CN115502747B - 一种形成装配封闭区的蒙皮或壁板的定位和压紧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及飞机装配制造领域,具体涉及一种形成装配封闭区的蒙皮或壁板的定位和压紧装置。通过本发明解决了飞机装配中形成封闭区域壁板的内型定位难题,通过产品结构件特征定位内形卡板并用磁力解决压紧难得问题,解决了工装制造成本,提高了壁板的定位精度,实现了以壁板或蒙皮内(外)形为基准的定位,大大提高了飞机装配气动外形质量的合格率。

Description

一种形成装配封闭区的蒙皮或壁板的定位和压紧装置
技术领域
本发明涉及飞机装配制造领域,具体涉及一种形成装配封闭区的蒙皮或壁板的定位和压紧装置。
背景技术
新一代飞机对气动外形的要求有较大提高,外形轮廓度公差带缩减为上一代飞机的一半,这就要求制造和装配过程中需要优先保证产品的外形特征。现代飞机制造得益于数控加工技术的飞速提升,飞机骨架结构件的制造精度高于飞机蒙皮或壁板,往往装配顺序为先安装和定位飞机结构骨架,蒙皮或壁板再以骨架外形为主基准定位,即N-2-1定位方法,“N”代表弱刚性的蒙皮或壁板需要多个定位点才能维持形状的准确,2和1一般利用两个K孔实现,这种定位方法又叫做“以骨架为基准的定位方法”,这种定位方法的缺点是误差是从内向外积累,不利于飞机气动外形的控制。在新一代飞机的研制中,按上述传统方法会因为外形尺寸链过长,制程能力下降,造成外形合格率不满足质量目标要求。为解决上述问题,需要采用蒙皮外形或内形定位,蒙皮“N”式定位一般采用外形卡板和内形压板定位或内形卡板和外形压板定位,定位蒙皮夹在卡板和压板之间,以卡板的外形为定位基准,依靠压板的机械压紧力压紧,卡板和压板均需固定在装配工装的主承力梁上,造成卡板和压板的尺寸都比较大,制造成本高,使用过程中刚性差,操作劳动强度大。还有一种工况是本案例重点要解决的问题,即壁板安装后会形成封闭区,该类壁板或蒙皮在定位时无法将工装卡板或压板放置在产品封闭区内部,单单依靠外部的卡板或压板无法完成定位和压紧,造成该类区域的蒙皮或壁板只能按照骨架为基准的定位方式,误差仍按从内向外积累,气动外形合格率不满足质量目标要求。
发明内容
针对上述问题,需要设计一种针对形成封闭区的壁板或蒙皮依靠内形或外形为基准的定位装置。
本发明的技术方案如下:
一种形成装配封闭区的蒙皮或壁板的定位和压紧装置,包括磁力卡板和引磁卡板。
磁力卡板包括压板、硫化胶层、螺杆、磁铁、增扭手柄和拆装手柄。
压板采用轻质材料制造,例如复材或铝合金,工作面采用数控加工保证外形与压紧区域相同,并在工作面加工出若干沉头孔用于放置磁铁,并在沉头孔内表面钻通孔并攻内螺纹孔,用于磁铁手柄的安装,并在其它非工作表面加工减轻槽。
硫化胶层起到增加摩檫力和放置磕伤产品的作用,硫化胶层厚度控制在0.1~0.3mm。
螺杆采用外螺纹设计,螺纹与压板的内螺纹相匹配。一端与磁铁连接,另一端与增扭手柄连接,用于传递扭矩和驱动磁铁的运动。
磁铁采用强力磁性材料制作,与螺杆相连安装在压板的沉头孔中,为压板提供压紧力。
增扭手柄与螺杆连接,通过加大施力距离增加扭矩,从而降低抵消磁体吸力的劳动强度,实现磁铁吸力的调节。
拆装手柄安装在压板非工作面上,用于压板的拆装。
引磁卡板包括定位板、定位板紧固件、垫块、偏置内卡板、引磁片、紧固件和销钉。
定位板定位板上精制两个通孔,两孔间距与产品骨架结构上的工艺定位孔相同。定位板即起到利用产品工艺孔定位引磁卡板的作用,又起到承载磁力的作用。
定位板紧固件包含螺栓、螺母和垫圈,用于定位板的固定。
垫块放置在定位板与产品骨架结构之间,中间钻一个通孔,起到调整定位板位置躲避骨架结构筋条的作用。
偏置内卡板为L型结构,上表面按定位的蒙皮或壁板外形偏置2~10mm后进行数控加工,并安装在定位板上。
引磁片的厚度与偏置内卡板的偏置量相同,安装在偏置内卡板后其外表面的位置同壁板或蒙皮的内表面相同。引磁片的外表面长宽尺寸及数量可与1号组件上的磁铁位置和数量相对应。引磁片为钢制材料,可胶结或用螺钉固定在偏置内卡板上表面上,起到引发磁力让壁板或蒙皮紧紧贴合在引磁片上的作用。
紧固件包含螺栓、螺母和垫圈,用于偏差内卡板在定位板上的紧固。
销钉用于偏置内卡板在定位板上的定位。
一种形成装配封闭区的蒙皮或壁板的定位和压紧装置的使用方法,步骤如下:
第一步:首先在利用装配工装定位器定位骨架结构,完成整个骨架结构的定位和装配;
第二步:定位安装形成半封闭区的壁板;
第三步:制壁板或蒙皮与骨架结构的装配孔,然后扩孔和铰孔及划窝。
第四步:连接紧固件,壁板和骨架组成半封闭的结构,然后准备安装另一块壁板;
第五步:拆除骨架上的的工装定位器,保证壁板安装通路开敞无遮挡;
第六步:将引磁卡板按骨架结构工艺孔定位,并安装紧固件;
第七步:检查引磁片工作面的位置是否正确,如错误能调整引磁片的厚度;
第八步:安装形成封闭区的壁板,壁板先放置在引磁卡板上,先插上一端的K孔插销,然后按照向另一端插销的方向依次安装磁力卡板。
第九步:磁力卡板安装后,壁板形状被强迫恢复到理论状态,插入另一侧的插销。
第十步:制壁板与骨架结构的装配孔,用拉码固定;
第十一步:拆除磁力卡板,首先用手抓紧压板的拆装手柄,逆时针旋转增扭手柄消除磁力,磁力消除后拆掉磁力卡板;
第十二步:拆掉拉码,拆除壁板;
第十三步:拆除引磁卡板;
第十四步:恢复壁板安装。
本发明的有益效果:
通过本发明解决了飞机装配中形成封闭区域壁板的内型定位难题,通过产品结构件特征定位内形卡板并用磁力解决压紧难得问题,解决了工装制造成本,提高了壁板的定位精度,实现了以壁板或蒙皮内(外)形为基准的定位,大大提高了飞机装配气动外形质量的合格率。
附图说明
图1为发明结构总图;
图2为磁力压板结构图;
图3为引磁卡板结构图;
图4为安装过程示意图;
图5为安装后状态示意图。
图中:1压板;2硫化胶层;3螺杆;4磁铁;5增扭手柄;6拆装手柄;21定位板;22定位板紧固件;23垫块;24偏置内卡板;25引磁片;26紧固件;27销钉。
具体实施方式
实施例1:
一种形成装配封闭区的蒙皮或壁板的定位和压紧装置,包括磁力卡板和引磁卡板。
磁力卡板包括压板1、硫化胶层2、螺杆3、磁铁4、增扭手柄5和拆装手柄6。
压板1采用轻质材料制造,例如复材或铝合金,工作面采用数控加工保证外形与压紧区域相同,并在工作面加工出若干沉头孔用于放置磁铁4,并在沉头孔内表面钻通孔并攻内螺纹孔,用于磁铁4手柄的安装,并在其它非工作表面加工减轻槽。
硫化胶层2起到增加摩檫力和放置磕伤产品的作用,硫化胶层2厚度控制在0.1~0.3mm。
螺杆3采用外螺纹设计,螺纹与压板1的内螺纹相匹配。一端与磁铁4连接,另一端与增扭手柄5连接,用于传递扭矩和驱动磁铁4的运动。
磁铁4采用强力磁性材料制作,与螺杆3相连安装在压板1的沉头孔中,为压板1提供压紧力。
增扭手柄5与螺杆3连接,通过加大施力距离增加扭矩,从而降低抵消磁体吸力的劳动强度,实现磁铁4吸力的调节。
拆装手柄6安装在压板1非工作面上,用于压板1的拆装。
引磁卡板包括定位板21、定位板紧固件22、垫块23、偏置内卡板24、引磁片25、紧固件26和销钉27。
定位板21定位板上精制两个通孔,两孔间距与产品骨架结构上的工艺定位孔相同。定位板即起到利用产品工艺孔定位引磁卡板的作用,又起到承载磁力的作用。
定位板紧固件22包含螺栓、螺母和垫圈,用于定位板的固定。
垫块23放置在定位板与产品骨架结构之间,中间钻一个通孔,起到调整定位板位置躲避骨架结构筋条的作用。
偏置内卡板24为L型结构,上表面按定位的蒙皮或壁板外形偏置2~10mm后进行数控加工,并安装在定位板上。
引磁片25的厚度与偏置内卡板24的偏置量相同,安装在偏置内卡板24后其外表面的位置同壁板或蒙皮的内表面相同。引磁片25的外表面长宽尺寸及数量可与1号组件上的磁铁4位置和数量相对应。引磁片25为钢制材料,可胶结或用螺钉固定在偏置内卡板24上表面上,起到引发磁力让壁板或蒙皮紧紧贴合在引磁片25上的作用。
紧固件26包含螺栓、螺母和垫圈,用于偏差内卡板在定位板上的紧固。
销钉27用于偏置内卡板24在定位板上的定位。
实施例2:
一种形成装配封闭区的蒙皮或壁板的定位和压紧装置的使用方法,步骤如下:
第一步:首先在利用装配工装定位器定位骨架结构,完成整个骨架结构的定位和装配;
第二步:定位安装形成半封闭区的壁板;
第三步:制壁板或蒙皮与骨架结构的装配孔,然后扩孔和铰孔及划窝。
第四步:连接紧固件26,壁板和骨架组成半封闭的结构,然后准备安装另一块壁板;
第五步:拆除骨架上的的工装定位器,保证壁板安装通路开敞无遮挡;
第六步:将引磁卡板按骨架结构工艺孔定位,并安装紧固件26;
第七步:检查引磁片25工作面的位置是否正确,如错误能调整引磁片25的厚度;
第八步:安装形成封闭区的壁板,壁板先放置在引磁卡板上,先插上一端的K孔插销,然后按照向另一端插销的方向依次安装磁力卡板。
第九步:磁力卡板安装后,壁板形状被强迫恢复到理论状态,插入另一侧的插销。
第十步:制壁板与骨架结构的装配孔,用拉码固定;
第十一步:拆除磁力卡板,首先用手抓紧压板的拆装手柄,逆时针旋转增扭手柄消除磁力,磁力消除后拆掉磁力卡板;
第十二步:拆掉拉码,拆除壁板;
第十三步:拆除引磁卡板;
第十四步:恢复壁板安装。

Claims (6)

1.一种形成装配封闭区的蒙皮或壁板的定位和压紧装置,其特征在于,包括磁力卡板和引磁卡板;
磁力卡板包括压板(1)、硫化胶层(2)、螺杆(3)、磁铁(4)、增扭手柄(5)和拆装手柄(6);
压板(1)采用轻质材料制造,所述轻质材料为复材或铝合金,工作面采用数控加工保证外形与压紧区域相同,并在工作面加工出若干沉头孔用于放置磁铁(4),并在沉头孔内表面钻通孔并攻内螺纹孔,用于磁铁(4)手柄的安装,并在其它非工作表面加工减轻槽;
硫化胶层(2)起到增加摩擦力和防止磕伤产品的作用;
螺杆(3)采用外螺纹设计,螺纹与压板(1)的内螺纹相匹配;一端与磁铁(4)连接,另一端与增扭手柄(5)连接,用于传递扭矩和驱动磁铁(4)的运动;
磁铁(4)采用强力磁性材料制作,与螺杆(3)相连安装在压板(1)的沉头孔中,为压板(1)提供压紧力;
增扭手柄(5)与螺杆(3)连接,通过加大施力距离增加扭矩,从而降低抵消磁体吸力的劳动强度,实现磁铁(4)吸力的调节;
拆装手柄(6)安装在压板(1)非工作面上,用于压板(1)的拆装;
引磁卡板包括定位板(21)、定位板紧固件(22)、垫块(23)、偏置内卡板(24)、引磁片(25)、紧固件(26)和销钉(27);
定位板(21)上精制两个通孔,两孔间距与产品骨架结构上的工艺定位孔相同;定位板即起到利用产品工艺孔定位引磁卡板的作用,又起到承载磁力的作用;
定位板紧固件(22)包含螺栓、螺母和垫圈,用于定位板的固定;
垫块(23)放置在定位板与产品骨架结构之间,中间钻一个通孔,起到调整定位板位置躲避骨架结构筋条的作用;
引磁片(25)的厚度与偏置内卡板(24)的偏置量相同,安装在偏置内卡板(24)后其外表面的位置同壁板或蒙皮的内表面相同;引磁片(25)的外表面长宽尺寸及数量可与磁力卡板上的磁铁(4)位置和数量相对应;引磁片(25)为钢制材料,可胶结或用螺钉固定在偏置内卡板(24)上表面上,起到引发磁力让壁板或蒙皮紧紧贴合在引磁片(25)上的作用。
2.如权利要求1所述的一种形成装配封闭区的蒙皮或壁板的定位和压紧装置,其特征在于,所述的偏置内卡板(24)为L型结构,上表面按定位的蒙皮或壁板外形偏置2~10mm后进行数控加工,并安装在定位板上。
3.如权利要求1或2所述的一种形成装配封闭区的蒙皮或壁板的定位和压紧装置,其特征在于,所述的硫化胶层(2)厚度控制在0.1~0.3mm。
4.如权利要求1或2所述的一种形成装配封闭区的蒙皮或壁板的定位和压紧装置,其特征在于,所述的紧固件(26)包含螺栓、螺母和垫圈,用于偏差内卡板在定位板上的紧固;销钉(27)用于偏置内卡板(24)在定位板上的定位。
5.如权利要求3所述的一种形成装配封闭区的蒙皮或壁板的定位和压紧装置,其特征在于,所述的紧固件(26)包含螺栓、螺母和垫圈,用于偏差内卡板在定位板上的紧固;销钉(27)用于偏置内卡板(24)在定位板上的定位。
6.根据权利要求1~5任一所述的一种形成装配封闭区的蒙皮或壁板的定位和压紧装置的使用方法,其特征在于,步骤如下:
第一步:首先在利用装配工装定位器定位骨架结构,完成整个骨架结构的定位和装配;
第二步:定位安装形成半封闭区的壁板;
第三步:制壁板或蒙皮与骨架结构的装配孔,然后扩孔和铰孔及划窝;
第四步:连接紧固件(26),壁板和骨架组成半封闭的结构,然后准备安装另一块壁板;
第五步:拆除骨架上的的工装定位器,保证壁板安装通路开敞无遮挡;
第六步:将引磁卡板按骨架结构工艺孔定位,并安装紧固件(26);
第七步:检查引磁片(25)工作面的位置是否正确,如错误能调整引磁片(25)的厚度;
第八步:安装形成封闭区的壁板,壁板先放置在引磁卡板上,先插上一端的K孔插销,然后按照向另一端插销的方向依次安装磁力卡板;
第九步:磁力卡板安装后,壁板形状被强迫恢复到理论状态,插入另一侧的插销;
第十步:制壁板与骨架结构的装配孔,用拉码固定;
第十一步:拆除磁力卡板,首先用手抓紧压板的拆装手柄,逆时针旋转增扭手柄消除磁力,磁力消除后拆掉磁力卡板;
第十二步:拆掉拉码,拆除壁板;
第十三步:拆除引磁卡板;
第十四步:恢复壁板安装。
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