息分析,并加工出底板2上供柔性辅助部件安装的通孔、泡沫槽腔7的内外形,确定柔性辅助部件的定位及与泡沫槽腔7之间的安装。
参照说明书附图2和说明书附图3,包括蒙皮零件5在底板2上的俯视投影,根据投影的边缘轮廓确定底板定位孔201位置的选择、限位杆位置203的选择、支撑杆位置204的选择,在底板2上依据上述选择的位置进行ϕ16mm通孔加工,所述支撑杆4安装在支撑杆位置204处,限位杆3安装在限位杆位置203处,达到对蒙皮零件5的加工面的支撑和限位,其中限位杆3为直径M16mm的螺纹杆,支撑杆4杆部为直径M16mm的螺纹,顶部为ϕ16mm的半球,M16螺母拧在螺纹上,两者均利用螺母和螺杆进行高度的控制。
底板2上底板定位孔201的位置安装定位传递杆8,定位传递杆8为阶梯杆,与定位孔接触的小杆直径为ϕ16mm,长度为20mm,大杆直径大于ϕ16mm,杆长与泡沫槽腔7厚度一致,实现底板2的定位信息传递给基板1。
底板2上的组件还包括泡沫槽腔7,根据俯视投影的边缘轮廓确定出泡沫槽腔7的槽腔内外形,根据蒙皮零件5的外形弓高确定出泡沫槽腔7的厚度。
经过上述功能部件的准备后,开始具体实施:首先在底板2上的支撑杆位置204放置支撑杆4,再放置蒙皮零件5的加工面在支撑杆4上,进一步在蒙皮零件5周围的限位杆位置203放置限位杆3,此时蒙皮零件5保持较为固定的状态,再利用泡沫槽腔7围住蒙皮零件5,形成了浇注空腔,最后在底板2的定位孔处处放置定位传递杆8。
S3. 在蒙皮零件5与泡沫槽腔7围合成的腔体进行分区域有序叠层浇注。
S31. 蒙皮零件5有孔区域:零件每个孔位取尺寸面积大于孔表面积的透明胶带封堵后,对每个孔位取融化后PCL塑料6(100~120mm*100~120mm*20~25mm)进行缓慢浇注,保证PCL塑料6(液态)覆盖1个及以上孔位,同时施加约200N预压力于PCL塑料6上,形成与蒙皮零件5孔位完全贴合的塑料体(固态);
S32. 蒙皮零件5边缘区域:选择E形的卡扣9,每隔100mm依次卡紧在蒙皮零件5边界,E形的卡扣9突出部分朝蒙皮零件5非加工面,取PCL塑料6(液态,50mm*50mm*50mm)对E形卡扣9突出部分进行包裹式浇注,形成与卡扣9融为一体的塑料体(固态);
S33. 蒙皮零件5中间区域:在已完成孔位及边缘位的浇注后,为提高工装效率,对中间区域使用工具进行PCL塑料6(液态)的大流量叠层分次浇注,每次叠层高度5mm~10mm,保证可融塑料应变状态的整体均匀性,最终使其充满整个槽腔。
若蒙皮零件5中不存在已加工的孔,则直接进行边缘区域的缓慢浇注及腔体部分的叠层分次浇注,最终实现可融PCL塑料6充满整个泡沫槽腔7。
其中,所述E形卡扣9为PCL塑料6(冷却状态)制作而成,参照说明书附图6和说明书附图7,上下开口均为梯形状,上开口可适应3~6mm厚度以内的蒙皮零件5,下开口可适应6-8mm厚度以内的蒙皮零件5,视蒙皮零件5厚度选择不同开口使用,每个开口的一端紧贴蒙皮零件5外表面,另一端紧贴蒙皮零件5内表面。
S4. 基板1的定位基准配合及冷却定型,将基板1与底板2、泡沫槽腔7进行配合安装,完成塑料柔性工装的制作。
参照说明书附图4和说明书附图5,所述基板1包括相邻孔中心距离间隔为100mm的沉头螺纹孔103,螺钉104拧在基板1上,突出定位面106约15-20mm;包括2个ϕ16mm基板定位孔101,放置定位传递杆8;还包括6个基板微调装置102,利用内六角扳手即可对工装平面度进行适当调整。
所述基板微调装置102由M16螺钉配合基板1上的沉头孔组成,通过探头检测基板1的定位面106,利用内六角扳手旋拧M16螺钉,实现对定位面106平面度的调整。
参照说明书附图1,将基板1及螺钉104突出部分盖在泡沫槽腔7上,此时螺钉104突出部分完全浸没在PCL塑料6(液态)中,在后续冷却凝固后可增强螺钉104与塑料之间的连接强度,同时把已放置在底板2上的定位传递杆8同步放置在基板1的定位孔中,同时保持底板2上的定位传递杆8在基板1的基板定位孔101中,实现底板2与基板1之间的定位连接,最后将柔性工装放置在通风阴凉处小时,完成PCL塑料6(液态)的冷却凝固。
S5. 冷却完成后,将蒙皮零件5与柔性工装翻转,拆除柔性辅助部件和底板2,即拆除底板2及支撑杆4、限位杆3、定位传递杆8、泡沫槽腔7,保留蒙皮零件5、PCL塑料6、卡扣9、基板1组成整体。
S6. 调整基板1的定位面106平面度,确定测量坐标系及加工坐标系。
通过基板微调装置102和百分表,利用内六角扳手旋拧基板微调装置102中的螺钉,完成对定位面106平面度的调整,实现零件倾斜状态下的及时修正,再结合基板定位孔101和定位面106,确定出测量坐标系和加工坐标系,在测量坐标系下检查加工点位,确定点位的补偿信息后在加工坐标系下进行加工。
S7. 加工完成后对柔性工装及蒙皮零件5进行脱模操作。首先利用热风枪吹蒙皮零件5边缘的卡扣9,待卡扣9融化后及时拿走卡扣9残留在蒙皮零件5上的塑料块(半液半固的柔软态),依次对每个位置的卡扣9执行同样的操作,最后完成蒙皮零件5的脱模。
综上所述,本领域的普通技术人员阅读本发明文件后,根据本发明的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出的其他各种相应的变换方案,均属于本发明所保护的范围。
Claims (10)
1.一种用于飞机蒙皮零件加工的柔性工装,其特征在于:包括底板(2)、基板(1)、卡扣(9)、柔性辅助部件和泡沫槽腔(7),所述柔性辅助部件和泡沫槽腔(7)分别设置在底板(2)与基板(1)之间,所述柔性辅助部件用于支撑蒙皮零件(5)并限制其位置;所述泡沫槽腔(7)与蒙皮零件(5)的边缘轮廓相匹配,与蒙皮零件(5)的非加工面围合成用于浇筑PCL塑料(6)的腔体;所述卡扣(9)安装于蒙皮零件(5)的边缘,并被包裹在浇筑的PCL塑料(6)中。
2.根据权利要求1所述的一种用于飞机蒙皮零件加工的柔性工装,其特征在于:所述卡扣(9)为具有上下两个开口的E字形,两个开口都呈梯形状,具有不同的厚度。
3.根据权利要求2所述的一种用于飞机蒙皮零件加工的柔性工装,其特征在于:上开口与3~6mm厚度以内的蒙皮零件(5)相匹配,下开口与6-8mm厚度以内的蒙皮零件(5)相匹配。
4.根据权利要求3所述的一种用于飞机蒙皮零件加工的柔性工装,其特征在于:所述卡扣(9)由PCL塑料(6)浇筑而成。
5.根据权利要求1或4所述的一种用于飞机蒙皮零件加工的柔性工装,其特征在于:所述柔性辅助部件包括支撑杆(4)、限位杆(3)和定位传递杆(8),所述支撑杆(4)和限位杆(3)都放置在底板(2)上,所述支撑杆(4)用于支撑蒙皮零件(5)加工面,所述限位杆(3)紧靠蒙皮零件(5)边缘,定位传递杆(8)用于保证底板(2)与基板(1)的定位统一性。
6.根据权利要求5所述的一种用于飞机蒙皮零件加工的柔性工装,其特征在于:所述基板(1)包括支撑面(105)和定位面(106),所述支撑面(105)上包括若干间隔设置的沉头螺纹孔(103),沉头螺纹孔(103)内拧有螺钉(104),所述螺钉(104)在定位面(106)突出15-20mm,螺钉(104)突出部分被浇筑的PCL塑料(6)包裹。
7.根据权利要求5所述的一种用于飞机蒙皮零件加工的柔性工装,其特征在于:所述基板(1)上设有基板定位孔(101),底板(2)上设有与基板定位孔(101)相对应的底板定位孔(201),用于放置定位传递杆(8),所述定位传递杆(8)为阶梯杆。
8.根据权利要求5所述的一种用于飞机蒙皮零件加工的柔性工装,其特征在于:所述支撑杆(4)和限位杆(3)为螺纹杆,所述支撑杆(4)的顶部呈半球状。
9.一种用于飞机蒙皮零件加工的柔性工装的使用方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1. 确定工装PCL塑料(6)的用量,将该PCL塑料(6)融化;
S2. 柔性辅助部件的定位和安装,再安装泡沫槽腔(7):所述柔性工装包括底板(2)、基板(1)、柔性辅助部件和泡沫槽腔(7),所述柔性辅助部件包括支撑杆(4)、限位杆(3)和定位传递杆(8);在底板(2)上按照蒙皮零件(5)数模信息加工供柔性辅助部件安装的通孔,所述通孔包括底板定位孔(201);在底板(2)上先放置支撑杆(4),再将蒙皮零件(5)加工面放置在支撑杆(4)上,进一步在蒙皮零件(5)周围放置限位杆(3),蒙皮零件(5)保持固定状态后再利用泡沫槽腔(7)围住蒙皮零件(5),形成浇注空腔,最后在底板定位孔(201)处放置定位传递杆(8);
S3. 在蒙皮零件(5)与泡沫槽腔(7)围合成的浇注空腔内进行分区域有序叠层浇注;
S4. 基板(1)的定位基准配合,实现基板(1)的安装;整体冷却定型:依据浇注空腔的区域在基板(1)上拧上多颗螺钉(104),螺钉(104)突出基板(1)的定位面(106)15mm-20mm,并将基板(1)及螺钉(104)突出部分一起盖在泡沫槽腔(7)上,基板(1)的定位面(106)朝向泡沫槽腔(7),保证螺钉(104)突出部分完全浸没在PCL塑料(6)中,同时把已放置在底板(2)上的定位传递杆(8)同步放置在基板(1)的定位孔中,最后将柔性工装放置在通风阴凉处,完成PCL塑料(6)的冷却凝固;
S5. 蒙皮零件(5)与柔性工装的翻转,拆除柔性辅助部件和底板(2);
S6. 调整基板(1)的定位面(106)平面度,确定测量坐标系及加工坐标系,在测量坐标系下检查加工点位,确定点位的补偿信息后在加工坐标系下进行加工;
S7. 加工完成后对柔性工装及蒙皮零件(5)进行脱模操作。
10.根据权利要求9所述的一种用于飞机蒙皮零件加工的柔性工装的使用方法,其特征在于:所述步骤S3具体指:
S31. 蒙皮零件(5)有孔区域:蒙皮零件(5)每个孔位取尺寸面积大于孔表面积的透明胶带封堵后,对每个孔位取融化后PCL塑料(6)进行缓慢浇注,保证液态的PCL塑料(6)覆盖1个及以上孔位,同时施加200N预压力于PCL塑料(6)上,形成与蒙皮零件(5)孔位完全贴合的固态塑料体;
S32. 蒙皮零件(5)边缘区域:选择卡扣(9)每隔100mm依次卡紧在蒙皮零件(5)边界,卡扣(9)突出部分朝蒙皮零件(5)非加工面,取PCL塑料(6)对卡扣(9)突出部分进行包裹式浇注,形成与卡扣(9)融为一体的固态塑料体;
S33. 蒙皮零件(5)中间区域:在已完成孔位及边缘位的浇注后,对中间区域进行液态PCL塑料(6)的大流量叠层分次浇注,每次叠层高度5mm~10mm,最终使其充满整个槽腔。
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