CN113478250B - 一种大型可重组式双曲面修切夹具及其组装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型可重组式双曲面修切夹具及其组装方法，属于成型工装夹具领域。包括若干修边体和加强件组件，各个修边体拼装形成一个曲面结构的修边夹具，所述加强件组件覆盖在所述的修边夹具上；加强件组件包括由若干长管和短管固定连接形成的骨架，骨架上对应各个修边体相互连接的对合处设有连接座，骨架通过所述连接座将各个修边体连接为整体，骨架与各个修边体之间均为可拆卸式固定连接。本发明修切夹具设计为多个修边体拼接组装在一起的形式，可以降低大型修切夹具整体加工的难度，同时减少加工时间，提高修边体工作面的精度。

Description

一种大型可重组式双曲面修切夹具及其组装方法

技术领域

本发明涉及一种修切夹具，具体涉及一种大型可重组式双曲面修切夹具及其组装方法。

背景技术

门类组件在飞机结构上是重要且常见组件，同时也是组装难度大、控制要求严的装配部位。无论是军机，还是民机——国内机型及国外空客、波音等最新机型，门组件都是需要严格控制精度要求的。

由众多零件装配而成的门组件与机身装配时，需保证门蒙皮外形与机身门框蒙皮外形的阶差、对缝间隙符合公差要求。以便门既能正常开合，又能满足飞机整体外形控制需求。

因此，门组件与门框装配前会用“修边夹具”（工装）作为基准对门的蒙皮进行精确修切。从ARJ研制开始，到后来的C919、TA600、Y20等军民机：登机门、服务门、机轮舱门等门或门框组件都用“修边夹具”（工装）进行精准修切，并且为使“修边夹具”有足够高的精度，其结构都是整体结构。

修边夹具分一般分为三部分，包括两个主修边体和纵向加强件，修边夹具外廓尺寸达到：51mm×333mm×2015mm，主修边体的毛坯尺寸达到195mm×1045mm×1123mm。加工制造时主修边体分两部块整体件数控加工，再将最终两部分修边体装配组合。现阶段各机型门类修边、检查夹具都是按上述设计思路设计、制造工装。

上述设计方法虽然保证了工装整体性，但需要提供大尺寸毛料进行加工；并且门类产品外形曲率大并复杂，则修边体数控制造去除材料部分多，耗时长；同时，整体制造外廓尺寸越大，保证修边体工作面的精度越难。因此需要改变一直沿用的设计方法，实现双曲面大尺寸修切夹具适应目前高精度、高效率、低成本的现场需要。

发明内容

本发明的目的是为解决现有技术中的大型双曲面修切夹具加工耗材多、加工复杂、加工周期长、制造成本高、笨重等问题，提供一种大型可重组式双曲面修切夹具及其组装方法，该修切夹具设计为多个修边体拼接组装在一起的形式，可以降低大型修切夹具整体加工的难度，同时减少加工时间，提高修边体工作面的精度。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

一种大型可重组式双曲面修切夹具，其特征在于：所述修切夹具包括修边体一、修边体二、修边体三、修边体四和加强件组件，各个修边体拼装形成一个曲面结构的修边夹具，所述加强件组件覆盖在拼装后的修边夹具表面；加强件组件为由若干空心型材构成的骨架，骨架上对应各个修边体相互连接的对合处设有连接座，骨架通过所述连接座将各个修边体连接为一个整体。

进一步的，所述修边体一、修边体二、修边体三、修边体四上均设置有光学靶标点，并且这些光学靶标点以同一飞机坐标系作为基准。

进一步的，所述修边体一、修边体二、修边体三、修边体四上的靶标点个数为3~5个。

进一步的，所述空心型材为铝管。

一种大型可重组式双曲面修切夹具的组装方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将修边体一、修边体二、修边体三和修边体四放在组装平台上；

S2、选择修边体一和修边体二上最远端的3个光学靶标点可以快速建立起与与飞机设计基准一致的坐标系；

S3、然后采用激光跟踪仪将修边体一、修边体二、修边体三、修边体四的光学靶标孔调试到位；

S4、最后用螺钉销子将加强件组件与各个修边体进行装配组合，从而得到完整的修边夹具。

本发明的有益效果：

1、本发明将传统的修边夹具的整体结构设计为四个修边体，实现了分段并行化、曲率分解最小化、可重组性强、高密度坐标拟合、加工区域集中精简化、材料消耗最小化、结构轻量化，解决了长期以来双曲面大型修切夹具加工耗材多、加工复杂、加工周期长、制造成本高、笨重等问题；

2、本发明中，修切夹具分散多元化后，每个修边体体积减小，单位区域内光学测量点密度增加；分散的四个修边体上设有单独的光学靶标点，实现了双曲面大型修切夹具高密度坐标拟合，装配和定检修边夹具时，数字测量点增多，精度控制更准确；

3、本发明中，修切夹具分散多元化后，各个修边体的曲率减小，使材料去除加工量大幅度降低，机床工作磨损和能源使用量都降低一半以上；同时铝屑损失也降低不少；

4、本发明中，修切夹具分散多元化后，原大尺寸大曲率高切削量复杂零件加工转变为小尺寸小曲率低切削量简单零件加工，制造难度明显降低，合格率随之显著提高；工装零件加工难度、加工量都降低，数控加工所需时间大量减少，工作效率提高，整套工装制造周期缩短。实现了高效低成本生产。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明修边体一的结构示意图；

图3为本发明修边体二的结构示意图；

图4为本发明修边体三的结构示意图；

图5为本发明修边体四的结构示意图；

图6为本发明加强件组件的结构示意图；

其中，

1、修边体一，2、修边体二，3、修边体三，4、修边体四，5、骨架，6、光学靶标点，7、修边槽，8、连接座。

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

如图1所示，本发明公开了一种可重组式双曲面大型门类修切夹具，包括结构修边体一1，修边体二2，修边体三3，修边体四4和加强件组件。

如图2、3、4、5所示，为使双曲率修边体数控加工难度降低、效率提高、避免超差返工，将修边体分为四个部分。修边体一1和修边体二2为组成修切夹具的两个端头部件，修边体三3和修边体四4为连接修边体一1和修边体二2的连接部件。在各个修边体的边缘均设置有修边槽7，用于实现飞机蒙皮的修切。

如图1所示，为保证修边夹具整体使用的刚强度，采用加强件组件在纵横方向上跨越修边体并与其进行加强连接。

加强件组件为由若干空心型材构成的骨架5，骨架5上对应各个修边体的对合处设有连接座8，骨架5通过所述连接座8与螺钉或销子配合将四个修边体连接为一个整体。优选的，本实施例中，所述空心型材采用铝管。如图6所示，所述骨架5包括多根纵横相交的铝管，其中一部分铝管的端口直接与修边体焊接固定，另一部分铝管通过连接座8将修边体对合处固定连接。采用此设计后，整个修边夹具重量较原设计方法，结构减轻20KG以上，首次实现了这类修边夹具的轻量化。极大方便使用单位操作安装。

修边体一1，修边体二2，修边体三3和修边体四4均采用数控加工。加工时，每一块修边体都尽可能多的包含了工作面等关键元素，这样分段组合后才能达到分而不散、大而不笨，并且强度、刚性、操作性能达到最好结合点。

本修切夹具将修边体一1，修边体二2，修边体三3，修边体四4集中选择在现有修切夹具四周的工作区域内，非工作区域不再包含带曲面的零件，数控加工区域减小一半以上，达到了加工区域集中精简化。并且，将修切夹具分散多元化后，每个修边体曲率减小，所需毛坯尺寸大幅减小，总材料消耗量仅为原设计方法的五分之一左右。实现了双曲面大型修切夹具材料消耗最小化。工装零件加工难度、加工量都降低，数控加工所需时间大量减少，工作效率提高，整套工装制造周期缩短。实现了高效低成本生产。

由于各个修边体的对合处会挡住划线、修边的通路，这些被挡处需要在脱离修边夹具的状态下进行手工划线修切，因此，修边体之间的分合面选择在飞机蒙皮切割线的曲率较小的位置。

如图2至图5所示，修边体一1，修边体二2，修边体三3、修边体四4上都设有3~5个光学测量点（光学靶标点6），并且这些光学靶标点6采用同一坐标系作设计基准，以便四部分修边体能按理论值装配组合成一整体组件，从而实现修边夹具分中有合，分合统一。将修边体分散多元化后，每个修边体体积减小，单位区域内光学测量点密度增加。实现了双曲面大型修切夹具高密度坐标拟合，装配和定检修边夹具时，数字测量点增多，精度控制更准确。

实施例2

本实施例公开了一种大型可重组式双曲面修切夹具的组装方法，基于实施例1所述的一种大型可重组式双曲面修切夹具，使用方法如下：

在平台上选择修边体一1和修边体二2上最远端的3个光学靶标点6（与飞机设计基准一致）可以快速建立坐标系，然后用激光跟踪仪将修边体一1、修边体二2、修边体三3、修边体四4的靶标孔调试到位，最后用螺钉销子将加强件组件与各修边体进行装配组合，从而得到完整的修边夹具。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种大型可重组式双曲面修切夹具，其特征在于：所述修切夹具包括修边体一（1）、修边体二（2）、修边体三（3）、修边体四（4）和加强件组件，各个修边体拼装形成一个曲面结构的修边夹具，所述加强件组件覆盖在拼装后的修边夹具表面；加强件组件为由若干空心型材构成的骨架（5），骨架（5）上对应各个修边体相互连接的对合处设有连接座（8），骨架（5）通过所述连接座（8）将各个修边体连接为一个整体。

2.根据权利要求1所述的一种大型可重组式双曲面修切夹具，其特征在于：所述修边体一（1）、修边体二（2）、修边体三（3）、修边体四（4）上均设置有光学靶标点（6），并且这些光学靶标点（6）以同一飞机坐标系作为基准。

3.根据权利要求2所述的一种大型可重组式双曲面修切夹具，其特征在于：所述修边体一（1）、修边体二（2）、修边体三（3）、修边体四（4）上的光学靶标点个数为3~5个。

4.根据权利要求1所述的一种大型可重组式双曲面修切夹具，其特征在于：所述空心型材为铝管。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种大型可重组式双曲面修切夹具的组装方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将修边体一（1）、修边体二（2）、修边体三（3）和修边体四（4）放在组装平台上；

S2、选择修边体一（1）和修边体二（2）上最远端的3个光学靶标点（6）可以快速建立起与飞机设计基准一致的坐标系；

S3、然后采用激光跟踪仪将修边体一（1）、修边体二（2）、修边体三（3）、修边体四（4）的光学靶标点调试到位；

S4、最后用螺钉销子将加强件组件与各个修边体进行装配组合，从而得到完整的修边夹具。

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