CN114211782B - 一种帽型长桁整体定位装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种帽型长桁整体定位装置，包括翻转框架，翻转框架的两端分别设有翻转轴，翻转框架的内部设有多道横梁，横梁的底部通过连接板及卡板连接件连接有定位卡板组件；定位卡板组件包括卡板本体、卡紧装置和导引器，卡板本体沿弧形底边开设有与帽型长桁数量一致的卡接定位槽，卡板本体上设有与帽型长桁数量一致的卡紧装置和导引器。本发明提高了帽型长桁与蒙皮的组合效率和定位精度，利用该装置和方法，可实现帽型长桁先在本发明帽型长桁整体定位装置上集成；通过翻转定位架翻转，利用行车将装载帽型长桁的装置整体与蒙皮模具进行一次整体精确组合，可实现帽型长桁整体定型、卡紧、翻转、在蒙皮上的精确定位及组装。

Description

一种帽型长桁整体定位装置及方法

技术领域

本发明涉及飞机制造技术领域，具体是涉及一种帽型长桁整体定位装置及方法。

背景技术

复合材料具有高比强度和高比模量，抗疲劳性能、耐腐蚀性能和整体成型性好等许多优异特性，其壁板结构在现代飞机结构中得到了越来越广泛的应用，复合材料帽型长桁加筋壁板能够承受机身拉压和剪切载荷的作用，其结构的总体和局部刚度好，减少了应力集中和钉孔对壁板截面积的削弱，在减重方面拥有很大的优势。采用“干帽型长桁+湿蒙皮”共胶接工艺制造复合材料帽型加筋壁板零件，很好的克服了共固化成型模具复杂、二次胶接配合质量难以控制的问题，简化了壁板成型方案，降低了模具配合引起的工艺风险。

由于技术水平的限制，共胶接工艺中难以实现帽型长桁在壁板上的整体组合定位及精度控制，尤其是对于双曲率、帽型长桁数量较多的大型加筋壁板；传统的壁板组合定位多采用模拟量工作法通过划线、定位孔和定位块等方式，存在较大的人为和系统误差，效率低，无法保证帽型长桁组在蒙皮上的位置准确及固化过程中帽型长桁不会出现滑动及翘曲。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种帽型长桁整体定位装置及方法。

本发明技术方案：

一种帽型长桁整体定位装置，包括翻转框架，所述翻转框架的两端分别设有翻转轴，翻转框架的内部设有多道横梁，横梁的底部通过连接板及卡板连接件连接有定位卡板组件；

所述定位卡板组件包括卡板本体、卡紧装置和导引器，所述卡板本体沿弧形底边开设有与帽型长桁数量一致的卡接定位槽，卡板本体上设有与帽型长桁数量一致的卡紧装置和导引器。

优选，所述卡紧装置包括固定块、卡紧块、弹簧和导向螺栓，所述固定块的四周分别设有固定块连接孔，固定块通过螺栓固定在卡板本体的连接槽中；

所述固定块的中间设有导向螺栓孔，导向螺栓孔内设有导向螺栓，所述卡紧块的上端套设在导向螺栓上，导向螺栓远离栓头的一端套设有弹簧，弹簧的一端抵接在导向螺栓孔内部，另一端抵接在卡紧块上，所述卡紧块的下端设有阶梯型卡部，所述固定块板面的上部向外凸出设有插销导向块，插销导向块上设有插销导向孔，所述卡紧块的顶端设有对应插销导向孔的插销孔，插销的销头穿过插销导向孔伸入插销孔中。

优选，所述导引器呈阶梯柱形，导引器的小端为与卡板本体上插孔配合的插接头，导引器的大端径向设有绳索穿孔，导引器的大端通过绳索穿过绳索穿孔与插销上的圆环连接。

优选， 所述固定块的板面下部的前后两侧分别设有对卡紧块左右移动导向的导向块，导向块上设有挡板安装孔，挡板的两端分别固定在两导向块上。

优选，阶梯型卡部的内侧设有橡胶软垫。

优选，所述卡板本体上设有若干减重孔。

优选，翻转框架靠近四周的正反两面分别设有第一吊环和第二吊环。

优选，所述翻转框架的底部四周设有用于与蒙皮铺贴模具上的套筒定位配合的导柱。

优选，所述翻转框架的上部四周分别设有翻转支撑脚。

一种帽型长桁整体定位方法，包括如下步骤：

第一步：利用与翻转轴相匹配的翻转定位架将帽型长桁整体定位装置翻转180°，使定位卡板组件朝上；

第二步：将帽型长桁按对应位置置于卡接定位槽内；

第三步：通过调整定位卡板组件上的卡紧装置卡紧帽型长桁；

第四步：在帽型长桁胶接面上铺贴胶膜，然后在帽型长桁腔内放置胶接固化过程抽真空和冲压用的管状真空袋；

第五步：将绳索一端穿过导引器上的绳索穿孔，然后穿过插销上的圆环并系紧；

第六步：将帽型长桁整体定位装置翻转180°，使得帽型长桁胶接面朝下；

第七步：利用行车将帽型长桁整体定位装置吊起，并转移至需要胶接的蒙皮上方，蒙皮在铺贴模具上；

第八步：通过控制行车，使得定位导柱与蒙皮铺贴模具上的套筒逐步配合，当帽型长桁与蒙皮间距在5mm以内时，拉动穿过导引器的绳索使得插销与卡紧块脱离，在弹簧的反作用力下，卡紧块向后运动，脱离帽型长桁，使帽型长桁与蒙皮贴合。

本发明提高了帽型长桁与蒙皮的组合效率和定位精度，利用该装置和方法，可实现帽型长桁先在本发明帽型长桁整体定位装置上集成；然后通过翻转定位架翻转，利用行车将装载帽型长桁的装置整体与蒙皮模具进行一次整体精确组合，配合专用翻转定位架和配套的蒙皮铺贴模使用，可实现帽型长桁整体定型、卡紧、翻转、在蒙皮上的精确定位及组装。

附图说明

图1 是本发明较佳实施例的结构示意图；

图2 是本发明较佳实施例中翻转框架的结构示意图；

图3 是本发明较佳实施例中翻转框架和定位卡板组件的连接示意图；

图4 是本发明较佳实施例中连接板的安装示意图；

图5是本发明较佳实施例中定位卡板组件的结构示意图；

图6 是本发明较佳实施例中卡板本体的结构示意图；

图7 是本发明较佳实施例中卡板连接件的结构示意图；

图8 是本发明较佳实施例中导引器的结构示意图；

图9 是本发明较佳实施例中卡紧装置的三维图；

图10 是本发明较佳实施例中卡紧装置的侧视图；

图11 是本发明较佳实施例中卡紧装置的剖视图；

图12 是本发明较佳实施例中固定块的结构示意图；

图13 是本发明较佳实施例中长桁加紧的结构示意图

图中：翻转框架1，定位卡板组件2，帽型长桁3，翻转轴101，定位导柱102，第一吊环103，第二吊环104，横梁105，翻转支撑脚106，方钢纵梁107，卡板本体201，卡板连接件202，卡紧装置203，导引器204，连接板1051，孔I2021，孔II2022，减重孔2011，连接孔2012，卡接定位槽2013，连接槽2014，插孔2015，插接头2041，绳索穿孔2042，螺栓2031，固定块2032，卡紧块2033， 插销2034，挡板2035，橡胶软垫2036，弹簧2037，导向螺栓2038，固定块连接孔20321，插销导向孔20322，导向螺栓孔20323，挡板安装孔20324。

实施方式

本发明通过下面的实施案例可以对本发明做进一步的描述，然而，本发明的范围并不限于下述实施例。

实施例1：如图1所示的一种帽型长桁整体定位装置，包括多道具有卡紧装置的铝合金定位卡板组件2和矩钢焊接而成的翻转框架1两个部分，定位卡板组件2根据产品结构尺寸，数量可以为2～20件，可根据产品结构尺寸实现帽型长桁的分段定位和分段法向夹持。

翻转框架1具有翻转轴101和定位导柱102，用于装置起吊的第一吊环103和第二吊环104，用于保障装置结构刚度和用于安装定位卡板组件的多道横梁105，以及实现装置翻转时在地面或平台上支撑的翻转支撑脚106。

多道横梁105由方钢制成，与方钢纵梁107焊接成为骨架，多道横梁105的数量和与方钢纵梁107的焊接位置由装载的帽型长桁长度确定。

图2实例为3m帽型长桁整体定位装置，由4道横梁组成，其平行焊接在纵梁107上，位置由帽型长桁具体特征而定，横梁105之间的距离可不一致。

卡板本体201与横梁连接形式见图3和图4，横梁组件上焊接连接板1051，并在连接板1051上开出4个孔，以便于卡板连接件202利用螺栓进行安装。

定位卡板组件包括卡板本体201、卡板连接件202、卡紧装置203和导引器204。

所述卡板本体201结构见图6所示，卡板本体201上开出圆形和椭圆形等不限形状的减重孔2011；加工出卡板连接件202与卡板本体201连接的连接孔2012；加工出与帽型长桁匹配的卡接定位槽2013，与帽型长桁外形面的间隙控制在0.5mm-2mm之间；加工出卡紧装置203连接的连接槽2014及孔。

卡板连接件202结构形式见图7，孔I2021与连接板1051连接，孔II2022与卡板本体201上的连接孔2012用螺栓进行连接。

导引器204呈阶梯柱形，导引器204的小端为与卡板本体201上插孔2015配合的插接头2041，导引器204的大端径向设有绳索穿孔2042，导引器204结构如图8所示，导引器上的插接头2041与卡板本体201上插孔2015进行连接，将绳索穿过绳索穿孔2042与图9所示的插销2034上的圆环进行连接。

卡紧装置203结构见图9，图10和图11，其中2031为螺栓，利用该螺栓可将固定块2032安装在卡板本体201的连接槽2014中，固定块2032结构图见图12所示；插销2034作为控制卡紧块2033的装置，安装在固定块2032的插销导向孔20322内，导向螺栓孔20323内安装有弹簧2037，弹簧2037套在导向螺栓2038上，见图11所示；插销2034与卡紧块2033按图11进行安装；203上的挡板2035用螺栓安装在挡板安装孔20324上；橡胶软垫2036的厚度为1mm以上，可避免装载帽型长桁时划伤零件；长桁加紧的结构如图13所示。

本装置使用实例的步骤：

第一步：利用与图2所示翻转轴101相匹配的翻转定位架将帽型长桁整体定位装置翻转180°，使定位卡板组件2朝上；

第二步：将帽型长桁按对应位置安装在图6所示的帽型长桁卡接定位槽2013内；

第三步：将定位卡板组件2上的卡紧装置203调整到位并卡紧帽型长桁3；

第四步：在帽型长桁3上铺贴胶膜，然后在帽型长桁腔内放置胶接固化过程抽真空和冲压用的管状真空袋；

第五步：将绳索一端穿过导引器204上的绳索穿孔2042，然后穿过插销2034上的圆环并系紧，另一端用于人工拉拽，后期帽型长桁3与蒙皮定位后，通过拉拽绳索来打开插销，释放卡紧的帽型长桁3，让定位装置与帽型长桁3脱离；

第六步：控制翻转定位架使得载所有帽型长桁本装置装旋转180°，使得帽型长桁3的胶接面朝下；

第七步：利用绳索或吊钩，穿过图2所示的第一吊环103内，同时利用行车通过4个第一吊环103，将整个装置抬起，并转移至需要胶接的蒙皮上方，蒙皮在铺贴模具上；

第八步：控制行车，使得本工装的导销与蒙皮铺贴模具上的套筒逐步配合，当目测帽型长桁与蒙皮间距小于5mm以内时，利用拉动穿过图8所示导引器204的绳索使得图9所示的插销2034向上，从而松开弹簧2037，引起卡紧块2033向后运动，实现2036脱离加持的帽型长桁，并实现帽型长桁从装置是松脱后与蒙皮贴合组合。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种帽型长桁整体定位装置，包括翻转框架，其特征在于，所述翻转框架的两端分别设有翻转轴，翻转框架的内部设有多道横梁，横梁的底部通过连接板及卡板连接件连接有定位卡板组件，所述翻转框架的底部四周设有用于与蒙皮铺贴模具上的套筒定位配合的导柱；

所述定位卡板组件包括卡板本体、卡紧装置和导引器，所述卡板本体沿弧形底边开设有与帽型长桁数量一致的卡接定位槽，卡板本体上设有与帽型长桁数量一致的卡紧装置和导引器；所述卡紧装置包括固定块、卡紧块、弹簧和导向螺栓，所述固定块的四周分别设有固定块连接孔，固定块通过螺栓固定在卡板本体的连接槽中；

所述固定块的中间设有导向螺栓孔，导向螺栓孔内设有导向螺栓，所述卡紧块的上端套设在导向螺栓上，导向螺栓远离栓头的一端套设有弹簧，弹簧的一端抵接在导向螺栓孔内部，另一端抵接在卡紧块上，所述卡紧块的下端设有阶梯型卡部，所述固定块板面的上部向外凸出设有插销导向块，插销导向块上设有插销导向孔，所述卡紧块的顶端设有对应插销导向孔的插销孔，插销的销头穿过插销导向孔伸入插销孔中；

所述导引器呈阶梯柱形，导引器的小端为与卡板本体上插孔配合的插接头，导引器的大端径向设有绳索穿孔，导引器的大端通过绳索穿过绳索穿孔与插销上的圆环连接；

所述固定块的板面下部的前后两侧分别设有对卡紧块左右移动导向的导向块，导向块上设有挡板安装孔，挡板的两端分别固定在两导向块上。

2.根据权利要求1所述的一种帽型长桁整体定位装置，其特征在于，阶梯型卡部的内侧设有橡胶软垫。

3.根据权利要求1所述的一种帽型长桁整体定位装置，其特征在于，所述卡板本体上设有若干减重孔。

4.根据权利要求1所述的一种帽型长桁整体定位装置，其特征在于，翻转框架靠近四周的正反两面分别设有第一吊环和第二吊环。

5.根据权利要求1所述的一种帽型长桁整体定位装置，其特征在于，所述翻转框架的上部四周分别设有翻转支撑脚。

6.一种帽型长桁整体定位方法，其特征在于，采用如权利要求1-5任意一项所述的帽型长桁整体定位装置，包括如下步骤：

第一步：利用与翻转轴相匹配的翻转定位架将帽型长桁整体定位装置翻转180°，使定位卡板组件朝上；

第二步：将帽型长桁按对应位置置于卡接定位槽内；

第三步：通过调整定位卡板组件上的卡紧装置卡紧帽型长桁；

第四步：在帽型长桁胶接面上铺贴胶膜，然后在帽型长桁腔内放置胶接固化过程抽真空和冲压用的管状真空袋；

第五步：将绳索一端穿过导引器上的绳索穿孔，然后穿过插销上的圆环并系紧；

第六步：将帽型长桁整体定位装置翻转180°，使得帽型长桁胶接面朝下；

第七步：利用行车将帽型长桁整体定位装置吊起，并转移至需要胶接的蒙皮上方，蒙皮在铺贴模具上；

第八步：通过控制行车，使得定位导柱与蒙皮铺贴模具上的套筒逐步配合，当帽型长桁与蒙皮间距在5mm以内时，拉动穿过导引器的绳索使得插销与卡紧块脱离，在弹簧的反作用力下，卡紧块向后运动，脱离帽型长桁，使帽型长桁与蒙皮贴合。