CN206084912U - 一种复材件与专用衬套自动装配的顶压头装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉机床制造业，具体涉及一种复材件与专用衬套自动装配的顶压头装置其特征在于包括：导引杆、顶压头、弹簧座接头、螺钉、压缩弹簧、下支撑、活塞杆、气缸体、螺母连接导管、防护罩、密封圈、气管接头、丝杠、丝杠螺母、轴承座组件、联轴器、直角减速器、Z轴伺服电机、机架、复材零件、上压衬套和上部机构的压头，所述导引杆、顶压头、弹簧座接头、螺钉、压缩弹簧、下支撑、活塞杆、气缸体、螺母连接导管、防护罩、密封圈、气管接头、丝杠、丝杠螺母、轴承座组件、联轴器、直角减速器、Z轴伺服电机和机架连接在一起，所述导引杆穿入复材零件预制的孔中，随着Z轴的上行将零件推送到上压衬套下方。

Description

一种复材件与专用衬套自动装配的顶压头装置

技术领域

本实用新型涉机床制造业，具体涉及一种复材件与专用衬套自动装配的顶压头装置。

背景技术

现代先进航空制造技术中大量采用了新材料、新工艺、新技术，为了提高飞机的空气动力性能、飞机的隐身功能等，其飞机外表面90%采用了700/5429系列碳纤维复合材料，且机身布局了非常多的口盖，这些口盖需要通过专用的小冠头双线螺栓、小冠头双线螺栓用衬套和小冠头双线螺栓用浮动螺母与飞机机体相连，在与机体装配联接之前，应先将小冠头双线螺栓用衬套（以下简称专用衬套）装配到复材件上，再用专用的小冠头双线螺栓穿入复材件上的专用衬套与专用螺母紧固联接。其中小冠头双线螺栓用衬套的安装质量直接影响到飞机的空气动力性能、飞机的隐身功能和飞机的操纵性能。

由于复合材料断裂伸长小、抗冲击性差、横向强度和层间的剪切强度低，导致专用衬套装配到复合材料零件时，不允许冲击安装，因为冲击安装易导致复材口盖零件分层或断裂，产品报废率高。

专用衬套的装配是兼技术密集与劳动密集的工作且产品质量要求高。目前，国内各主机厂专用衬套安装普遍采用传统手工装配工艺，其主要装配步骤为：在复合材料零件上划线定孔位中心线--钻底孔—扩孔—铰孔—锪窝—涂胶—等待液体胶略作固化--放入衬套—利用冲击力将衬套扩口装配成型等工序。由于复合材料本身特性的原因，传统工艺冲击安装极易导致复材零件分层或断裂，且衬套报废数量巨大，大约每100颗报废20颗。虽然通过工艺改进，采用手动旋转螺杆产生向下压力将衬套扩口安装在复合材料零件上，冲击安装改进为压力安装，报废的数量有所改观，但仍是手工操作，工位步骤多，工作效率不高，且工人劳动强度大。

实用新型内容

针对上述现有技术中的不足，本实用新型提供了一种复材件与专用衬套自动装配的顶压头装置。

一种复材件与专用衬套自动装配的顶压头装置，其特征在于包括：导引杆、顶压头、弹簧座接头、螺钉、压缩弹簧、下支撑、活塞杆、气缸体、螺母连接导管、防护罩、密封圈、气管接头、丝杠、丝杠螺母、轴承座组件、联轴器、直角减速器、Z轴伺服电机、机架、复材零件、上压衬套和上部机构的压头，所述导引杆、顶压头、弹簧座接头、螺钉、压缩弹簧、下支撑、活塞杆、气缸体、螺母连接导管、防护罩、密封圈、气管接头、丝杠、丝杠螺母、轴承座组件、联轴器、直角减速器、Z轴伺服电机和机架连接在一起，所述导引杆穿入复材零件预制的孔中，随着Z轴的上行将零件推送到上压衬套下方。

所述专用衬套法兰端的止口装入顶压头相应的止口上，当上部机构的压头向下施力挤压专用衬套时，顶压头施予反作用力，共同完成专用衬套的压装成形

所述导引杆将复材零件推送到上压衬套下方，下支撑向上与上压衬套共同作用将复材零件夹紧。

所述上压衬套固定在上部机构上，与下支撑一起将复材零件夹紧。

工作原理：

本次发明装置的工作原理，第一步复材口盖件就位：Z轴驱动机构带动本发明装置上行，导引杆穿入复材零件预先制出的底孔中，继续上行至上压衬套的下表面，与下支撑一起将复材零件夹紧，此时上部机构对复材零件进行厚度测量，根据不同部位的厚度选择不同长度的专用衬套；第二步专用衬套装配前准备工作：气缸进气保持下支撑将零件贴紧上压衬套的状态，丝杠转动由螺母带动导引杆、顶压头、弹簧座接头、螺钉、压缩弹簧下行至装入专用衬套的窗口位置，在此位置上，下支撑的两个吹气口开始吹气，上部机构完成扩孔、锪窝、注胶，吹出的空气使加工后的内孔壁保持清洁，并加速胶的固化时间，胶液略作固化后，下部送衬套机构将选好的专用衬套通过导引杆装入顶压头的衬套止口上；第三步专用衬套装入口盖：丝杠转动由螺母带动导引杆、顶压头、专用衬套、弹簧座接头、螺钉、压缩弹簧上行，导引杆将专用衬套装入涂了胶的窝孔中，此时气缸开始排气，下支撑仍始终保持原有的夹紧状态；第四步压装专用衬套：上部机构的压头向下推动导引杆准备开始扩压衬套，压缩弹簧受压，上部机构的压头继续向下与顶压头将衬套扩口压装在复材件上；第五步退出：压头向上退出衬套，同时气缸体进气保证下支撑将零件贴紧上压衬套，丝杠转动由螺母带动导引杆、顶压头、弹簧座接头、螺钉、压缩弹簧一起向下行，压缩弹簧恢复将导引杆推出；第六步第一个专用衬套压装完成松开：气缸体排气，将复材零件松开，手移动零件进入下一个预制孔，重复以上步骤进行第二个衬套的压制。

本发明的有益效果：

本次发明是针对碳纤维复合材料零件与专用衬套装配特点而专门发明设计的一种复材件与专用衬套自动装配的顶压头装置。主要用于实现专用衬套的自动装配，以提高专用衬套的装配质量，满足衬套长寿命的使用要求，提高生产效率，降低工人的劳动强度。

附图说明：

图1为本实用新型顶压头装置的结构图；

图2为图1的放大图；

图3为本实用新型的结构图；

图4-图8为本实用新型的使用状态图；

附图标记：

1.导引杆、2.顶压头、3.弹簧座接头、4.螺钉、5.压缩弹簧、6.下支撑、7.活塞杆、8.气缸体、9.螺母连接导管、11.防护罩、12.密封圈、13.气管接头、15.丝杠、16.丝杠螺母、17.轴承座组件、18.联轴器、19.直角减速器、20.Z轴伺服电机、21.机架、22.复材零件、23.上压衬套、25.上部机构的压头。

具体实施方式：

实施例1：

一种复材件与专用衬套自动装配的顶压头装置，其特征在于包括：导引杆1、顶压头2、弹簧座接头3、螺钉4、压缩弹簧5、下支撑6、活塞杆7、气缸体8、螺母连接导管9、防护罩11、密封圈12、气管接头13、丝杠15、丝杠螺母16、轴承座组件17、联轴器18、直角减速器19、Z轴伺服电机20、机架21、复材零件22、上压衬套23和上部机构的压头25，所述导引杆1、顶压头2、弹簧座接头3、螺钉4、压缩弹簧5、下支撑6、活塞杆7、气缸体8、螺母连接导管9、防护罩11、密封圈12、气管接头13、丝杠15、丝杠螺母16、轴承座组件17、联轴器18、直角减速器19、Z轴伺服电机20和机架21连接在一起，所述导引杆1穿入复材零件22预制的孔中，随着Z轴的上行将零件推送到上压衬套23下方。

实施例2：

一种复材件与专用衬套自动装配的顶压头装置，其特征在于包括：导引杆1、顶压头2、弹簧座接头3、螺钉4、压缩弹簧5、下支撑6、活塞杆7、气缸体8、螺母连接导管9、防护罩11、密封圈12、气管接头13、丝杠15、丝杠螺母16、轴承座组件17、联轴器18、直角减速器19、Z轴伺服电机20、机架21、复材零件22、上压衬套23和上部机构的压头25，所述导引杆1、顶压头2、弹簧座接头3、螺钉4、压缩弹簧5、下支撑6、活塞杆7、气缸体8、螺母连接导管9、防护罩11、密封圈12、气管接头13、丝杠15、丝杠螺母16、轴承座组件17、联轴器18、直角减速器19、Z轴伺服电机20和机架21连接在一起，所述导引杆1穿入复材零件22预制的孔中，随着Z轴的上行将零件推送到上压衬套23下方。

所述专用衬套24法兰端的止口装入顶压头2相应的止口上，当上部机构的压头25向下施力挤压专用衬套时，顶压头2施予反作用力，共同完成专用衬套的压装成形

实施例3：

一种复材件与专用衬套自动装配的顶压头装置，其特征在于包括：导引杆1、顶压头2、弹簧座接头3、螺钉4、压缩弹簧5、下支撑6、活塞杆7、气缸体8、螺母连接导管9、防护罩11、密封圈12、气管接头13、丝杠15、丝杠螺母16、轴承座组件17、联轴器18、直角减速器19、Z轴伺服电机20、机架21、复材零件22、上压衬套23和上部机构的压头25，所述导引杆1、顶压头2、弹簧座接头3、螺钉4、压缩弹簧5、下支撑6、活塞杆7、气缸体8、螺母连接导管9、防护罩11、密封圈12、气管接头13、丝杠15、丝杠螺母16、轴承座组件17、联轴器18、直角减速器19、Z轴伺服电机20和机架21连接在一起，所述导引杆1穿入复材零件22预制的孔中，随着Z轴的上行将零件推送到上压衬套23下方。

所述专用衬套24法兰端的止口装入顶压头2相应的止口上，当上部机构的压头25向下施力挤压专用衬套时，顶压头2施予反作用力，共同完成专用衬套的压装成形

所述导引杆1将复材零件22推送到上压衬套23下方，下支撑6向上与上压衬套23共同作用将复材零件22夹紧。

实施例4：

一种复材件与专用衬套自动装配的顶压头装置，其特征在于包括：导引杆1、顶压头2、弹簧座接头3、螺钉4、压缩弹簧5、下支撑6、活塞杆7、气缸体8、螺母连接导管9、防护罩11、密封圈12、气管接头13、丝杠15、丝杠螺母16、轴承座组件17、联轴器18、直角减速器19、Z轴伺服电机20、机架21、复材零件22、上压衬套23和上部机构的压头25，所述导引杆1、顶压头2、弹簧座接头3、螺钉4、压缩弹簧5、下支撑6、活塞杆7、气缸体8、螺母连接导管9、防护罩11、密封圈12、气管接头13、丝杠15、丝杠螺母16、轴承座组件17、联轴器18、直角减速器19、Z轴伺服电机20和机架21连接在一起，所述导引杆1穿入复材零件22预制的孔中，随着Z轴的上行将零件推送到上压衬套23下方。

所述专用衬套24法兰端的止口装入顶压头2相应的止口上，当上部机构的压头25向下施力挤压专用衬套时，顶压头2施予反作用力，共同完成专用衬套的压装成形

所述导引杆1将复材零件22推送到上压衬套23下方，下支撑6向上与上压衬套23共同作用将复材零件22夹紧。

所述上压衬套23固定在上部机构上，与下支撑6一起将复材零件22夹紧。

工作原理：

本次发明装置的工作原理，第一步复材口盖件就位：Z轴驱动机构带动本发明装置上行，导引杆穿入复材零件预先制出的底孔中，继续上行至上压衬套的下表面，与下支撑一起将复材零件夹紧，此时上部机构对复材零件进行厚度测量，根据不同部位的厚度选择不同长度的专用衬套；第二步专用衬套装配前准备工作：气缸进气保持下支撑将零件贴紧上压衬套的状态，丝杠转动由螺母带动导引杆、顶压头、弹簧座接头、螺钉、压缩弹簧下行至装入专用衬套的窗口位置，在此位置上，下支撑的两个吹气口开始吹气，上部机构完成扩孔、锪窝、注胶，吹出的空气使加工后的内孔壁保持清洁，并加速胶的固化时间，胶液略作固化后，下部送衬套机构将选好的专用衬套通过导引杆装入顶压头的衬套止口上；第三步专用衬套装入口盖：丝杠转动由螺母带动导引杆、顶压头、专用衬套、弹簧座接头、螺钉、压缩弹簧上行，导引杆将专用衬套装入涂了胶的窝孔中，此时气缸开始排气，下支撑仍始终保持原有的夹紧状态；第四步压装专用衬套：上部机构的压头向下推动导引杆准备开始扩压衬套，压缩弹簧受压，上部机构的压头继续向下与顶压头将衬套扩口压装在复材件上；第五步退出：压头向上退出衬套，同时气缸体进气保证下支撑将零件贴紧上压衬套，丝杠转动由螺母带动导引杆、顶压头、弹簧座接头、螺钉、压缩弹簧一起向下行，压缩弹簧恢复将导引杆推出；第六步第一个专用衬套压装完成松开：气缸体排气，将复材零件松开，手移动零件进入下一个预制孔，重复以上步骤进行第二个衬套的压制。

Claims (4)

1.一种复材件与专用衬套自动装配的顶压头装置，其特征在于包括：导引杆（1）、顶压头（2）、弹簧座接头（3）、螺钉（4）、压缩弹簧（5）、下支撑（6）、活塞杆（7）、气缸体（8）、螺母连接导管（9）、防护罩（11）、密封圈（12）、气管接头（13）、丝杠（15）、丝杠螺母（16）、轴承座组件（17）、联轴器（18）、直角减速器（19）、Z轴伺服电机（20）、机架（21）、复材零件（22）、上压衬套（23）和上部机构的压头（25），所述导引杆（1）、顶压头（2）、弹簧座接头（3）、螺钉（4）、压缩弹簧（5）、下支撑（6）、活塞杆（7）、气缸体（8）、螺母连接导管（9）、防护罩（11）、密封圈（12）、气管接头（13）、丝杠（15）、丝杠螺母（16）、轴承座组件（17）、联轴器（18）、直角减速器（19）、Z轴伺服电机（20）和机架（21）连接在一起，所述导引杆（1）穿入复材零件（22）预制的孔中，随着Z轴的上行将零件推送到上压衬套（23）下方。

2.根据权利要求1所述一种复材件与专用衬套自动装配的顶压头装置，其特征在于：所述专用衬套（24）法兰端的止口装入顶压头（2）相应的止口上，当上部机构的压头（25）向下施力挤压专用衬套时，顶压头（2）施予反作用力，共同完成专用衬套的压装成形。

3.根据权利要求1所述一种复材件与专用衬套自动装配的顶压头装置，其特征在于：所述导引杆（1）将复材零件（22）推送到上压衬套（23）下方，下支撑（6）向上与上压衬套（23）共同作用将复材零件（22）夹紧。

4.根据权利要求1所述一种复材件与专用衬套自动装配的顶压头装置，其特征在于：所述上压衬套（23）固定在上部机构上，与下支撑（6）一起将复材零件（22）夹紧。