CN116276736B - 一种航空蜂窝板的定位工装及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种航空蜂窝板的定位工装及其使用方法，所述定位工装包括基座、隔板、支板和气泵，基座的上侧开设有气腔，隔板横置于基座上侧，隔板设有多个沿竖向贯穿的吸附孔组，支板横置于隔板上侧，支板的上侧用于供蜂窝板的放置，支板设有多个定位孔，吸附孔组的位置与定位孔逐个相对，定位孔通过相应的吸附孔组连通至气腔，蜂窝板的孔洞内用于填充粉料并使得粉料堆积于隔板上方，气泵与气腔相连通以抽吸气腔内的气体。上述方案通过将蜂窝板放置在支板上并填充粉料，同时气腔由于气泵的抽吸作用而形成负压环境，因此粉料将受到吸附孔组的抽吸作用而不断被压缩紧实，直至实现对蜂窝板的有效固定。本公开还提供一种航空蜂窝板的定位工装的使用方法。

Description

一种航空蜂窝板的定位工装及其使用方法

技术领域

本发明涉及航空板材加工工装的技术领域，具体涉及一种航空蜂窝板的定位工装，以及一种航空蜂窝板的定位工装的使用方法。

背景技术

材料的轻量化一直是航空领域的研究重点，而纸质夹芯结构以其比强度大、比刚度高的优势，在航空航天等领域得到了广泛的应用。目前常见的纸质夹芯是以六边形格栅形成的蜂窝状结构，这种结构的纸质夹芯具有优秀的竖向承载性能，能够很好地满足航天器在升降时的强度要求。

然而，蜂窝结构的纸质夹芯虽然在竖直方向具备轻质高强的特点，其横向强度却较差，在整形加工过程中一旦受到横向力就容易变形，导致加工出的形状不符合要求。为解决这一问题，市面上多采用特殊形状的工装夹具，以实现对纸质蜂窝夹芯的固定，然而这种方式下工装夹具的通用性较差，一旦纸质蜂窝夹芯的形状或尺寸发生改动，工装夹具就需要重新设计，加工成本高。目前也有一些采用电磁板结合磁粉实现对纸质蜂窝夹芯的固定的方式，这种工装虽然通用性好，但是大尺寸的电磁板生产成本高昂，较难实现大规模应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够对纸质蜂窝夹芯进行有效固定，同时通用性好、成本低的定位工装。

为解决上述问题，本发明提供一种航空蜂窝板的定位工装，包括基座、隔板、支板和气泵，所述基座上设有上端开口的气腔，所述隔板沿横向放置于所述基座上侧并实现对气腔的封闭，所述隔板设有多个沿竖向贯穿的吸附孔组，所述支板沿横向放置于所述隔板上侧，所述支板的上侧用于供蜂窝板的放置，所述支板设有多个沿竖向贯穿的定位孔，所述定位孔用于与蜂窝板的孔洞相对应，所述吸附孔组的位置与定位孔逐个相对，所述定位孔通过相应的吸附孔组连通至气腔，所述气泵与所述气腔相连通并用于改变气腔内的气压，以使得吸附孔组吸附所述蜂窝板的孔洞内的粉料至紧实状态。

上述方案通过将蜂窝板放置在支板上并向蜂窝板的孔洞内填充粉料，而气腔由于气泵的抽吸作用而形成负压环境，因此隔板上方的粉料将受到吸附孔组的抽吸作用而不断被压缩紧实，直至实现蜂窝板被固定在支板上侧的效果。与现有技术相比，本方案中压缩紧实后的粉料不仅能够对蜂窝板产生竖向的摩擦力，而且还能对蜂窝板产生横向的支撑力，有效避免蜂窝板进行整形加工时的变形问题，且粉料本身也不会干扰蜂窝板的整形加工；本方案的制造成本低廉，且能实现对不同规格尺寸的蜂窝板有效固定，通用性好，具备较高的实用性。

作为优选的，所述吸附孔组包括多个沿竖向贯穿隔板的气孔，同个吸附孔组的多个气孔呈圆形分布，且吸附孔组的中心与相应的定位孔的轴线重合，从而保证吸附孔组对隔板上的粉料的更好的吸附效果。

作为优选的，所述粉料至少分三层，且粉料的颗粒直径沿从下向上逐层减小，所述气孔的直接小于位于最下层的粉料的颗粒直径，从而一方面减少最下层的粉料落入气腔的问题，另一方面由于上层的粉料的颗粒直径减小，能够填充到下层粉料的间隙内，即使得粉料填充地更为紧实，实现对蜂窝板更稳定的固定效果。

作为优选的，所述气腔的中部设有若干个用于支撑隔板的支架，且所述支架抵接于所述隔板并与所述吸附孔组之间相避开，支架的设置实现了对隔板的中部的有效支撑，避免隔板的中部因气腔的负压环境而塌陷的问题。

作为优选的，所述基座的一侧设有连通气腔和气泵的抽气孔，所述支架由三块竖板以同侧竖边相连组成，相邻的两个竖板的夹角均为120°；每个支架均有一块竖板与抽气孔的轴线平行且该竖板位于相应支架的远离抽气孔的一侧，从而确保当气泵进行抽吸时，气腔内的气流能够更稳定地流向抽气孔，确保气腔内的气压能够均匀降低。

本发明还提供一种航空蜂窝板的定位工装的使用方法，包括如下步骤：

S1.根据蜂窝板的规格尺寸选择相应的隔板和支板，先将隔板安装到基座上侧，再将支板安装到隔板上侧，并确保定位孔与吸附孔组逐个相对；

S2.将蜂窝板放置到支板上侧，并确保蜂窝板的孔洞与定位孔逐个相对，随后开启气泵对气腔进行抽吸，并持续向蜂窝板填充粉料，使得粉料在气腔的负压作用下在隔板上方堆积并压紧，实现对蜂窝板的固定；

S3.对蜂窝板进行整形加工；

S4.蜂窝板加工完成后，关闭气泵以解除粉料对蜂窝板的固定作用，随后即可将蜂窝板取出。

作为优选的，在步骤S2中，至少分三次填充粉料，第一次填充的粉料的颗粒直径大于气孔的直径，之后填充的粉料的颗粒直径均小于气孔的直径，从而减少粉料进入气腔的问题，同时使得粉料更为紧实。

作为优选的，在步骤S2中，第一次填充的粉料的填充高度达到蜂窝板高度的1/3～1/2，从而确保最底层的粉料具备足够的厚度，在实现对蜂窝板的固定作用的同时减少上层粉料被吸入气腔的问题。

作为优选的，在步骤S2中，气泵的抽吸力随着填充粉料的次数的增加而增大。

作为优选的，在步骤S4中，蜂窝板取出后，对隔板上的粉料进行回收，回收后的粉料由目数不同的筛网进行筛分，以供再次利用。

附图说明

图1为一种航空蜂窝板的定位工装的整体示意图；

图2为一种航空蜂窝板的定位工装的俯视示意图；

图3为一种航空蜂窝板的定位工装的侧视示意图；

图4为沿图3中A-A剖面线的剖视示意图；

图5为一种航空蜂窝板的定位工装的基座的俯视示意图；

图6为一种航空蜂窝板的定位工装的支架的示意图；

图7为一种航空蜂窝板的定位工装的隔板的示意图；

图8为图7中B区域的局部放大示意图。

附图标记说明，

1、基座；11、气腔；12、抽气孔；13、安装孔；14、密封圈；2、隔板；21、吸附孔组；22、气孔；3、支板；31、定位孔；4、气泵；5、支架；51、竖板；6、蜂窝板。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。另外需要说明的是，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后、内、外）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

实施例1

请参阅图1-图8，本发明的实施例1提供的一种航空蜂窝板的定位工装，包括基座1、隔板2、支板3和气泵4，基座1上设有上端开口的气腔11，隔板2沿横向放置于基座1上侧并实现对气腔11的封闭，隔板2设有多个沿竖向贯穿的吸附孔组21，支板3沿横向放置于隔板2上侧，支板3的上侧用于供蜂窝板6的放置，支板3设有多个沿竖向贯穿的定位孔31，定位孔31用于与蜂窝板6的孔洞相对应，吸附孔组21的位置与定位孔31逐个相对，定位孔31通过相应的吸附孔组21连通至气腔11，气泵4与气腔11相连通并抽吸气腔11内的气体，以使得吸附孔组21吸附所述蜂窝板6的孔洞内的粉料至紧实状态。

上述方案通过将蜂窝板6放置在支板3上并向蜂窝板6的孔洞内填充粉料，同时气腔11由于气泵4的抽吸作用而形成负压环境，因此隔板2上的粉料将受到吸附孔组21的抽吸作用而不断被压缩紧实，直至实现对蜂窝板6的被有效固定在支板3上侧的效果。与现有技术相比，本方案压缩紧实后的粉料不仅能够对蜂窝板6产生竖向的摩擦力，而且还能对蜂窝板6产生横向的支撑力，有效避免蜂窝板6进行整形加工时的变形问题，且粉料本身也不会干扰蜂窝板6的整形加工；本方案的制造成本低廉，且能实现对不同规格尺寸的蜂窝板6有效固定，通用性好，具备较高的实用性。

基座1、隔板2和支板3的形状可以根据需要进行设计，在本实施例中则均为方形。气腔11为方形且位于基座1的上侧面的中部，从而使得基座1形成方形框状结构。基座1的上侧面的外沿、隔板2的外沿和支板3的外沿均设有若干个位置相同的竖向的安装孔13，从而通过向安装孔13装入螺栓，即可实现基座1、隔板2和支板3依次的可拆卸连接。基座1的上侧面还设有环绕气腔11设置的密封圈14，密封圈14由橡胶材料制成，并与隔板2的下侧面进行抵接，从而使得基座1与隔板2之间的连接密封性更好。

在本实施例中，吸附孔组21包括多个沿竖向贯穿隔板2的气孔22，同个吸附孔组21的多个气孔22呈圆形分布，且吸附孔组21的中心与相应的定位孔31的轴线重合，从而保证吸附孔组21对隔板2上的粉料的更好的吸附效果。另外，定位孔31的直径与吸附孔组21的直径相同，且定位孔31的直径小于蜂窝板6的孔洞的直径，从而蜂窝板6的孔洞内的下部的粉料能够被引导流向定位孔31，从而减少粉料对蜂窝板6的下部的挤压变形。

在向蜂窝板填充粉料的过程中，粉料至少分三层，且粉料的颗粒直径沿从下向上逐层减小，气孔22的直径小于位于最下层的粉料的颗粒直径，从而一方面减少最下层的粉料落入气腔11的问题，另一方面由于上层的粉料的颗粒直径减小，能够填充到下层粉料的间隙内，即使得粉料填充地更为紧实，实现对蜂窝板6更稳定的固定效果。最下层的粉料的填充高度达到蜂窝板6高度的1/3，从而确保最底层的粉料具备足够的厚度，在实现对蜂窝板6的固定作用的同时减少上层粉料被吸入气腔11的问题；而从下向上第二层的粉料的填充高度优选为达到蜂窝板6高度的1/2。

作为对上述实施例的优化，气腔11的中部设有若干个用于支撑隔板2的支架5。支架5的下端连接至气腔11的底面的中部，支架5的上端则抵接至隔板2的下侧面，且支架5与隔板2的抵接位置避开吸附孔组21。支架5的设置实现了对隔板2的中部的有效支撑，避免隔板2的中部因气腔11的负压环境而塌陷的问题。更具体的，基座1的一侧设有连通气腔11和气泵4的抽气孔12，支架5由三块竖板51以同侧竖边相连组成，相邻的两个竖板51的夹角均为120°；每个支架5均有一块竖板51与抽气孔12的轴线平行，且这块与抽气孔12的轴线平行的竖板51位于相应支架5的远离抽气孔12的一侧，从而确保当气泵4进行抽吸时，气腔11内的气流能够更稳定地流向抽气孔12，确保气腔11内的气压能够均匀降低。应当理解，支架5的也可以是其他形状，例如圆柱形、一字柱形，只要能实现对隔板2的有效支撑即可，本设计对此不做限定。

实施例2

本发明的实施例2提供一种航空蜂窝板的定位工装的使用方法，包括如下步骤：

S1.根据蜂窝板6的规格尺寸选择相应的隔板2和支板3，先将隔板2安装到基座1上侧，再将支板3安装到隔板2上侧，并确保定位孔31与吸附孔组21逐个相对；

S2.将蜂窝板6放置到支板3上侧，并确保蜂窝板6的孔洞与定位孔31逐个相对，随后开启气泵4对气腔11进行抽吸，并持续向蜂窝板6填充粉料，使得粉料在气腔11的负压作用下在隔板2上方堆积并压紧，实现对蜂窝板6的固定；

S3.对蜂窝板6进行整形加工；

S4.蜂窝板6加工完成后，关闭气泵4以解除粉料对蜂窝板6的固定作用，随后即可将蜂窝板6取出。

作为对本实施例的优化，在步骤S2中，至少分三次填充粉料，第一次填充的粉料的颗粒直径大于气孔22的直径，之后填充的粉料的颗粒直径均小于气孔22的直径；第一次填充的粉料的高度达到蜂窝板6高度的1/3～1/2；且气泵4的抽吸力随着填充粉料的次数的增加而增大，从而确保最底层的粉料具备足够的厚度，在实现对蜂窝板6的固定作用的同时减少上层粉料被吸入气腔11的问题。

作为对本实施例的优化，在步骤S4中，蜂窝板6取出后，对隔板2上的粉料进行回收，回收后的粉料由目数不同的筛网进行筛分，以供再次利用；另外若气腔11内存在被误吸入的粉料，则也进行回收，并进行相应的筛分和再次利用。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。对本领域技术人员来说，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种航空蜂窝板的定位工装，其特征在于，包括基座（1）、隔板（2）、支板（3）和气泵（4），所述基座（1）上设有上端开口的气腔（11），所述隔板（2）沿横向放置于所述基座（1）上侧并实现对气腔（11）的封闭，所述隔板（2）设有多个沿竖向贯穿的吸附孔组（21），所述支板（3）沿横向放置于所述隔板（2）上侧，所述支板（3）的上侧用于供蜂窝板（6）的放置，所述支板（3）设有多个沿竖向贯穿的定位孔（31），所述定位孔（31）用于与蜂窝板（6）的孔洞相对应，所述吸附孔组（21）的位置与定位孔（31）逐个相对，所述定位孔（31）通过相应的吸附孔组（21）连通至气腔（11），所述气泵（4）与所述气腔（11）相连通并用于改变气腔（11）内的气压，以使得吸附孔组（21）吸附所述蜂窝板（6）的孔洞内的粉料至紧实状态。

2.根据权利要求1所述的一种航空蜂窝板的定位工装，其特征在于，所述吸附孔组（21）包括多个沿竖向贯穿隔板（2）的气孔（22），同个吸附孔组（21）的多个气孔（22）呈圆形分布，且吸附孔组（21）的中心与相应的定位孔（31）的轴线重合。

3.根据权利要求2所述的一种航空蜂窝板的定位工装，其特征在于，所述粉料至少分三层，且粉料的颗粒直径沿从下向上逐层减小，所述气孔（22）的直径小于位于最下层的粉料的颗粒直径。

4.根据权利要求1所述的一种航空蜂窝板的定位工装，其特征在于，所述气腔（11）的中部设有若干个用于支撑隔板（2）的支架（5），且所述支架（5）抵接于所述隔板（2）并与所述吸附孔组（21）相错开。

5.根据权利要求4所述的一种航空蜂窝板的定位工装，其特征在于，所述基座（1）的一侧设有连通气腔（11）和气泵（4）的抽气孔（12），所述支架（5）由三块竖板（51）以同侧竖边相连组成，相邻的两个竖板（51）的夹角均为120°；每个支架（5）均有一块竖板（51）与抽气孔（12）的轴线平行且该竖板（51）位于相应支架（5）的远离抽气孔（12）的一侧。

6.一种航空蜂窝板的定位工装的使用方法，应用于如权利要求1-5任一所述的工装，其特征在于，包括如下步骤：

S1.根据蜂窝板（6）的规格尺寸选择相应的隔板（2）和支板（3），先将隔板（2）安装到基座（1）上侧，再将支板（3）安装到隔板（2）上侧，并确保定位孔（31）与吸附孔组（21）逐个相对；

S2.将蜂窝板（6）放置到支板（3）上侧，并确保蜂窝板（6）的孔洞与定位孔（31）逐个相对，随后开启气泵（4）对气腔（11）进行抽吸，并持续向蜂窝板（6）填充粉料，使得粉料在气腔（11）的负压作用下在隔板（2）上方堆积并压紧，实现对蜂窝板（6）的固定；

S3.对蜂窝板（6）进行整形加工；

S4.蜂窝板（6）加工完成后，关闭气泵（4）以解除粉料对蜂窝板（6）的固定作用，随后即可将蜂窝板（6）取出。

7.根据权利要求6所述的一种航空蜂窝板的定位工装的使用方法，其特征在于，在步骤S2中，至少分三次填充粉料，第一次填充的粉料的颗粒直径大于气孔（22）的直径，之后填充的粉料的颗粒直径均小于气孔（22）的直径。

8.根据权利要求7所述的一种航空蜂窝板的定位工装的使用方法，其特征在于，在步骤S2中，第一次填充的粉料的填充高度达到蜂窝板（6）高度的1/3～1/2。

9.根据权利要求7所述的一种航空蜂窝板的定位工装的使用方法，其特征在于，在步骤S2中，气泵（4）的抽吸力随着填充粉料的次数的增加而增大。

10.根据权利要求7所述的一种航空蜂窝板的定位工装的使用方法，其特征在于，在步骤S4中，蜂窝板（6）取出后，对隔板（2）上方的粉料进行回收，回收后的粉料由目数不同的筛网进行筛分，以供再次利用。