[發(fā)明專利]一種柔性定位器以及應(yīng)用其裝配復(fù)合材料翼盒的方法

有效

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• 申請日: 2018-11-22
• 公開（公告）號: CN109552663B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 岳烜德;張秋月;安魯陵;于守鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: B64F5/10
• 分類號: B64F5/10;B25B11/00
• 代理公司: 南京同澤專利事務(wù)所(特殊普通合伙) 32245
• 代理人: 趙洪玉;閆彪

本發(fā)明涉及一種柔性定位器以及應(yīng)用其裝配復(fù)合材料翼盒的方法，其中該定位器包括底座、轉(zhuǎn)動球頭和定位平板，所述定位平板上設(shè)有用于裝配前梁或后梁的定位孔，所述轉(zhuǎn)動球頭包括球頭本體以及與所述球頭本體固接的螺桿，所述定位平板上設(shè)有與球頭本體相匹配的球頭孔。該裝配方法包括以下步驟：首先獲取柔性定位器上的定位平板的理論安裝位置，其次將柔性定位器安裝到型架的預(yù)設(shè)位置，并調(diào)整球頭本體的位置并控制所述定位平板繞球頭本體旋轉(zhuǎn)，將定位平板調(diào)整至理論安裝位置；然后分別旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺釘將該定位平板限定在理論安裝位置；最后固定前、后梁，并裝配翼盒其余部件。本發(fā)明能夠縮短翼盒裝配工裝設(shè)計與制造周期、降低生產(chǎn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種柔性定位器以及應(yīng)用其裝配復(fù)合材料翼盒的方法，屬于飛機裝配技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

飛機裝配工作量約占整個生產(chǎn)周期的50%，且飛機制造準確度很大程度上取決于裝配準確度，因而裝配工作在飛機制造過程中占有重要地位。由于組成飛機結(jié)構(gòu)的各零部件數(shù)量眾多，幾何外形差異較大，且存在大量的低剛度構(gòu)件，因此飛機裝配大多在專門設(shè)計的裝配型架上進行，裝配準確度主要依靠型架來保證。

裝配型架主要包含四個組成部分，即骨架、定位器、夾緊器及輔助裝置。骨架主要用于安裝定位器和夾緊器等結(jié)構(gòu)，此外還要承受整個裝配體的重量；定位器用于確定構(gòu)件的正確位置，通過定位平面、定位孔等結(jié)構(gòu)確定構(gòu)件的裝配位置；夾緊器可以使裝配件保持正確的位置，在裝配過程中不發(fā)生錯動；輔助裝置包括照明設(shè)備、氣源和扶梯等，用于輔助裝配工作的進行。定位器在裝配型架中發(fā)揮著重要作用，是型架的主要功能元件，用于確定構(gòu)件的正確位置，定位件必須準確可靠，相互協(xié)調(diào)及使用方便。

飛機裝配中的復(fù)合材料翼盒包括上壁板、下壁板、前梁、后梁和翼肋，而翼肋又由左肋、中間肋和右肋構(gòu)成。前梁和后梁均為碳纖維環(huán)氧樹脂復(fù)合材料層壓板，截面為C型，使用熱壓罐固化成型，裝配時其內(nèi)外表面可以作為定位平面使用，裝配前要在梁兩端的工藝耳片上分別加工一個圓孔和一個長圓孔，與定位平面配合確定梁的位置。三根翼肋的材料均為鋁合金，通過數(shù)控加工切削成最終形狀，上下壁板均為復(fù)合材料層壓板。復(fù)合材料翼盒裝配時，首先要將前、后梁和翼肋在型架上進行定位、夾緊、制孔和連接，形成翼盒骨架結(jié)構(gòu)，然后再將上、下壁板上型架進行定位、夾緊、制孔和連接。

現(xiàn)代制造業(yè)正在從大規(guī)模單一品種批量化生產(chǎn)，向小批量多品種定制化方向發(fā)展。飛機制造同樣遵循這一規(guī)律，因而即使在同一型飛機中，也常會因為設(shè)計更改而導(dǎo)致復(fù)合材料翼盒的局部結(jié)構(gòu)發(fā)生輕微改變，但傳統(tǒng)工裝的定位器均為固定結(jié)構(gòu)。復(fù)合材料翼盒發(fā)生改變后，舊有的工裝便不能使用，必須重新設(shè)計新的工裝，這將導(dǎo)致生產(chǎn)周期的延長和生產(chǎn)成本的提高；此外，在新機型研制過程中，不可避免地存在部分復(fù)合材料翼盒結(jié)構(gòu)的經(jīng)常性改動，這就導(dǎo)致型架需要多次重新設(shè)計制造，最終影響飛機的研制周期。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決技術(shù)問題是：提出一種可以在一定范圍內(nèi)適應(yīng)復(fù)合材料翼盒結(jié)構(gòu)的變化、能夠提高適用范圍、縮短工裝設(shè)計與制造周期、降低生產(chǎn)成本的柔性定位器以及應(yīng)用該定位器裝配復(fù)合材料翼盒的方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案之一是：一種柔性定位器，包括底座、轉(zhuǎn)動球頭和定位平板，所述定位平板位于底座的上方，所述定位平板上設(shè)有用于裝配前梁或后梁的定位孔；

所述底座為L形結(jié)構(gòu)，由制為一體的豎板和橫板組成，所述豎板上設(shè)有用于連接型架的銷孔和/或螺紋孔，所述橫板上設(shè)有球頭安裝螺紋孔、三個調(diào)節(jié)螺釘安裝螺紋孔以及與調(diào)節(jié)螺釘安裝螺紋孔一一對應(yīng)的三個調(diào)節(jié)螺釘，所述球頭安裝螺紋孔位于橫板中心，三個調(diào)節(jié)螺釘安裝螺紋孔均圍繞在球頭安裝螺紋孔的周邊并呈三角形分布；

所述轉(zhuǎn)動球頭包括球頭本體以及與所述球頭本體固接的螺桿，所述定位平板上設(shè)有與球頭本體相匹配的球頭孔，所述球頭本體的下部陷入球頭孔內(nèi)，所述螺桿穿過球頭孔后球頭安裝螺紋孔螺接；所述調(diào)節(jié)螺釘穿過螺釘安裝螺紋孔后與定位平板相抵。