一種復(fù)合材料蒙皮凈邊協(xié)調(diào)工裝及裝配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種適用于飛機等產(chǎn)品的復(fù)合材料蒙皮凈邊協(xié)調(diào)工裝及裝配方法，適于復(fù)合材料飛機蒙皮高質(zhì)量裝配，提高復(fù)合材料蒙皮凈邊加工裝配效率、蒙皮對縫間隙精度等，屬于復(fù)合材料構(gòu)件加工及裝配技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著飛機等產(chǎn)品的氣動外形、強度等性能要求不斷提高，復(fù)合材料也得到了越來越廣泛的應(yīng)用。機身、機翼等部位大量采用了復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，尤其機體外形是由若干大尺寸整體復(fù)合材料蒙皮組成。作為構(gòu)成氣動外形的關(guān)鍵零件，其外形復(fù)雜，尺寸范圍變化大，剛度較高。復(fù)合材料蒙皮由于其材料特性，相對金屬材料蒙皮凈邊的加工裝配有一定區(qū)別，甚至更為復(fù)雜，無法使用先前的金屬材料蒙皮凈邊的加工裝配工藝確定復(fù)合材料蒙皮的凈邊。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)存在如下問題:第一，由于復(fù)合材料蒙皮為一體化成型，因此零件外形精度很大程度上決定了飛機氣動外形精度，但現(xiàn)有的復(fù)合材料蒙皮成型后會產(chǎn)生一定的變形量，因此無法在零件狀態(tài)下準(zhǔn)確確定凈邊位置精度；第二，復(fù)合材料屬于難加工材料，相對于金屬材料反復(fù)試配對凈邊進(jìn)行修磨費時費力，裝配效率較低，對于有相互對接要求的蒙皮，現(xiàn)有的凈邊修配方法為采用相互反復(fù)試配的方法確定每件蒙皮的凈邊精度，以此確定最終的蒙皮對縫間隙大小。第三，反復(fù)修配對于工人的技術(shù)水平要求較高，得到的結(jié)果因人而異，修配后的蒙皮間隙往往產(chǎn)生大小不均勻、局部超差嚴(yán)重等質(zhì)量缺陷。第四，蒙皮最終的總裝對接過程研制了大量的外形卡板用于外形精度的控制，導(dǎo)致型架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而蒙皮的試配過程也須不斷拆卸和安裝卡板，操作不便，難以縮短裝配周期。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種復(fù)合材料蒙皮凈邊協(xié)調(diào)工裝及裝配方法，該方法利用各個蒙皮的工裝外形卡板以最佳匹配方式預(yù)定位蒙皮姿態(tài)，采用協(xié)調(diào)孔配鉆和定位方法確定各個蒙皮實際姿態(tài)和理論姿態(tài)的一致性，總裝裝配時通過協(xié)調(diào)孔保證各個蒙皮的相對位置準(zhǔn)確性。為解決以上問題，本工藝的具體技術(shù)方案如下:
[0005]提供一種復(fù)合材料上蒙皮裝配工裝，包括上蒙皮裝配工裝包括上蒙皮外形卡板、上蒙皮內(nèi)形卡板、框架、上蒙皮凈邊畫線樣板、上蒙皮凈邊協(xié)調(diào)器；
[0006]所述上蒙皮外形卡板為多個，上蒙皮外形卡板的內(nèi)形面與飛機上部外形面匹配；所述上蒙皮內(nèi)形卡板用于將蒙皮壓緊至上蒙皮外形卡板，所述上蒙皮外形卡板和所述上蒙皮內(nèi)形卡板固定在所述框架上；
[0007]上蒙皮凈邊畫線樣板為平板結(jié)構(gòu)，上蒙皮凈邊畫線樣板和蒙皮接觸的一端與蒙皮外形面匹配，該端與上蒙皮凈邊畫線樣板的一側(cè)面形成畫線棱邊，該棱邊與上蒙皮的凈邊一致;
[0008]上蒙皮凈邊協(xié)調(diào)器在上蒙皮凈邊畫線樣板的一側(cè)面上，上蒙皮凈邊協(xié)調(diào)器具有上蒙皮凈邊協(xié)調(diào)孔，上蒙皮凈邊協(xié)調(diào)孔的軸線與圖紙中上蒙皮連接孔的軸線一致。
[0009]同時提供一種復(fù)合材料下蒙皮裝配工裝，包括下蒙皮外形卡板、下蒙皮內(nèi)形卡板、框架、下蒙皮凈邊畫線樣板、下蒙皮凈邊協(xié)調(diào)器；
[0010]所述下蒙皮外形卡板為多個，下蒙皮外形卡板的內(nèi)形面與飛機下部外形面匹配，所述下蒙皮內(nèi)形卡板用于將蒙皮壓緊至下蒙皮外形卡板，所述下蒙皮外形卡板和所述下蒙皮內(nèi)形卡板固定在所述框架上；
[0011]下蒙皮凈邊畫線樣板為平板結(jié)構(gòu)，下蒙皮凈邊畫線樣板和蒙皮接觸的一端與蒙皮外形面匹配，該端與下蒙皮凈邊畫線樣板的一側(cè)面形成畫線棱邊，該棱邊與下蒙皮的凈邊一致;
[0012]下蒙皮凈邊協(xié)調(diào)器在下蒙皮凈邊畫線樣板的一側(cè)面上，下蒙皮凈邊協(xié)調(diào)器具有下蒙皮凈邊協(xié)調(diào)孔，下蒙皮凈邊協(xié)調(diào)孔的軸線與圖紙中下蒙皮連接孔的軸線一致。
[0013]提供一種復(fù)合材料蒙皮凈邊協(xié)調(diào)加工及裝配方法，利用所述的上蒙皮裝配工裝和所述的下蒙皮裝配工裝，包括以下步驟:
[0014]I)將復(fù)合材料上蒙皮安裝至上蒙皮裝配工裝，調(diào)整復(fù)合材料上蒙皮與上蒙皮外形卡板外形匹配；所述的上蒙皮內(nèi)形卡板壓緊復(fù)合材料上蒙皮；
[0015]2)利用上蒙皮凈邊協(xié)調(diào)孔配鉆復(fù)合材料上蒙皮上的工藝孔，并通過所述工藝孔定位復(fù)合材料上蒙皮；沿上蒙皮裝配工裝的所述畫線棱邊畫出上蒙皮凈邊線；
[0016]3)拆下復(fù)合材料上蒙皮后，按照凈邊線進(jìn)行切割；
[0017]4)將復(fù)合材料下蒙皮安裝至下蒙皮裝配工裝，調(diào)整復(fù)合材料下蒙皮與下蒙皮外形卡板外形匹配；所述的下蒙皮內(nèi)形卡板壓緊復(fù)合材料下蒙皮；
[0018]5)利用下蒙皮凈邊協(xié)調(diào)孔配鉆復(fù)合材料下蒙皮上的工藝孔，并通過所述工藝孔定位復(fù)合材料下蒙皮；沿下蒙皮裝配工裝的所述下蒙皮凈邊畫線樣板的畫線棱邊畫出下蒙皮凈邊線；
[0019]6)拆下復(fù)合材料下蒙皮后，按照凈邊線進(jìn)行切割；
[0020]7)將下蒙皮裝配工裝作為對接總裝工裝，在下蒙皮裝配工裝上設(shè)置對接協(xié)調(diào)器用于定位復(fù)合材料上蒙皮；所述對接協(xié)調(diào)器在下蒙皮凈邊畫線樣板與下蒙皮凈邊協(xié)調(diào)器的另一側(cè)面上，對接協(xié)調(diào)器具有對接協(xié)調(diào)孔，該對接協(xié)調(diào)孔與上蒙皮凈邊協(xié)調(diào)孔在飛機坐標(biāo)系下坐標(biāo)一致；
[0021]8)在對接總裝工裝上安裝復(fù)合材料下蒙皮，并通過下蒙皮凈邊協(xié)調(diào)孔與所述的復(fù)合材料下蒙皮的工藝孔定位；在對接總裝工裝上安裝復(fù)合材料上蒙皮，并通過所述對接協(xié)調(diào)器的對接協(xié)調(diào)孔與所述的復(fù)合材料上蒙皮工藝孔定位；
[0022]9)將復(fù)合材料上蒙皮和復(fù)合材料下蒙皮和骨架零件進(jìn)行連接，拆卸對接協(xié)調(diào)器和下蒙皮凈邊協(xié)調(diào)器。
[0023]其中，所述上蒙皮凈邊協(xié)調(diào)孔、對接協(xié)調(diào)孔的直徑小于圖紙中復(fù)合材料上蒙皮連接孔的直徑；下蒙皮凈邊協(xié)調(diào)孔直徑小于圖紙中復(fù)合材料下蒙皮連接孔的直徑。
[0024]其中，還包括步驟10)將所述復(fù)合材料上蒙皮的工藝孔擴孔至圖紙中復(fù)合材料上蒙皮連接孔的直徑，并與骨架零件連接；將復(fù)合材料下蒙皮的工藝孔擴孔至圖紙中復(fù)合材料下蒙皮連接孔的直徑，并與骨架零件連接。
[0025]其中，所述上蒙皮凈邊協(xié)調(diào)孔、對接協(xié)調(diào)孔的直徑小于圖紙中復(fù)合材料上蒙皮連接孔的直徑；下蒙皮凈邊協(xié)調(diào)孔直徑小于圖紙中復(fù)合材料下蒙皮連接孔的直徑。
[0026]本發(fā)明優(yōu)點如下:
[0027]第一，在現(xiàn)有型架數(shù)字化裝配技術(shù)的基礎(chǔ)上，蒙皮裝配工裝凈邊畫線樣板、凈邊協(xié)調(diào)器/協(xié)調(diào)孔、外形卡板及總裝工裝上協(xié)調(diào)器/協(xié)調(diào)孔等能夠協(xié)調(diào)在同一坐標(biāo)系下，安裝精度和設(shè)計圖紙精度一致。該工藝采用蒙皮外形預(yù)定位后再進(jìn)行定位孔鉆制的方法，定位孔更適合于實際蒙皮外形精度的需要，減小了蒙皮變形帶來的定位孔精度的偏差。
[0028]第二，對于具有相互配合要求的蒙皮單獨進(jìn)行凈邊協(xié)調(diào)孔和凈邊的加工，之后在總裝時直接采用協(xié)調(diào)孔進(jìn)行一次性無反復(fù)裝配，避免了反復(fù)試配對凈邊進(jìn)行修磨費時費力，提尚了裝配效率。
[0029]第三，蒙皮裝配工裝凈邊畫線樣板、凈邊協(xié)調(diào)器/協(xié)調(diào)孔提高了凈邊尺寸加工精度的一致性，間接保證蒙皮之間的對縫間隙，減小了個體操作誤差。
[0030]第四，由于蒙皮在各自型架上在外形精度匹配的情況下以凈邊協(xié)調(diào)孔進(jìn)行定位，而蒙皮總裝時凈邊協(xié)調(diào)孔和對接協(xié)調(diào)孔位置精度一致，因此，在凈邊加工后進(jìn)行蒙皮總裝時無需在總裝型架上設(shè)置外形卡板，簡化了總裝型架結(jié)構(gòu)。
【附圖說明】
[0031]圖1為復(fù)合材料上蒙皮裝配工裝結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖2為上蒙皮凈邊協(xié)調(diào)器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖3為蒙皮對接裝配示意圖；
[0034]圖4為蒙皮對接裝配局部示意圖。
【具體實施方式】
[0035]復(fù)合材料上蒙皮裝配工裝，包括上蒙皮裝配工裝16包括上蒙皮外形卡板3、上蒙皮內(nèi)形卡板、框架5、上蒙皮凈邊畫線樣板1、上蒙皮凈邊協(xié)調(diào)器2 ；
[0036]所述上蒙皮外形卡板3為多個，上蒙皮外形卡板3的內(nèi)形面與飛機上部外形面匹配；所述上蒙皮內(nèi)形卡板用于將蒙皮壓緊至上蒙皮外形卡板3，所述上蒙皮外形卡板3和所述上蒙皮內(nèi)形卡板固定在所述框架上；
[0037]上蒙皮內(nèi)形卡板采用常用的內(nèi)卡板實現(xiàn)壓緊即可。
[0038]參見圖1，上蒙皮凈邊畫線樣板I為平板結(jié)構(gòu)，上蒙皮凈邊畫線樣板I和蒙皮接觸一端的端面與蒙皮外形面匹配，上蒙皮凈邊畫線樣板I為兩個分別壓緊U形結(jié)構(gòu)上蒙皮的兩個端面，兩個端面分別與上蒙皮凈邊畫線樣板I的兩個側(cè)面相交于上、下畫線棱邊，上、下畫線棱邊與上蒙皮兩個端面的凈邊一致；用于沿該畫線棱邊畫出上蒙皮的凈邊線。
[0039]上蒙皮凈邊協(xié)調(diào)器2位于上蒙皮凈邊畫線樣板I的所述一個側(cè)面上，上蒙皮凈邊協(xié)調(diào)器2具有上蒙皮凈邊協(xié)調(diào)孔6，上蒙皮凈邊協(xié)調(diào)孔6的軸線與要求的上蒙皮連接孔的軸線一致，用于沿該凈邊協(xié)調(diào)孔6在上蒙皮上配鉆工藝孔，該工藝孔的直徑小于上蒙皮連接孔的直徑，用于定位上蒙皮。
[0040]參見圖3、4，復(fù)合材料下蒙皮裝配工裝，包括下蒙皮外形卡板9、下蒙皮內(nèi)形卡板、框架、下蒙皮凈邊畫線樣板8、下蒙皮凈邊協(xié)調(diào)器11 ;
[0041]所述下蒙皮外形卡板9為多個，下蒙皮外形卡板9的內(nèi)形面與飛機下部外形面匹配，所述下蒙皮內(nèi)形卡板用于將蒙皮壓緊至下蒙皮外形卡板9，所述下蒙皮外形卡板9和所述下蒙皮內(nèi)形卡