CN117139702B - 磁吸式大型蒙皮立体化铣刻型装置及制作和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的是飞机制造技术领域的一种磁吸式大型蒙皮立体化铣刻型装置及制作和使用方法，该装置包括化铣刻型托架和化铣样板，化铣刻型托架的顶部设有支撑板，支撑板和化铣样板具有与蒙皮相匹配的弧型面，化铣样板上设有镂空结构的化铣框，支撑板与化铣样板上相对应的位置分别设有多个磁力块，化铣样板通过磁力块将蒙皮压紧固定在支撑板上。本发明通过在化铣样板和支撑板表面嵌入磁力块，使得两个型面具有磁吸性，可与传统的定位销协调配合，对蒙皮起到定位和固定作用，为蒙皮刻型作业提供了刻型工作台，有效地消除了在普通平面工作平台上刻型导致的蒙皮晃动、局部变形、蒙皮与化铣样板不贴合等问题，从而提高了刻型效率和刻型精度。
Description
技术领域
本发明涉及飞机制造技术领域，尤其设计一种磁吸式大型蒙皮立体化铣刻型装置及制作和使用方法。
背景技术
飞机铝合金蒙皮零件广泛用于机身部件，蒙皮零件具有外形复杂多样、尺寸大、易变形等特点。为了使机身材料满足强度等要求的同时减轻飞机重量，通常需要进行铣切以除去部分材料。由于化学铣切(以下简称“化铣”)具有不产生应力、刀痕等优点，成为了航空领域广泛应用的一种加工方法。
目前，化铣零件刻型普遍采用的方法是使化铣样板定位孔与化铣零件定位孔重合固定后，刻型人员用刻刀在涂有保护胶的表面刻型，将待化铣区域的保护胶撕除后露出蒙皮，然后将零件浸入化铣槽液后裸露区域被腐蚀，得到所需的零件图形及厚度。现有刻型方法通过定位孔将化铣样板和蒙皮零件固定，由于化铣样板和零件均具有一定的柔性，这种方法无法保证蒙皮型面与刻型样板完全贴合，特别对于尺寸大、型面复杂的蒙皮常常出现化铣区域“偏移”的问题，导致刻型精度较差，刻型效率较低。
发明内容
为克服现有蒙皮刻型存在的上述不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种可提高刻型精度和效率的磁吸式大型蒙皮立体化铣刻型装置及制作和使用方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
磁吸式大型蒙皮立体化铣刻型装置，包括化铣刻型托架和化铣样板，所述化铣刻型托架的顶部设有支撑板，所述支撑板和化铣样板具有可相互贴合，并且与蒙皮相匹配的弧型面，所述化铣样板上设有镂空结构的化铣框，所述支撑板与化铣样板上相对应的位置分别设有多个磁力块，所述化铣样板通过磁力块将蒙皮压紧固定在支撑板上。
进一步的是，所述支撑板和化铣样板均为玻璃钢材质。
进一步的是，所述支撑板和化铣样板上设有多个安装孔，所述磁力块镶嵌在安装孔中，并与安装孔的端面齐平。
进一步的是，所述铣刻型托架还包括支撑架，所述支撑板通过支撑柱固定在支撑架的顶部，所述支撑架的底部设有万向轮和升降支座，支撑架的中部设有储物箱，支撑架顶部两端设有推拉杆。
进一步的是，所述支撑板和化铣样板的侧面设有多个相对应的定位片，定位片上设有定位销孔。
上述磁吸式大型蒙皮立体化铣刻型装置的制作方法，首先依据蒙皮拉型模的弧型面制作支撑板，然后将支撑板与支撑架组合成化铣刻型托架，之后再依据支撑板的弧型面制作化铣样板，并利用数控机床在化铣样板上加工出化铣框，最后在支撑板和化铣样板上相对应位置设置磁力块。
进一步的是，在制作支撑板时，先在蒙皮拉型模的型面上涂脱模剂，然后逐层交替铺设玻璃丝布和涂刷环氧树脂液体胶，只到满足厚度要求，凝固后对其进行打磨抛光，得到玻璃钢材质的支撑板。
进一步的是，在制作化铣样板时，先在支撑板上用于支撑蒙皮的型面上涂脱模剂，然后逐层交替铺设玻璃丝布和涂刷环氧树脂液体胶，只到满足厚度要求，凝固后对其进行打磨抛光，最后利用数控机床在化铣样板上加工出化铣框，得到玻璃钢材质的化铣样板。
进一步的是，所述玻璃丝布的层数不少于20层。
采用上述磁吸式大型蒙皮立体化铣刻型装置进行刻型的方法，包括以下步骤：
步骤一、将待化铣的蒙皮置于化铣刻型托架的支撑板上，蒙皮边缘设有与支撑板边缘的定位片上的定位销孔相对应的定位孔，利用定位销插入定位孔和定位销孔中，对蒙皮摆放位置进行初步固定；
步骤二、拔出定位销，将化铣样板从一端开始放置直到覆盖整张蒙皮，然后将定位销依次插入化铣样板的定位销孔、蒙皮的定位孔和支撑板的定位销孔中，对化铣样板、蒙皮和支撑板进行定位，同时利用磁力块将化铣样板和蒙皮压紧固定在支撑板上；
步骤三、操作人员通过化铣样板上的化铣框去除蒙皮上对应的保护胶，然后取下刻画好的蒙皮，换上下一张蒙皮进行刻型作业，取下的蒙皮浸入化铣槽进行化铣。
本发明的有益效果是：通过制作可与蒙皮的弧型面相匹配的支撑板和化铣样板，并在化铣样板和支撑板表面嵌入磁力块，使得两个型面具有磁吸性，可与传统的定位销协调配合，对蒙皮起到定位和固定作用，并能确保化铣样板与蒙皮的紧密贴合，为蒙皮刻型作业提供了刻型工作台，有效地消除了在普通平面工作平台上刻型导致的蒙皮晃动、局部变形、蒙皮表面与化铣样板不贴合等问题，从而提高了刻型效率和刻型精度。
附图说明
图1是本发明化铣刻型托架的结构示意图；
图2是本发明化铣刻型托架的俯视图；
图3是本发明化铣样板的结构示意图；
图4是本发明的蒙皮拉型模的结构示意图；
图5是本发明刻型好的蒙皮结构示意图；
图中标记为，1- 化铣刻型托架，2- 化铣样板，3- 磁力块，4- 定位片，5- 蒙皮拉型模，6- 蒙皮，11- 支撑板，12- 支撑架，13- 支撑柱，14- 万向轮，15- 升降支座，16- 储物箱，17- 推拉杆，21- 化铣框，41- 定位销孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
需要说明，若本发明中有涉及方向性指示用语，如上、下、左、右、前、后的方向、方位用语，是为了利于构件间相对位置联系的描述，非为相关构件、构件间位置关系的绝对位置特指，仅用于解释在某一特定姿态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。若本发明中有涉及数量的用语，如“多”、“多个”、“若干”等，具体指的是两个及两个以上。
如图1-3所示，本发明的磁吸式大型蒙皮立体化铣刻型装置，包括化铣刻型托架1和化铣样板2，所述化铣刻型托架1的顶部设有支撑板11，所述支撑板11和化铣样板2具有可相互贴合，并且与蒙皮相匹配的弧型面，所述化铣样板2上设有镂空结构的化铣框21，所述支撑板11与化铣样板2上相对应的位置分别设有多个磁力块3，所述化铣样板2通过磁力块3将蒙皮压紧固定在支撑板11上。
本发明利用与蒙皮6具有相同弧型面的支撑板11来放置蒙皮6，利用与蒙皮6相匹配的化铣样板2来将蒙皮6固定在支撑板11上，并通过磁力块3进行定位的固定，确保化铣样板2、蒙皮6和支撑板11三者紧密贴合在一起，从而为蒙皮刻型作业提供刻型工作台和刻型模板，提高了刻型效率和刻型精度。
为了确保支撑板11和化铣样板2的结构强度，避免在刻型中产生变形，所述支撑板11和化铣样板2优选玻璃钢材质。
对于磁力块3的安装方式，可以先在所述支撑板11和化铣样板2上加工出多个安装孔，然后将磁力块3镶嵌在安装孔中，可用胶水进行固定，为避免干涉，确保支撑板11和化铣样板2尽量与蒙皮6贴合，可将磁力块设置为与安装孔的端面齐平。所述磁力块可采用普通的橡胶磁体，避免对蒙皮6造成划伤。也可采用电磁铁，电磁铁结构稍复杂一些，但是可以灵活的控制电磁铁工作，提高装夹和取下蒙皮的效率。
所述化铣刻型托架1还包括支撑架12，所述支撑板11通过支撑柱13固定在支撑架12的顶部，所述支撑架12的底部设有万向轮14和升降支座15，支撑架12的中部设有储物箱16，支撑架12顶部两端设有推拉杆17。升降支座15用于固定化铣刻型托架1和调平作用，当需要移动化铣刻型托架1时，可升起升降支座15，利用万向轮14与地面接触，然后推动推拉杆17来移动化铣刻型托架1；当需要固定化铣刻型托架1时，则降下升降支座15，使其与地面接触，万向轮14脱离地面，从而对化铣刻型托架1进行固定，并可通过调节多个升降支座15来确保铣刻型托架1处于平稳状态。储物箱16可用于收纳定位销和刻刀等工具。
为了确保定位的准确性，在所述支撑板11和化铣样板2的侧面设有多个相对应的定位片4，定位片4上设有定位销孔41。在铺设好蒙皮6和化铣样板2后，可利用定位销插入定位销孔41对三者进行固定。
上述磁吸式大型蒙皮立体化铣刻型装置的制作方法，首先依据蒙皮拉型模5的弧型面制作支撑板11，然后将支撑板11与支撑架12组合成化铣刻型托架1，之后再依据支撑板11的弧型面制作化铣样板2，并利用数控机床在化铣样板2上加工出化铣框21，最后在支撑板11和化铣样板2上相对应位置设置磁力块3。
进一步的，在制作支撑板11时，先在蒙皮拉型模5的型面上涂脱模剂，然后逐层交替铺设玻璃丝布和涂刷环氧树脂液体胶，直到满足厚度要求，凝固后对其进行打磨抛光，得到玻璃钢材质的支撑板11。支撑板11的具体厚度根据蒙皮大小来合理确定，确保其结构强度满足在工作过程中支撑板11不会发生变形，通常情况下当玻璃丝布达到20层以上时可满足厚度要求。
同理，在制作化铣样板2时，先在支撑板11上用于支撑蒙皮的型面上涂脱模剂，然后逐层交替铺设玻璃丝布和涂刷环氧树脂液体胶，直到满足厚度要求，凝固后对其进行打磨抛光，最后利用数控机床在化铣样板2上加工出化铣框21，得到玻璃钢材质的化铣样板2。同样，化铣样板2的厚度也根据蒙皮大小来合理确定，通常情况下当玻璃丝布达到20层以上时可满足厚度要求。
蒙皮拉型模5如图4所示，其外型面与蒙皮的内型面相同，因此，依据蒙皮拉型模5，并采用刷涂环氧树脂粘贴玻璃丝布的方式制作的支撑板11，可确保支撑板11的支撑面与蒙皮6相贴合，同样，根据支撑板11制作的化铣样板2也能确保与支撑板11和蒙皮6相贴合，进而对蒙皮6起到精确的固定作用，并避免了蒙皮表面与化铣样板2不贴合的问题。
采用上述磁吸式大型蒙皮立体化铣刻型装置进行刻型时的使用方法，包括以下步骤：
步骤一、将待化铣的蒙皮6置于化铣刻型托架1的支撑板11上，蒙皮6边缘设有与支撑板11边缘的定位片4上的定位销孔41相对应的定位孔，利用定位销插入定位孔和定位销孔41中，对蒙皮6摆放位置进行初步固定；
步骤二、拔出定位销，将化铣样板2从一端开始放置直到覆盖整张蒙皮6，然后将定位销依次插入化铣样板2的定位销孔41、蒙皮的定位孔和支撑板11的定位销孔41中，对化铣样板2、蒙皮6和支撑板11进行定位，同时利用磁力块3将化铣样板2和蒙皮6压紧固定在支撑板11上；
步骤三、操作人员通过化铣样板2上的化铣框21去除蒙皮6上对应的保护胶，然后取下刻画好的蒙皮6，换上下一张蒙皮6进行刻型作业，取下的蒙皮6浸入化铣槽进行化铣。
最终化铣后得到的蒙皮如图5所示。采用本发明的刻型装置，蒙皮的装夹过程简单方便，利用多个磁力块3进行定位和夹紧，可确保定位的精确性和化铣样板2与蒙皮6贴合的紧密性。
本发明通过制作可与蒙皮的弧型面相匹配的支撑板和化铣样板，并在化铣样板和支撑板表面嵌入磁力块，使得两个型面具有磁吸性，可与传统的定位销协调配合，对蒙皮起到定位和固定作用，并能确保化铣样板与蒙皮的紧密贴合，为蒙皮刻型作业提供了刻型工作台，有效地消除了在普通平面工作平台上刻型导致的蒙皮晃动、局部变形、蒙皮表面与化铣样板不贴合等问题，从而提高了刻型效率和刻型精度。
Claims (6)
1.磁吸式大型蒙皮立体化铣刻型装置，其特征在于：包括化铣刻型托架（1）和化铣样板（2），所述化铣刻型托架（1）的顶部设有支撑板（11），所述支撑板（11）和化铣样板（2）具有可相互贴合，并且与蒙皮相匹配的弧型面，所述化铣样板（2）上设有镂空结构的化铣框（21），所述支撑板（11）与化铣样板（2）上相对应的位置分别设有多个磁力块（3），所述化铣样板（2）通过磁力块（3）将蒙皮压紧固定在支撑板（11）上；
所述支撑板（11）和化铣样板（2）均为玻璃钢材质，所述支撑板（11）和化铣样板（2）上设有多个安装孔，所述磁力块（3）镶嵌在安装孔中，并与安装孔的端面齐平；所述化铣刻型托架（1）还包括支撑架（12），所述支撑板（11）通过支撑柱（13）固定在支撑架（12）的顶部，所述支撑架（12）的底部设有万向轮（14）和升降支座（15），支撑架（12）的中部设有储物箱（16），支撑架（12）顶部两端设有推拉杆（17）；所述支撑板（11）和化铣样板（2）的侧面设有多个相对应的定位片（4），定位片（4）上设有定位销孔（41）。
2.如权利要求1所述的磁吸式大型蒙皮立体化铣刻型装置的制作方法，其特征在于：首先依据蒙皮拉型模（5）的弧型面制作支撑板（11），然后将支撑板（11）与支撑架（12）组合成化铣刻型托架（1），之后再依据支撑板（11）的弧型面制作化铣样板（2），并利用数控机床在化铣样板（2）上加工出化铣框（21），最后在支撑板（11）和化铣样板（2）上相对应位置设置磁力块（3）。
3.如权利要求2所述的磁吸式大型蒙皮立体化铣刻型装置的制作方法，其特征在于：在制作支撑板（11）时，先在蒙皮拉型模（5）的型面上涂脱模剂，然后逐层交替铺设玻璃丝布和涂刷环氧树脂液体胶，直到满足厚度要求，凝固后对其进行打磨抛光，得到玻璃钢材质的支撑板（11）。
4.如权利要求2所述的磁吸式大型蒙皮立体化铣刻型装置的制作方法，其特征在于：在制作化铣样板（2）时，先在支撑板（11）上用于支撑蒙皮的型面上涂脱模剂，然后逐层交替铺设玻璃丝布和涂刷环氧树脂液体胶，直到满足厚度要求，凝固后对其进行打磨抛光，最后利用数控机床在化铣样板（2）上加工出化铣框（21），得到玻璃钢材质的化铣样板（2）。
5.如权利要求3或4所述的磁吸式大型蒙皮立体化铣刻型装置的制作方法，其特征在于：所述玻璃丝布的层数不少于20层。
6.如权利要求1所述的磁吸式大型蒙皮立体化铣刻型装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将待化铣的蒙皮（6）置于化铣刻型托架（1）的支撑板（11）上，蒙皮（6）边缘设有与支撑板（11）边缘的定位片（4）上的定位销孔（41）相对应的定位孔，利用定位销插入定位孔和定位销孔（41）中，对蒙皮（6）摆放位置进行初步固定；
步骤二、拔出定位销，将化铣样板（2）从一端开始放置直到覆盖整张蒙皮（6），然后将定位销依次插入化铣样板（2）的定位销孔（41）、蒙皮的定位孔和支撑板（11）的定位销孔（41）中，对化铣样板（2）、蒙皮（6）和支撑板（11）进行定位，同时利用磁力块（3）将化铣样板（2）和蒙皮（6）压紧固定在支撑板（11）上；
步骤三、操作人员通过化铣样板（2）上的化铣框（21）去除蒙皮（6）上对应的保护胶，然后取下刻画好的蒙皮（6），换上下一张蒙皮（6）进行刻型作业，取下的蒙皮（6）浸入化铣槽进行化铣。
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