CN114932242A - 飞机部件接头孔精加工定位防颤工装及精加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及飞机部件接头孔精加工定位防颤工装及精加工工艺，包括精加工钻模、定位销、检验销、部件下压机构、部件上顶机构、百分表和龙门立柱，定位销和检验销均设于精加工钻模上，定位销用于对部件进行初始定位，检验销用于检查部件加工后的接头孔孔径；部件下压机构设于精加工钻模顶部，部件上顶机构设于精加工钻模下方，部件上顶机构与部件下压机构配合以夹紧部件；百分表设于部件下压机构上，用于检测部件在夹紧过程中的位移；精加工钻模和部件上顶机构均设于龙门立柱上。本发明可解决精加工时飞机部件接头震颤的问题，提高飞机部件接头孔的加工质量。

Description

飞机部件接头孔精加工定位防颤工装及精加工工艺

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种飞机部件接头孔精加工定位防颤工装及精加工工艺。

背景技术

飞机部件精加工是指飞机部件在铆接装配完成后，在无应力状态下，以部件外形为基准，对部件接头孔或者端面预留余量进行加工，使接头孔或端面最终符合图纸技术要求，以消除积累误差，提高部件的制造准确度和部件间的协调准确度，实现飞机部件互换的加工方法。

在当前的飞机部件装配精加工当中，接头孔精加工是最普遍的方式，该种精加工方式主要指的是待加工的飞机部件接头事先在接头孔留出加工余量，即接头孔直径小于图纸要求的直径。将飞机部件外形作为调整基准进行相应调整后，以精加工钻模上刀具引导孔为基准，用铰刀切削加工余量，将预留有加工余量的飞机部件接头孔逐次扩大至最终尺寸，由此实现飞机部件相对位置及外形准确，满足空气动力要求，实现飞机部件互换。

由于飞机部件本身缺乏较高的工装刚性，并且被加工件材料通常是具有一定淬火硬度的高强度合金钢，在精加工过程中容易出现震颤。另外，由于飞机部件接头孔位偏离理论位置，精加工铰刀在切削过程中，刀刃切削量不一致，使得飞机部件接头受力不稳定，也会加剧接头的震颤。严重的震颤使得加工后交点孔内壁出现严重振刀纹，影响后续飞机各个部件对接。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种飞机部件接头孔精加工定位防颤工装，可解决精加工时飞机部件接头震颤的问题，提高飞机部件接头孔的加工质量。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种飞机部件接头孔精加工定位防颤工装，包括精加工钻模、定位销、检验销、部件下压机构、部件上顶机构、百分表和龙门立柱，定位销和检验销均设于精加工钻模上，定位销用于对部件进行初始定位，检验销用于检查部件加工后的接头孔孔径；部件下压机构设于精加工钻模顶部，部件上顶机构设于精加工钻模下方，部件上顶机构与部件下压机构配合以夹紧部件；百分表设于部件下压机构上，用于检测部件在夹紧过程中的位移；精加工钻模和部件上顶机构均设于龙门立柱上。

进一步地，精加工钻模包括呈方形盒状的模具，模具设于龙门立柱顶面，模具一侧设置开口，模具上设有定位圆孔和检验圆孔，定位销和检验销分别通过定位圆孔和检验圆孔设于模具上，开口一侧的模具侧壁的内壁面设有挡块，与挡块相对的模具侧壁上螺纹连接有紧定螺钉，紧定螺钉与挡块配合以对部件进行限位，部件下压机构设于模具顶部，部件上顶机构设于模具下方。

进一步地，定位圆孔有两个，两个定位圆孔分别设于开口两侧的模具侧壁的顶部，两个定位圆孔的中心线共线，定位销穿设在两个定位圆孔上。

进一步地，检验圆孔有两个，两个检验圆孔分别设于开口两侧的模具侧壁的底部，两个检验圆孔的中心线共线，检验销穿设在两个检验圆孔上。

进一步地，部件下压机构包括压紧支座、压紧螺钉和压头，压紧支座设于模具顶部，百分表设于压紧支座上，压紧支座上设有第一螺纹孔，压紧螺钉向下旋入第一螺纹孔，压紧螺钉穿过第一螺纹孔并接于压头。

进一步地，部件上顶机构包括托板、调整螺钉和安装板，安装板固定于龙门立柱的顶部侧壁上，托板位于安装板和模具之间并能沿着龙门立柱的顶部侧壁上下移动，安装板上设有第二螺纹孔，调整螺钉向上旋入第二螺纹孔，调整螺钉穿过第二螺纹孔并与托板底部抵接，托板和压头配合以夹紧部件。

进一步地，安装板上设有固定孔，安装板通过固定孔固定在龙门立柱上。

进一步地，托板上沿托板移动方向开设有两条并排的长条孔，长条孔内穿设有与龙门立柱螺纹连接的限位螺钉。

进一步地，本发明还提供了一种飞机部件接头孔精加工工艺，其采用了上述飞机部件接头孔精加工定位防颤工装，该精加工工艺包括以下步骤：

S1、将飞机部件放置在模具的开口处，使托板向上顶住飞机部件，同时使飞机部件的接头侧面与挡块贴合。

S2、拧转调整螺钉使托板带动飞机部件向上移动，同时拧转压紧螺钉使压块向下移动直至压块与飞机部件的上表面轻微接触，然后将百分表放置在压紧支座上，使百分表的表头与飞机部件的上表面接触，并对百分表进行调零。

S3、继续逐次拧转调整螺钉和压紧螺钉，使托板和压块对飞机部件施加载荷，同时观察百分表读数使其读数保持为零，然后通过定位销对飞机部件进行初始定位。

S4、拧紧紧定螺钉使飞机部件夹紧在紧定螺钉和挡块之间。

S5、使铰刀穿过定位圆孔，并利用铰刀逐次对飞机部件的接头通过切削方式进行接头孔加工。

S6、加工完成后利用检验销检查接头孔孔径。

本发明具有以下优点：

1、本发明通过精加工钻模、定位销、部件下压机构、部件上顶机构和龙门立柱的设置，在接头孔加工时利用精加工钻模和定位销对飞机部件进行初步定位，然后利用部件下压机构和部件上顶机构对飞机部件进行夹紧，最终实现对飞机部件的稳固装夹，防止飞机部件在加工过程中发生震颤，提升飞机部件接头孔的加工质量。

2、本发明通过百分表的设置，利用百分表检测飞机部件在装夹过程中的位移，进而保证飞机部件的定位更为精准，有利于进一步提升接头孔的加工精度。

3、本发明通过检验销的设置，在加工完成后利用检验销检查接头孔的孔径，以保证满足加工需求。

4、本发明整体结构稳定，操作简单，可同时装夹多个飞机部件，提升加工效率。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明中精加工钻模、定位销、检验销和部件下压机构的装配示意图；

图3是本发明中精加工钻模的结构示意图；

图4是本发明中压紧支座的结构示意图；

图5是本发明中托板的结构示意图；

图6是本发明中安装板的结构示意图。

图中：1、精加工钻模；2、定位销；3、检验销；4、部件下压机构；41、压紧支座；42、压紧螺钉；43、压头；5、部件上顶机构；51、托板；52、调整螺钉；53、安装板；6、百分表；7、龙门立柱；8、模具；9、开口；10、定位圆孔；11、检验圆孔；12、挡块；13、紧定螺钉；14、第一螺纹孔；15、第二螺纹孔；16、固定孔；17、长条孔；18、限位螺钉。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1-6所示，一种飞机部件接头孔精加工定位防颤工装，包括精加工钻模1、定位销2、检验销3、部件下压机构4、部件上顶机构5、百分表6和龙门立柱7，定位销2和检验销3均设于精加工钻模1上，定位销2用于对部件进行初始定位，检验销3用于检查部件加工后的接头孔孔径；部件下压机构4设于精加工钻模1顶部，部件上顶机构5设于精加工钻模1下方，部件上顶机构5与部件下压机构4配合以夹紧部件；百分表6设于部件下压机构4上，用于检测部件在夹紧过程中的位移；精加工钻模1和部件上顶机构5均设于龙门立柱7上。

龙门式立柱为焊接构架，是安装精加工钻模1的基础构件，其自身具有一定的刚度，能够支撑其上安装的精加工钻模1、部件下压机构4等工装零件和飞机部件重量，以及抵抗飞机部件在定位、加工过程中产生的附加载荷。

具体的，如图2、3所示，精加工钻模1包括呈方形盒状的模具8，模具8通过螺栓固定于龙门立柱7顶面，部件下压机构4则设于模具8顶部，部件上顶机构5则设于模具8下方。模具8一侧设置有开口9，模具8上开设有定位圆孔10和检验圆孔11，且定位圆孔10可检验圆孔11均设置有两个，其中两个定位圆孔10分别设于开口9两侧的模具8侧壁的顶部，且两个定位圆孔10的中心线共线，定位销2与圆孔适配并穿设在两个定位圆孔10上，使用过程中可取下；两个检验圆孔11分别设于开口9两侧的模具8侧壁的底部，且两个检验圆孔11的中心线共线，检验销3与圆孔适配并穿设在两个检验圆孔11上，使用过程中也可取下。

定位圆孔10处于飞机部件接头孔轴线理论位置，即加工时将飞机部件放置在开口9处，使飞机部件的接头上接头孔加工位置的中心线能够与定位圆孔10的中心线共线，据此其作用有三，一是可作为飞机部件接头孔精加工刀具的引导孔；二是可作为精加工后检验飞机部件接头孔质量的基准；三是可用于对飞机部件在精加工前进行初始定位。

在开口9一侧的模具8侧壁的内壁面设有挡块12，挡块12优选与模具8一体成型，与挡块12相对的模具8侧壁上螺纹连接有紧定螺钉13，紧定螺钉13与挡块12配合以对部件进行限位。挡块12位于接头侧面的理论位置，即在加工时，通过拧紧紧定螺钉13，将飞机部件夹持在紧定螺钉13的挡块12之间，使得飞机部件的接头压紧在挡块12上，并将接头上接头孔加工位置预留出来与定位圆孔10对应。

如图1、2、4所示，部件下压机构4包括压紧支座41、压紧螺钉42和压头43。压紧支座41通过螺栓固定于模具8顶部；百分表6放置在压紧支座41上；压紧支座41上设有第一螺纹孔14，压紧螺钉42向下旋入第一螺纹孔14，压紧螺钉42穿过第一螺纹孔14并接于压头43，旋动压紧螺钉42即可带动压头43上下运动。

如图1、5、6所示，部件上顶机构5包括托板51、调整螺钉52和安装板53。安装板53上开设有固定孔16，通过固定孔16与螺栓配合将安装板53固定在龙门立柱7的顶部侧壁上；托板51设于安装板53和模具8之间，托板51上开设有两条并排的长条孔17，长条孔17内穿设有与龙门立柱7螺纹连接的限位螺钉18，安装托板51时使长条孔17沿着竖直方向设置，在长条孔17和限位螺钉18的配合下，使得托板51只能沿着龙门立柱7的顶部侧壁上下移动。在安装板53上开设有第二螺纹孔15，调整螺钉52向上旋入第二螺纹孔15，且调整螺钉52穿过第二螺纹孔15并与托板51底部抵接，旋动调整螺钉52即可带动托板51向上运动，进而在加工时，将飞机部件放置在开口9处，使飞机部件支撑在托板51顶部，然后便可然后通过托板51与压头43配合来夹紧飞机部件。

根据上述定位防颤工装的结构描述，在使用该工装对飞机部件进行装夹后可有效解决飞机部件在加工过程中的震颤问题，以下是采用了上述飞机部件接头孔精加工定位防颤工装对飞机部件进行接头孔精加工的加工工艺，该精加工工艺具体包括以下步骤：

S1、将飞机部件放置在模具8的开口9处，使托板51向上顶住飞机部件，同时使飞机部件的接头侧面与挡块12贴合。

在此步骤前，先将龙门立柱7固定好，然后以定位圆孔10为基准将加工钻模安装好，然后再安装好部件下压机构4和部件上顶机构5，将紧定螺钉13退至其钉头与模具8的内壁面齐平，使挡块12和模具8的紧定螺钉13之间留出最大间隙以便于放置飞机部件，将托板51退至最低位置以便于飞机部件能够放置在其顶部，压紧螺钉42则退至到使压块与压紧支座41底面贴合的状态。

S2、拧转调整螺钉52使托板51带动飞机部件向上移动，同时拧转压紧螺钉42使压块向下移动直至压块与飞机部件的上表面轻微接触，然后将百分表6放置在压紧支座41上，使百分表6的表头与飞机部件的上表面接触，并对百分表6进行调零。

S3、继续逐次拧转调整螺钉52和压紧螺钉42，使托板51和压块对飞机部件施加载荷，同时观察百分表6读数使其读数保持为零，然后通过定位销2对飞机部件进行初始定位。

在此步骤中，根据百分表6的读数保持为零避免施加载荷使飞机部件产生竖向位移，以此来对飞机部件的位置进行精调，最终通过托板51和压块对飞机部件进行夹紧固定。

S4、拧紧紧定螺钉13使飞机部件夹紧在紧定螺钉13和挡块12之间。

在此步骤中，通过紧定螺钉13将飞机部件的接头压紧在挡块12上以此夹紧飞机部件，进而避免飞机产生横向位移。

S5、使铰刀穿过定位圆孔10，并利用铰刀逐次对飞机部件的接头通过切削方式进行接头孔加工。

S6、加工完成后利用检验销3检查接头孔孔径。

上述定位防颤工装结构稳定，装夹操作简单，可对飞机部件进行精确定位和稳固装夹，结合上述精加工工艺，可有效解决飞机部件在加工过程中发生震颤的问题，进而保证接头孔的加工质量。具体加工时，可在龙门立柱7上同时安装多个精加工钻模1，再配合对应的部件下压机构4和部件上顶机构5，即可同时对多个飞机部件进行装夹和加工，以此进一步提升加工效率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种飞机部件接头孔精加工定位防颤工装，其特征在于，包括：

精加工钻模（1）、定位销（2）和检验销（3），定位销（2）和检验销（3）均设于精加工钻模（1）上，定位销（2）用于对部件进行初始定位，检验销（3）用于检查部件加工后的接头孔孔径；

部件下压机构（4）和部件上顶机构（5），部件下压机构（4）设于精加工钻模（1）顶部，部件上顶机构（5）设于精加工钻模（1）下方，部件上顶机构（5）与部件下压机构（4）配合以夹紧部件；

百分表（6），设于部件下压机构（4）上，用于检测部件在夹紧过程中的位移；

龙门立柱（7），精加工钻模（1）和部件上顶机构（5）均设于龙门立柱（7）上。

2.根据权利要求1所述的飞机部件接头孔精加工定位防颤工装，其特征在于：精加工钻模（1）包括呈方形盒状的模具（8），模具（8）设于龙门立柱（7）顶面，模具（8）一侧设置开口（9），模具（8）上设有定位圆孔（10）和检验圆孔（11），定位销（2）和检验销（3）分别通过定位圆孔（10）和检验圆孔（11）设于模具（8）上，开口（9）一侧的模具（8）侧壁的内壁面设有挡块（12），与挡块（12）相对的模具（8）侧壁上螺纹连接有紧定螺钉（13），紧定螺钉（13）与挡块（12）配合以对部件进行限位，部件下压机构（4）设于模具（8）顶部，部件上顶机构（5）设于模具（8）下方。

3.根据权利要求2所述的飞机部件接头孔精加工定位防颤工装，其特征在于：定位圆孔（10）有两个，两个定位圆孔（10）分别设于开口（9）两侧的模具（8）侧壁的顶部，两个定位圆孔（10）的中心线共线，定位销（2）穿设在两个定位圆孔（10）上。

4.根据权利要求2所述的飞机部件接头孔精加工定位防颤工装，其特征在于：检验圆孔（11）有两个，两个检验圆孔（11）分别设于开口（9）两侧的模具（8）侧壁的底部，两个检验圆孔（11）的中心线共线，检验销（3）穿设在两个检验圆孔（11）上。

5.根据权利要求2所述的飞机部件接头孔精加工定位防颤工装，其特征在于：部件下压机构（4）包括压紧支座（41）、压紧螺钉（42）和压头（43），压紧支座（41）设于模具（8）顶部，百分表（6）设于压紧支座（41）上，压紧支座（41）上设有第一螺纹孔（14），压紧螺钉（42）向下旋入第一螺纹孔（14），压紧螺钉（42）穿过第一螺纹孔（14）并接于压头（43）。

6.根据权利要求5所述的飞机部件接头孔精加工定位防颤工装，其特征在于：部件上顶机构（5）包括托板（51）、调整螺钉（52）和安装板（53），安装板（53）固定于龙门立柱（7）的顶部侧壁上，托板（51）位于安装板（53）和模具（8）之间并能沿着龙门立柱（7）的顶部侧壁上下移动，安装板（53）上设有第二螺纹孔（15），调整螺钉（52）向上旋入第二螺纹孔（15），调整螺钉（52）穿过第二螺纹孔（15）并与托板（51）底部抵接，托板（51）和压头（43）配合以夹紧部件。

7.根据权利要求6所述的飞机部件接头孔精加工定位防颤工装，其特征在于：安装板（53）上设有固定孔（16），安装板（53）通过固定孔（16）固定在龙门立柱（7）上。

8.根据权利要求6所述的飞机部件接头孔精加工定位防颤工装，其特征在于：托板（51）上沿托板（51）移动方向开设有两条并排的长条孔（17），长条孔（17）内穿设有与龙门立柱（7）螺纹连接的限位螺钉（18）。

9.一种飞机部件接头孔精加工工艺，其特征在于，采用了如权利要求6所述的飞机部件接头孔精加工定位防颤工装，所述精加工工艺包括以下步骤：

S1、将飞机部件放置在模具（8）的开口（9）处，使托板（51）向上顶住飞机部件，同时使飞机部件的接头侧面与挡块（12）贴合；

S2、拧转调整螺钉（52）使托板（51）带动飞机部件向上移动，同时拧转压紧螺钉（42）使压块向下移动直至压块与飞机部件的上表面轻微接触，然后将百分表（6）放置在压紧支座（41）上，使百分表（6）的表头与飞机部件的上表面接触，并对百分表（6）进行调零；

S3、继续逐次拧转调整螺钉（52）和压紧螺钉（42），使托板（51）和压块对飞机部件施加载荷，同时观察百分表（6）读数使其读数保持为零，然后通过定位销（2）对飞机部件进行初始定位；

S4、拧紧紧定螺钉（13）使飞机部件夹紧在紧定螺钉（13）和挡块（12）之间；

S5、使铰刀穿过定位圆孔（10），并利用铰刀逐次对飞机部件的接头通过切削方式进行接头孔加工；

S6、加工完成后利用检验销（3）检查接头孔孔径。

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