KR101860265B1 - 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 제작장치 및 제작방법 - Google Patents

항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 제작장치 및 제작방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 제작장치 및 제작방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 작업대와, 상기 작업대의 상면에 안착된 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임을 고정하는 클램퍼와, 상기 작업대의 상면 일측에 수직방향으로 설치되는 수직프레임과, 상기 수직프레임의 장착되어 상하방향으로 이동하는 상하이동프레임과, 상기 상하이동프레임에 장착되어 좌우방향으로 이동하는 좌우이동프레임과, 상기 좌우이동프레임에 장착되어 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임에 형성된 관통홀에 리밍작업을 하는 가공장치부로 이루어지되, 상기 가이드부쉬에 장착되어 있는 리밍툴에 모터의 회전축을 체결하여 회전축을 회전구동시킴으로써 리밍툴이 플랩 서포트 페어링 프레임의 측면에 형성된 관통홀에 리밍가공을 하는 것이 특징인 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 제작장치 및 제작방법에 관한 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 제작장치 및 제작방법은 협소한 공간에서 설치가 용이하며, 또한 스크랩의 배출이 용이하여 가공치수 및 가공정도를 향상시킬 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.

Description

항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 제작장치 및 제작방법{Apparatus and method for manufacturing flap support fairing frame of aircraft}
본 발명은 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 제작장치 및 제작방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플랩 서포트 페어링 프레임의 측면에 형성된 관통홀에 자동으로 리밍가공을 할 수 있는 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 제작장치 및 제작방법에 관한 것이다.
항공기산업은 부가가치가 매우 높고 기술파급 효과가 매우 큰 지식집약형 산업으로서 자원이 적은 우리나라가 기술입국으로 필수적인 산업이며, 또한 산업구조에서 중요한 역할을 하는 전략산업이다.
최근에는 항공기 부품가공 산업을 중심으로 생산공정 합리화가 진행되면서 원가절감을 위한 정밀가공 생산공정 개발이 중요하게 대두되고 있다.
항공기 개발에 사용되는 경량 알루미늄 합금 가공기술 및 생산공정기술이 자동차, 철도차량에 적용가능하며 관련 업체의 기술력을 한 층 높이는데 기여할 것으로 사료된다.
특히, 항공기 플랩(Flap)장치는 항공기가 짧은 활주에서도 이륙할 수 있도록 활공각을 조절하고 착륙할 경우에는 반대로 항력을 높여서 착륙거리를 줄이는 날개 뒤쪽에 달린 고양력장치(High Lift Device)이며, 그 아래에 위치한 유선형의 페어링(Fairing)이 플랩 서포트 페어링(FSF)이다.
이러한 FSF는 항공기의 이륙시 공기를 유선형으로 흐르게 하거나 착륙시 항력을 줄여주는 부품으로서, 특히 플랩장치가 원활하게 움직이기 위해서는 힌지결합되는 부분이 매우 정밀하게 가공되어야 한다.
한편, 항공기의 플랩 및 페어링 그리고 프레임을 드릴가공하기 위한 종래기술로는 등록특허공보 제0217936호에 착륙장치(10)의 업/다운 동작과 연계되어 작동되는 로드(16)와 연결된 푸시로드(18)와, 상기 푸시로드(18)와 연결되어 아웃보드 도어(12)의 일부분을 차지하며 설치되는 플랩형 스플릿 도어(14)를 아웃보드 도어(12)로부터 회전시키는 링크 조립체(20)로 이루어진 것을 특징으로 하는 플랩형 스플릿 도어를 부착한 항공기 착륙장치의 아웃보드 도어가 등록공개되어 있다.
다른 실시로서는 등록특허공보 제0633559호에 항공기용 동체 판넬에 패스너 체결용 홀을 천공하는 장치에 있어서, 테이블 상부면에 구비된 X축 방향 LM가이드에 슬라이딩 가능하게 결합된 X축 슬라이드 베이스; 상기 슬라이딩 베이스 상부면에 구비된 Y축 방향 LM가이드와 슬라이딩 가능하게 결합된 좌ㆍ우 한쌍의 Y축 슬라이드 베이스; 테이블의 가운데에 입설되어 공기압으로 구동하는 드릴 유니트; 가공물의 하부에 위치하며 드릴공구의 하강시 에어실린더에 의하여 상승하는 클램프 푸셔가 가공물의 천공부를 클램핑 할 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 항공기 동체용 판넬 드릴링 장치가 등록공개되어 있다.
또 다른 실시로서는 드릴링 및 리벳팅을 위한 항공기 조립용 가공 장치에 사용되는 C 형 프레임을 설계하는 방법에 있어서, 상기 C 형 프레임을 포함하는 가공 장치를 유한요소모델로 모델링하는 단계; 상기 C 형 프레임 내부에 배치되는 복수의 보강재들의 위치를 지정하는 단계; 모델링된 상기 C 형 프레임에서 상부 판넬의 두께, 하부 판넬의 두께, 좌측 판넬의 두께, 우측 판넬의 두께 및 상기 판넬들에 의해 둘러싸인 상기 C 형 프레임 내부에 배치되는 복수의 보강재의 두께를 제 1 설계 변수로 지정하는 단계; 및 상기 C 형 프레임의 상측 돌출부의 허용 변위량, 하측 돌출부의 허용 변위량, 최대허용 응력에 근거하여, 상기 제 1 설계 변수의 각 두께 값을 산출하는 단계를 포함하는 C 형 프레임을 설계하는 방법이 등록공개되어 있다.
그러나 상기 열거한 종래의 기술을 이루기 위한 장치는 협소한 공간에서 설치가 곤란하며, 기본 기계가공으로 가공치수 및 가공정도를 보장하는데 한계를 가지며, 이에 따른 항공기 부품 난가공이 발생하고, 프레임에 드릴링 작업시 발생하는 스크랩의 배출이 용이하지 못하다는 단점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 협소한 공간에서 설치가 용이하며, 또한 스크랩의 배출이 용이하여 가공치수 및 가공정도를 향상시킬 수 있는 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 제작장치 및 제작방법을 제공하고자 한다.
본 발명 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 제작장치 및 제작방법은 작업대와, 상기 작업대의 상면에 안착된 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임을 고정하는 클램퍼와, 상기 작업대의 상면 일측에 수직방향으로 설치되는 수직프레임과, 상기 수직프레임의 장착되어 상하방향으로 이동하는 상하이동프레임과, 상기 상하이동프레임에 장착되어 좌우방향으로 이동하는 좌우이동프레임과, 상기 좌우이동프레임에 장착되어 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임에 형성된 관통홀에 리밍작업을 하는 가공장치부로 이루어지되, 상기 가이드부쉬에 장착되어 있는 리밍툴에 모터의 회전축을 체결하여 회전축을 회전구동시킴으로써 리밍툴이 플랩 서포트 페어링 프레임의 측면에 형성된 관통홀에 리밍가공을 하는 것이 특징이다.
상술한 바와 같이 본 발명 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 제작장치 및 제작방법은 협소한 공간에서 설치가 용이하며, 또한 스크랩의 배출이 용이하여 가공치수 및 가공정도를 향상시킬 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.
도 1은 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 사시도.
도 2는 본 발명 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 제작장치 사진.
도 3은 본 발명 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 제작장치의 정면 개요도.
도 4는 본 발명 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 제작장치에 플랩 서포트 페어링 프레임이 장착된 사진.
도 5는 본 발명 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 제작장치의 작업상태사진.
도 6, 7은 본 발명 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임의 가공시 사용되는 가이드부쉬 사시사진.
본 발명 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 제작장치는 작업대(100)와, 상기 작업대(100)의 상면에 안착된 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임(800)을 고정하는 클램퍼(200)와, 상기 작업대(100)의 상면 일측에 수직방향으로 설치되는 수직프레임(300)과, 상기 수직프레임(300)의 장착되어 상하방향으로 이동하는 상하이동프레임(400)과, 상기 상하이동프레임(400)에 장착되어 좌우방향으로 이동하는 좌우이동프레임(500)과, 상기 좌우이동프레임(500)에 장착되어 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임(800)에 형성된 관통홀(810)에 리밍작업을 하는 가공장치부(600)로 이루어져 있는 것이 특징이다.
상기 가공장치부(600)는 모터(620)의 의해 회전구동하는 회전축(610)이 가공하고자 하는 플랩 서포트 페어링 프레임(800)을 향하도록 장착되어 있는 것으로, 상기 플랩 서포트 페어링 프레임(800)의 측면에 형성된 관통홀(810)에는 중공홀에 리밍툴이 장착되어 있는 가이드부쉬(700)를 삽입되어 있어, 상하이동프레임(400)과 좌우이동프레임(500)에 의해 가공장치부(600)의 회전축(610)이 이동하여 리밍툴에 체결되면 상기 리밍툴은 회전구동하는 것이 특징이다.
또한, 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 제작방법은 작업대(100)의 상면에 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임(800)을 고정하는 1단계; 상기 플랩 서포트 페어링 프레임(800)의 측면에 형성된 관통홀(810)에 리밍툴이 장착되어 있는 가이드부쉬(700)를 삽입장착하는 2단계; 상기 가이드부쉬(700)에 장착되어 있는 리밍툴에 모터(620)의 회전축(610)을 체결하여 회전축(610)을 회전구동시킴으로써 리밍툴이 플랩 서포트 페어링 프레임(800)의 측면에 형성된 관통홀(810)에 리밍가공을 하는 3단계;공정으로 이루어지되, 상기 가이드부쉬(700)는 관통홀(810)에 고정하지 않은 상태로 삽입되어 있어 리밍가공에 의해 관통홀(810)의 내부에 스크랩이 발생하면 스크랩에 의해 후방으로 이동하게 되어 스크랩의 배출이 용이한 것이 특징이다.
그리고 상기 가이드부쉬(700)는 중공체(710)와, 상기 중공체(710)의 일단에 중공체(710)보다 큰 직경의 헤드(720)로 형성되어 있되, 상기 중공체(710)의 측면에는 외부로부터 공급된 절삭유 및 냉각수가 이동하도록 측면홀(730)이 형성되어 있는 것이 특징이다.
상기 중공체(710)의 외측면에는 원주방향을 따라 가이드홀(740)이 형성되고, 상기 가이드홀(740)에 측면홀(730)이 형성됨으로써 절삭유 및 냉각수의 배출이 용이하는 것이 특징이다.
이하, 본 발명 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 제작장치 및 제작방법을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 사시도이다.
항공기 플랩(Flap)장치는 항공기가 짧은 활주에서도 이륙할 수 있도록 활공각을 조절하고 착륙할 경우에는 반대로 항력을 높여서 착륙거리를 줄이는 날개 뒤쪽에 달린 고양력장치(High Lift Device)이며, 그 아래에 위치한 유선형의 페어링(Fairing)이 플랩 서포트 페어링(FSF)이다.
이러한 FSF는 항공기의 이륙시 공기를 유선형으로 흐르게 하거나 착륙시 항력을 줄여주는 부품으로서, 특히 플랩장치가 원활하게 움직이기 위해서는 힌지결합되는 부분이 매우 정밀하게 가공되어야 하는 것으로, 본 발명에서는 힌지결합을 위해 플랩 서포트 페어링 프레임(800)에 형성된 관통홀(810)을 리밍가공하고자 하는 것이다.
도 2는 본 발명 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 제작장치 사진, 도 3은 본 발명 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 제작장치의 정면 개요도, 도 4는 본 발명 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 제작장치에 플랩 서포트 페어링 프레임이 장착된 사진, 도 5는 본 발명 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 제작장치의 작업상태사진이다.
도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 제작장치는 작업대(100)와, 상기 작업대(100)의 상면에 안착된 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임(800)을 고정하는 클램퍼(200)와, 상기 작업대(100)의 상면 일측에 수직방향으로 설치되는 수직프레임(300)과, 상기 수직프레임(300)의 장착되어 상하방향으로 이동하는 상하이동프레임(400)과, 상기 상하이동프레임(400)에 장착되어 좌우방향으로 이동하는 좌우이동프레임(500)과, 상기 좌우이동프레임(500)에 장착되어 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임(800)에 형성된 관통홀(810)에 리밍작업을 하는 가공장치부(600)로 이루어져 있는 것이 특징이다.
상기 수직프레임(300)에 장착되어 상하로 이동하는 상하이동프레임(400)과 좌우로 이동하는 좌우이동프레임(500)을 구동하는 수단은 널리 공지된 관용의 수단이기에 상세한 설명은 생략하였다.
상기 플랩 서포트 페어링 프레임(800)을 작업대(100)의 상면에 고정하는 클램퍼(200)도 널리 공지된 관용의 수단이기에 상세한 설명은 생략하였다.
한편, 상기 가공장치부(600)는 모터(620)의 의해 회전구동하는 회전축(610)이 가공하고자 하는 플랩 서포트 페어링 프레임(800)을 향하도록 장착되어 있는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 플랩 서포트 페어링 프레임(800)의 측면에 형성된 관통홀(810)에는 중공홀에 리밍툴(630)이 장착되어 있는 가이드부쉬(700)를 삽입되어 있어, 상하이동프레임(400)과 좌우이동프레임(500)에 의해 가공장치부(600)의 회전축(610)이 이동하여 리밍툴(630)에 체결되면 상기 리밍툴(630)은 회전축(610)과 함께 회전구동하게 되는 것이다.
이에, 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 제작방법은 작업대(100)의 상면에 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임(800)을 고정하는 1단계; 상기 플랩 서포트 페어링 프레임(800)의 측면에 형성된 관통홀(810)에 리밍툴이 장착되어 있는 가이드부쉬(700)를 삽입장착하는 2단계; 상기 가이드부쉬(700)에 장착되어 있는 리밍툴에 모터(620)의 회전축(610)을 체결하여 회전축(610)을 회전구동시킴으로써 리밍툴이 플랩 서포트 페어링 프레임(800)의 측면에 형성된 관통홀(810)에 리밍가공을 하는 3단계;공정으로 이루어지게 된다.
특히, 상기 가이드부쉬(700)는 관통홀(810)에 고정하지 않은 상태로 삽입되어 있어 리밍가공에 의해 관통홀(810)의 내부에 스크랩이 발생하면 스크랩에 의해 후방으로 이동하게 되어 스크랩의 배출이 용이하게 된다.
즉, 리밍툴(630)에 의해 리밍가공이 되고 나면 플랩 서포트 페어링 프레임(800)의 관통홀(810)로 전진하고 있던 좌우이동프레임(500)이 후진하면 관통홀(810)의 내부에 발생되어 있는 스크랩에 의해 가이드부쉬(700)도 후방으로 밀려나게 된다.
상기 가이드부쉬(700)는 플랩 서포트 페어링 프레임(800)의 관통홀(810)에 삽입되어 리밍툴(630)을 지지하는 역할을 하고 있다.
상기 가이드부쉬(700)와 리밍툴(630)을 체결하는 방법은 먼저 플랩 서포트 페어링 프레임(800)의 관통홀(810)에 가이드부쉬(700)를 삽입한 후, 리밍툴(630)을 가이드부쉬(700)의 중공홀에 삽입시킨다.
그리고 상하이동프레임(400)에 의해 가공장치부(600)의 회전축(610)을 리밍툴(630)에 동일 수평선상에 위치시킨 후, 좌우이동프레임(500)을 리밍툴(630) 방향으로 이동시켜 회전축(610)이 리밍툴(630)의 후단으로 체결되도록 하는 것이다.
이때, 상기 리밍툴(630)의 후단은 다각형 형상의 홀이 형성되어 있고, 회전축(610)의 외부형상은 리밍툴(630)의 홀형상이 대응하도록 형성되어 있어, 회전축(610)이 리밍툴(630)에 결합된 후, 회전하더라도 헛돌지 않게 되는 것이다.
한편, 상기 리밍툴(630)의 후단에 형성된 홀이 내부로 갈수록 직경 즉, 내부공간이 작아지게 형성되고, 이에 대응하여 회전축(610)의 형상도 끝단부로 갈수록 작아지게 즉, 뾰족하게 형성된다면 회전축(630)이 리밍툴(630)에 체결될 때 걸림 현상없이 자연스럽게 체결될 것이다.
도 6, 7은 본 발명 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임의 가공시 사용되는 가이드부쉬 사진이다.
도 6과 도 7에 도시되어 있는 바와 같이 상기 가이드부쉬(700)는 중공체(710)와, 상기 중공체(710)의 일단에 중공체(710)보다 큰 직경의 헤드(720)로 형성되어 있다.
그리고 상기 중공체(710)의 측면에는 외부로부터 공급된 절삭유 및 냉각수가 이동하도록 측면홀(730)이 형성되어 있는 것이 특징이다.
상기 가이드부쉬(700)로는 절삭유 공급장치(900)에 의해 절삭유가 공급되는데, 상기 절삭유 공급장치(900)는 플랩 서포트 페어링 프레임(800)의 양측면에 접촉하여 플랩 서포트 페어링 프레임(800)을 지지하는 블록(910)과 상기 블록(910)으로 절삭유를 공급하는 튜브(920)로 이루어지되, 상기 블록(910)에는 튜브(920)로부터 공급되는 절삭유가 가이드부쉬(700)로 유입될 수 있도록 블록(910)의 양측방향으로 관통된 이동홀(도면부호 미도시)가 형성되어 있어, 상기 이동홀을 통해 유입된 절삭유는 가이드부쉬(700)의 측면에 형성된 측면홀(730)을 통해 가이드부쉬(700)의 중공홀로 유입되게 된다.
이때, 상기 가이드부시(700)의 중공체(710)의 외측면에는 원주방향을 따라 가이드홀(740)이 형성되고, 상기 가이드홀(740)에 측면홀(730)이 형성되도록 함으로써 절삭유의 유입 및 배출이 용이하도록 하였다.
상기 가이드부쉬(700)의 측면에 가이드홀(740)을 형성하는 이유는 φ25 크기의 구멍을 한 번에 뚫기 위해 다량의 절삭유가 투입되어야 하는데, 외부에서 분사하는 방식은 협소한 구간에 적합하지 않으며, 효과도 크지 않기에 이를 해결하기 위하여 내부로세 절삭유가 바로 공급가능하도록 하기 위함이다.
한편, 상기 가이드부쉬(700)는 SK3(구조용 합금강)을 사용하도록 한다.
상술한 바와 같이 본 발명 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 제작장치 및 제작방법은 협소한 공간에서 설치가 용이하며, 또한 스크랩의 배출이 용이하여 가공치수 및 가공정도를 향상시킬 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.
100. 작업대
200. 클램퍼
300. 수직프레임
400. 상하이동프레임
500. 좌우이동프레임
600. 가공장치부 610. 회전축 620. 모터
630. 리밍툴
700. 가이드부쉬 710. 중공체 720. 헤드
730. 측면홀 740. 가이드홈
800. 플랩 서포트 페어링 프레임 810. 관통홀
900. 절삭유 공급장치 910. 블록 920. 튜브

Claims (3)

  1. 작업대(100)와, 상기 작업대(100)의 상면에 안착된 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임(800)을 고정하는 클램퍼(200)와, 상기 작업대(100)의 상면 일측에 수직방향으로 설치되는 수직프레임(300)과, 상기 수직프레임(300)의 장착되어 상하방향으로 이동하는 상하이동프레임(400)과, 상기 상하이동프레임(400)에 장착되어 좌우방향으로 이동하는 좌우이동프레임(500)과, 상기 좌우이동프레임(500)에 장착되어 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임(800)에 형성된 관통홀(810)에 리밍작업을 하는 가공장치부(600)로 이루어져 있되,
    상기 가공장치부(600)는 모터(620)의 의해 회전구동하는 회전축(610)이 가공하고자 하는 플랩 서포트 페어링 프레임(800)을 향하도록 장착되어 있는 것으로, 상기 플랩 서포트 페어링 프레임(800)의 측면에 형성된 관통홀(810)에는 중공홀에 리밍툴이 장착되어 있는 가이드부쉬(700)를 삽입되어 있어, 상하이동프레임(400)과 좌우이동프레임(500)에 의해 가공장치부(600)의 회전축(610)이 이동하여 리밍툴에 체결되면 상기 리밍툴은 회전구동하는 것이 특징인 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 제작장치.
  2. 삭제
  3. 작업대(100)의 상면에 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임(800)을 고정하는 1단계;
    상기 플랩 서포트 페어링 프레임(800)의 측면에 형성된 관통홀(810)에 리밍툴이 장착되어 있는 가이드부쉬(700)를 삽입장착하는 2단계;
    상기 가이드부쉬(700)에 장착되어 있는 리밍툴에 모터(620)의 회전축(610)을 체결하여 회전축(610)을 회전구동시킴으로써 리밍툴이 플랩 서포트 페어링 프레임(800)의 측면에 형성된 관통홀(810)에 리밍가공을 하는 3단계;
    공정으로 이루어지되,
    상기 가이드부쉬(700)는 관통홀(810)에 고정하지 않은 상태로 삽입되어 있어 리밍가공에 의해 관통홀(810)의 내부에 스크랩이 발생하면 스크랩에 의해 후방으로 이동하게 되어 스크랩의 배출이 용이한 것이 특징인 항공기의 플랩 서포트 페어링 프레임 제작방법.
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