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对接孔的制作方法、对接方法及制作装置

文献发布时间:2024-04-18 19:58:21


对接孔的制作方法、对接方法及制作装置

技术领域

本发明涉及装配技术领域,具体涉及一种对接孔的制作方法、对接方法及制作装置。

背景技术

在飞机制造中,当飞机的零件、组合件、段件和部件具有生产和使用互换性时,不但可以减少装配和对接时的修配工作量,节省大量工时,缩短生产周,降低生产成本。有利于组织有节奏的批量生产,而且可避免出现由于强迫装配而产生的装配变形,以及飞机结构内产生的装配残余应力和局部应力的集中。同时,当飞机某个零件、组合件、段件或部件在使用中被损坏时,能用备件迅速更换,不会由于局部的损坏而影响飞机的正常使用,从而可延长飞机的使用寿命,保证飞机的使用性能。因此,保证飞机零件、部件生产和使用的互换性,对飞机的制造和使用都有重要意义。但是,飞机机体的结构和形状都很复杂,并且零件的数量多、尺寸大、刚性小,容易产生变形;在飞机制造过程中工艺流程长,所用工艺装备的种类和数量繁多,产生误差的环节多。因此,影响互换、协调的因素很多。然而,用户日益要求提高产品的使用性能,制造中又要保证飞机结构件具有协调和互换的高度准确性。长期以来保证互换、协调就成为飞机制造中的难点,也是飞机制造技术不同于一般机械制造技术的重要之处,这正是飞机制造技术的特点。

今天,数字化装配协调技术的崛起,计算机辅助设计/计算机辅助制造CAD/CAM技术在飞机制造中广泛应用,从而,大批量的零件,尤其是金属件制造互换协调性得到了解决。

在装配过程中,经常通过四孔对接进行装配,即两个部件上均由两个对接孔,对接孔两两对应后进行固定连接。但由于工装自身的误差,零件本身的制造误差,定位误差,以及装配结束后应力释放的误差积累,导致组件与组件、组件与部件、部件与部件之间的互换协调性仍然无法解决。

以飞机为例,在现在的大型飞机设计中,多采用双翼设计,左右机翼分别与机身对接,形式采用叉耳接头或者围框式多孔连接方式对接。为了保证翼身对接,通常采用两种方式:

1、机翼、机身独立制造后,在对合平台上调整到最佳位置,共制连接孔,保证机翼、机身顺利对接。

2、机翼、机身独立制造后,通过精加工平台铰孔,消除部件装配过程中的误差积累,保证机翼、机身顺利对接。

第一种方式,虽然保证了翼身的顺利对接,但是由于在对接平台上的工作量变大,难以实现批量生产。加之,是通过共制孔的方式协调对接,无法实现互换。

第二种方式,适合双翼结构设计,翼身对接是采用叉耳接头,或者传统的围框式多孔连接,即左右机翼在机身的两侧对接,不会相互影响。

在航空产业高速发展的今天,飞机的使用范围向各领域扩展,除了传统用于国防军事,高空运输以外,逐渐在农业、低空运输、消防等领域大量使用,设计要求与传统大型客机、战斗机有所区别,更迫切需要批量生产,生产自动化要求。因此,整体机翼的单翼飞机设计形式逐渐让人青睐。

从设计上说,单翼飞机机翼采用整体式设计,内部能够有效平衡左右侧机翼的弯矩和扭矩,减小接头载荷,同时整体式机翼具有更高的结构刚度,减轻结构重量。从工艺上说,单翼飞机机翼采用整体设计,制造过程中更容易保证机翼以机身中轴线对称,装配更为简单,工艺性更好。机翼、机身的对接只需要一次对接完成,不需要像传统飞机的机翼,左、右机翼分别对接。然而,也给互换性提出了更高的要求,飞机机翼采用整体式设计,对接方式采用机翼航前、航后4孔连接,传统方案难以满足互换协调要求,因此,需要一种对接孔的制作方法,以满足在部件上分别制出对接孔后,部件可以满足互换性的要求。

发明内容

鉴于以上现有技术的缺点,本发明提供一种对接孔的制作方法,以改善现有的四孔对接部件难以协调互换,更换和维修困难的技术问题。

为实现上述目的及其它相关目的,本发明提供一种对接孔的制作方法,用于在通过四孔对接的第一部件和第二部件的对接区域分别加工对接孔,所述制作方法包括:

在所述对接区域上制作第一粗定位孔和第二粗定位孔;

提供与所述对接区域相匹配对接的钻模,所述钻模包括第一定位孔和第二定位孔;

将所述对接区域与所述钻模均调节至水平状态,且所述第一定位孔沿轴向的投影覆盖所述第一粗定位孔,以所述第一定位孔为模孔制出第一精定位孔;

使所述第二定位孔绕对应所述第一精定位孔的轴线在第一设定误差范围内转动,至所述第二定位孔沿轴向的投影覆盖所述第二粗定位孔,以所述第二定位孔为模孔制出第二精定位孔。

于本申请一示例性实施例中,所述制作方法还包括:

提供与所述对接区域相匹配对接的定位器,所述定位器包括第一定位部和第二定位部;

将所述第一定位部与所述第一粗定位孔对接,将所述第二定位部与所述第二粗定位孔对接;

将所述第一部件或所述第二部件的零部件装配在所述对接区域,以完成所述第一部件或所述第二部件的装配。

于本申请一示例性实施例中,所述定位器的获得包括:

获取对接区域数模;

根据所述对接区域数模获得定位器数模;

根据所述定位器数模加工制得所述定位器。

于本申请一示例性实施例中,所述定位器包括第一部件定位器和第二部件定位器,根据所述定位器数模加工制得所述定位器,包括:

根据第一部件定位器数模和第二部件定位器数模分别生产第一部件定位器主体和第二部件定位器主体;

将所述第一部件定位器主体和所述第二部件定位器主体按所述第一部件和所述第二部件组合的状态对接;

在所述第一部件定位器主体和所述第二部件定位器主体上共同制出第一衬套孔和第二衬套孔;

将所述第一部件定位器主体与所述第二部件定位器主体分离,分别在第一衬套孔和第二衬套孔内安装衬套。

于本申请一示例性实施例中,所述钻模的获得包括:

获取对接区域数模;

根据所述对接区域数模获得钻模数模;

根据所述钻模数模加工制得所述钻模。

于本申请一示例性实施例中,所述钻模包括第一部件钻模和第二部件钻模,根据所述钻模数模加工制得所述钻模包括:

根据第一部件钻模数模和第二部件钻模数模分别制得第一部件钻模主体和第二部件钻模主体;

将所述第一部件钻模主体和所述第二部件钻模主体按照所述第一部件和所述第二部件组合的状态对接;

在所述第一部件钻模主体和所述第二部件钻模主体上共同制出第一协调衬套孔,和第二协调衬套孔,其中,所述第二协调衬套孔为以所述第一协调衬套孔圆心为圆心的弧形槽孔;

分离所述第一部件钻模主体和所述第二部件钻模主体,在所述第一协调衬套孔和所述第二协调衬套孔内分别安装衬套,其中,所述第二协调衬套孔内的衬套沿所述第二协调衬套孔滑动。

于本申请一示例性实施例中,所述钻模上设置有水平器和刻度尺。

于本申请一示例性实施例中,所述第一部件为机身,所述第二部件为机翼。

于本申请一示例性实施例中,所述对接区域包括:

机身前框,设置于所述机身上,所述机身前框上制出有所述第一精定位孔和所述第二精定位孔;

机身后框,设置于所述机身上,所述机身后框上制出有所述第一精定位孔和所述第二精定位孔;

机翼前梁,设置于所述机翼上,被配置为与所述机身前框相连接,所述机翼前梁上制出有所述第一精定位孔和所述第二精定位孔;

机翼后梁,设置于所述机翼上,被配置为与所述机身后框相连接,所述机翼后梁上制出有所述第一精定位孔和所述第二精定位孔;

其中,所述机身和所述机翼对合后,所述第一精定位孔均同轴,所述第二精定位孔均同轴。

本申请还提供一种对接方法,用于四孔对接的第一部件和第二部件的对接,所述第一部件和所述第二部件的对接区域均设有根据上述任一项所述的方法制出的对接孔;

将所述第一部件和所述第二部件对应位置的所述对接孔连接,实现所述第一部件和所述第二部件的对合。

本申请还提供一种接孔的制作装置,包括:

钻模,设置有第一定位孔和第二定位孔,所述第二定位孔绕所述第一定位孔的轴线在第一设定误差范围内转动;

其中,所述钻模包括第一部件钻模和第二部件钻模,所述第一部件钻模和所述第二部件钻模的所述第一定位孔和所述第二定位孔在对接状态下共制。

本发明的有益效果在于:

本申请通过与对接区域相匹配对接的钻模,钻模上设置有第一定位孔和绕第一定位孔轴线在第一预设误差允许范围内转动的第二定位孔,在第一部件或第二部件调节水平,调节与第一部件或第二部件相对应的钻模水平后,调整钻模位置,使得第一定位孔投影覆盖对接区域的第一粗定位孔,通过第一定位孔制出第一精定位孔。而后调节第二定位孔沿第一精定位孔的轴线转动,使得第二定位孔沿轴向的投影覆盖第二定位孔,通过第二定位孔制出第二精定位孔。通过本申请制得的第一精定位孔与第二精定位孔之间距离保持一定,第一精定位孔与第二精定位孔沿水平方向投影的高度差在第一设定误差允许范围内,保证了第一部件和第二部件互换装配,且第一部件和第二部件在装配精度上符合设计要求,方便了在使用过程中对第一部件和第二部件的快速维修、更换,满足更多场景的使用要求。本申请的钻模独立获得,避免了第一部件和第二部件制作过程中传递误差,有效的保证第一精定位孔、第二精定位孔的位置精度要求,提高第一部件和第二部件的适配性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一示例性对接孔制作方法示意图;

图2为本申请一示例性钻模获得流程图;

图3为本申请图2中步骤S230的示例性具体示意图;

图4为本申请一示例性定位器参与对接孔制作方法示意图;

图5为本申请一示例性定位器获得流程图;

图6为本申请图5中步骤S530的示例性具体示意图

图7为本申请一示例性钻模获得的示意图;

图8为本申请一示例性定位器获得的示意图;

图9为本申请一示例性机翼装配示意图;

图10为本申请一示例性机身装配示意图;

图11为本申请一示例性机身和机翼连接孔位示意图;

图12为本申请一示例性机身和机翼组合后示意图;

图13为本申请一示例性机翼放置在机翼调平设备上示意图;

图14为本申请一示例性机翼钻模与机翼连接示意图;

图15为本申请一示例性机翼上连接孔投影示意图;

图16为本申请一示例性机翼偏斜示意图;

图17为本申请机身放置到调平设备上示意图;

图18为本申请一示例性机身钻模与机身连接示意图;

图19为本申请一示例性机身上连接孔投影示意图;

图20为本申请一示例性机身偏斜示意图;

图21为本申请一示例性机身和机翼对合示意图;

图22为本申请一示例性机身和机翼对合时尺寸配合示意图;

图23为本申请一示例性机身和机翼对接方法示意图;

图24为本申请一示例性对接孔的制作装置的示意图。

元件标号说明

100、机身;110、机身前框;120、机身后框;

200、机翼;210、机翼前梁;220、机翼后梁;

300、钻模;310、机身钻模;311、机身钻模主体;320、机翼钻模;321、机翼钻模主体;330、第一定位孔;331、第一协调衬套孔;340、第二定位孔;341、第二协调衬套孔;350、刻度尺;360、水平器;

400、定位器;410、机身定位器;411、机身定位器主体;420、机翼定位器;421、机翼定位器主体;430、第一初定位孔;440、第二初定位孔;

510、机翼调平设备;520、机身调平设备。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解,本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案,而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法,通常按照常规条件,或者按照各制造商所建议的条件。

当实施例给出数值范围时,应理解,除非本发明另有说明,每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义,本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载,还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。

须知,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容下,当亦视为本发明可实施的范畴。

本申请提供一种接孔的制作方法,用于在通过四孔对接的第一部件和第二部件的对接区域分别加工对接孔,可以改善现有的部件互换性差、不方便维修等问题。第一部件与第二部件通过四孔对接的方法进行对接,即第一部件与第二部件上均有两个对接孔,第一部件与第二部件上的对接孔两两对应后进行连接、固定等。请参阅图1,对接孔的制作方法具体包括如下步骤:

步骤S110、在所述对接区域上制作第一粗定位孔和第二粗定位孔。

示例性的,在第一部件和第二部件的生产阶段,在第一部件和第二部件上均需制出第一粗定位孔和第二粗定位孔,示例性的,第一粗定位孔和第二粗定位孔的制作,均通过机加工的方式在第一部件和第二部件的零部件生产中直接加工而成,保证对接孔的基本精度要求。示例性的,以机身和机翼对接为例,其中机身对应第一部件,机翼对应第二部件,机身和机翼的对接区域均需制出第一粗定位孔和第二粗定位孔。

示例性的,以机身和机翼为例,对接区域包括设置于机身上的机身前框和机身后框,设置于机翼上的机翼前梁和机翼后梁,对接区域上均制作有第一粗定位孔和第二粗定位孔。其中,所述机身和所述机翼对合后,第一粗定位孔均同轴,第二粗定位孔均同轴。

步骤S120、提供与所述对接区域相匹配对接的钻模,所述钻模包括第一定位孔和第二定位孔。

示例性的,钻模包括第一部件钻模和第二部件钻模,第一部件钻模与第一部件上的对接区域相匹配,第二部件钻模与第二部件上的对接区域相匹配,钻模独立于第一部件和第二部件机加工而成,避免第一部件和第二部件装配误差对钻模的精度造成影响。示例性的,以飞机的机身和机翼为例,钻模包括机身钻模和机翼钻模。

请参阅图2,对于钻模的获得包括以下具体步骤:

步骤S210、获取对接区域数模

通过第一部件和第二部件组合件的数字化模型提取第一部件和第二部件在对接区域的数据,通过数字化模型传递数据,既有利于提高传递速率,又有效的保证对接区域数据的准确性。示例性的,对接区域的数据包括两部分,即第一部件上对接区域的数据和第二部件上对接区域的数据,两个对接区域之间的数据相匹配。同理的,对接区域的数字化模型也包括第一部件上的和第二部件上的两部分。以飞机的机身和机翼为例,通过飞机的数字化模型提取机身和机翼在对接区域的数据,保证机身和机翼对接区域数据的准确。

步骤S220、根据所述对接区域数模获得钻模数模。

通过对接区域数字模型,构建钻模的数字模型。示例性的,钻模数模包括第一部件钻模数模和第二部件钻模数模,第一部件钻模数模可以通过第一部件上的对接区域数模构建而成,也可以通过第二部件上的对接区域数模构建而成,根据实际需要择优选择即可。优选的,第一部件钻模数模通过第一部件上的对接区域数模构建而成,以便于第一部件钻模与第一部件相对接匹配。同理的,第二部件钻模数模也可以通过第二部件上的对接区域数模构建而成,也可以通过第一部件上的对接区域数模构建而成,优选的,第二部件钻模数模通过第二部件上的对接区域数模构建而成。一实施例中,钻模数模包括机身钻模数模和机翼钻模数模。

步骤S230、根据所述钻模数模加工制得所述钻模。

根据第一部件钻模数模和第二部件钻模数模分别制得第一部件钻模和第二部件钻模。通过飞机的数字化模型,提取第一部件和第二部件在对接区域的数据,到构建钻模数模,整个过程均通过CAD/CAM技术数字量几何模型尺寸传递方式,从而保证了钻模数据的准确性,保证了通过钻模协调获得对接孔的基准准确,从而保证对接孔获得的准确。一实施例中,根据机身钻模数模和机翼钻模数模,分别制得机身钻模和机翼钻模。

请参阅图3,示出了根据所述钻模数模加工制得钻模的一示例性具体过程,具体步骤如下:

步骤S310、根据第一部件钻模数模和第二部件钻模数模分别制得第一部件钻模主体和第二部件钻模主体。

示例性的,根据第一部件钻模数模通过数控加工或其他机加工方式获得第一部件钻模主体;根据第二部件钻模数模通过数控加工或其他机加工方式获得第二部件钻模主体。

步骤S320、将所述第一部件钻模主体和所述第二部件钻模主体按照所述第一部件和所述第二部件组合的状态对接。

将第一部件钻模主体和第二部件钻模主体按照第一部件和第二部件组合的状态对接,方便对在第一部件钻模主体和第二部件钻模主体上共制定位孔,第一部件钻模和第二部件钻模上的定位孔处于统一的基准下,保证第一部件钻模和第二部件钻模上定位孔之间的协调关系、尺寸关系符合公差要求,有效的提高第一部件钻模和第二部件钻模的精度。

步骤S330、在所述第一部件钻模主体和所述第二部件钻模主体上共同制出第一协调衬套孔,和第二协调衬套孔,其中,所述第二协调衬套孔为以所述第一协调衬套孔圆心为圆心的弧形槽孔。

在第一部件钻模主体和第二部件钻模主体组合状态下,共同制出第一协调衬套孔,示例性的,第一协调衬套孔的轴线与第一定位孔的轴线重合。

共同制出第二协调衬套孔,示例性的,第二协调衬套孔为弧形槽孔,弧形的圆心为第一协调衬套孔的圆心,换言之,第一协调衬套孔中线上任一点的距离到第一协调衬套孔圆心的距离相等,从而保证了第一精定位孔和第二精定位孔之间的距离保持一定,从而满足第一部件和第二部件互换的基本要求。

步骤S340、分离所述第一部件钻模主体和所述第二部件钻模主体,在所述第一协调衬套孔和所述第二协调衬套孔内分别安装衬套,其中,所述第二协调衬套孔内的衬套沿所述第二协调衬套孔滑动。

将第一部件钻模主体和第二部件钻模主体分离,在第一协调衬套孔和第二协调衬套孔内分别安装衬套。示例性的,第一协调衬套孔和第二协调衬套孔内的衬套规格可以相同,也可以不相同,优先选用相同规格的衬套,以便于加工,同时保证第一精定位孔与第二精定位孔的尺寸相同,以便于使用相同的连接件。

示例性的,第一协调衬套孔的内径与衬套的外径相同,便于衬套装入到第一协调衬套孔内。

示例性的,第二协调衬套孔两侧弧形的半径差与衬套的外径相同,以便于将衬套装入到第二协调衬套孔内,且使得衬套可以在第二协调衬套孔沿第二协调衬套孔滑动,即第二协调衬套孔内的衬套绕第一协调衬套孔内衬套的轴线转动。

示例性的,第一协调衬套孔内所安装的衬套内孔为第一定位孔,第二协调衬套孔内安装的衬套内孔为第二定位孔。

示例性的,衬套内径与对接孔的内径相同,以便于根据衬套制得对接孔。

示例性的,钻模上安装水平器和刻度尺,水平器用于观察钻模是否水平,刻度尺用于观察第二协调衬套孔内衬套孔的位置。请参阅图7中所示,水平器和刻度尺分别安装在钻模方便观察的位置,换言之,水平器和刻度尺安装后,第一部件钻模与第一部件对接后,第一部件钻模的水平器和刻度尺可以方便观察到;第二部件钻模与第二部件对接后,第二部件钻模的水平器和刻度是可以方便工程师观察到,优选的,刻度尺安装在第二协调衬套孔边缘处,以方便查看第二协调衬套孔内衬套的位置。

请参阅图7,图7以飞机的机身和机翼为例,示出了通过机身钻模数模和机翼钻模数模共同制得机身钻模和机翼钻模的具体过程。

请继续参阅图1,步骤S130、将所述对接区域与所述钻模均调节至水平状态,且所述第一定位孔沿轴向的投影覆盖所述第一粗定位孔,以所述第一定位孔为模孔制出第一精定位孔。

第一部件和第二部件上的第一精定位孔各自独立制成,示例性的,第一部件自身装配完成后,将第一部件放置到第一部件调平设备,以机身为例,如图17所示,机身调平设备用于机身的调平,调节对接区域水平,即机身调节水平,机身调节水平指机身调资到正确姿态,停放水平位置姿态。将机身钻模调节水平,如图18所示,示例性的,机身钻模通过自身设置的水平器调节到水平状态,且机身钻模至机身协调钻模上的第一精定位孔沿轴向的投影覆盖机身上的第一粗定位孔,通过第一精定位孔将机身上的第一粗定位孔扩孔制成第一精定位孔。示例性的,通过工艺螺栓等连接件将机身钻模连接在机身上,确定机身调平设备仍处于水平位置。

示例性的,在机身钻模调节水平时,机身钻模可以通过其他辅助工具固定或抵靠在机身上,以方便对机身钻模调节水平,也便于观察第一定位孔与第一粗定位孔之间的关系。

同理的,以第二部件为机翼为例,机翼自身装配完成后,将机翼放置到机翼调平设备上,如图13~图14所示,对机翼和机翼钻模做如上机身和机身钻模的操作,获得机翼上的第一精定位孔。

示例性的,机身上设置有两个第一精定位孔,两个机身上的第一精定位孔同轴;机翼上设置有两个第一精定位孔,机翼上的两个第一精定位孔同轴。

步骤S140、使所述第二定位孔绕对应所述第一精定位孔的轴线在第一设定误差范围内转动,至所述第二定位孔沿轴向的投影覆盖所述第二粗定位孔,以所述第二定位孔为模孔制出第二精定位孔。

绕第一精定位孔的轴线在第一设定误差范围内转动第二定位孔,至第二定位孔沿轴向的投影覆盖第二粗定位孔,通过第二定位孔制出第二精定位孔,第二定位孔与第二精定位孔的轴线重。

通过第二定位孔绕第一精定位孔的轴线转动,保证了第二精定位孔与第一精定位孔之间的距离为固定值,从而保证了第一部件和第二部件对接时,第一部件和第二部件的对接孔可以完全对接匹配,满足互换性的基本要求。第二定位孔在第一设定误差范围内转动,示例性的,第一设定误差为第一精定位孔和第二精定位孔之间的高度差,即第一精定位孔与第二精定位孔沿水平方向的投影之间的距离,通过第一设定误差,保证了第一精定位孔与第二精定位孔之间的高度差在预设范围内,从而满足第一部件和第二部件的偏斜度要求,,以机身和机翼为例,保证机身和机翼在组合后飞机的偏斜度处于合理范围内。

示例性的,第一部件和第二部件上各分别有两个第二精定位孔,第一部件上的两个第二精定位孔轴线重合,第二部件上的两个第二精定位孔轴线重合。

请参阅图15~图16,示例性的,以机翼为例,机翼的对接孔包括两个第一精定位孔和两个第二精定位孔,机翼的两个第一精定位孔分别为A1孔和C1孔,A1孔和C1孔的轴线重合;两个第二精定位孔分别为B1孔和D1孔,B1孔和D1孔的轴线重合;A1孔与B1孔同侧,C1孔和D1孔同侧。A1孔与B1孔沿水平方向的投影之间的高度差为H2,C1孔和D1孔沿水平方向的投影之间的高度差为H1,H1与H2数值相同,且方向一致。示例性的,H1=H2≤X,机身和机翼在同侧对接孔之间的偏斜极限高度为2X,换言之,机翼上的A1孔和B1孔之间的偏斜数值不大于飞机上同等位置偏斜极限的一半,从而保证机身与机翼装配后,机身和机翼总的偏斜值小于飞机上同等位置偏斜极限,保证机身或机翼互换后,飞机保证满足设计要求。

请参阅图19~20,示例性的,以机身为例,机身的对接孔为两个第一精定位孔和两个第二精定位孔,两个第一精定位孔分别为A2孔和C2孔,A2孔和C2孔的轴线重合;两个第二精定位孔分别为B2孔和D2孔,B2孔和D2孔的轴线重合;A2孔与B2孔同侧,C2孔和D2孔同侧。A2孔与B2孔沿水平方向的投影之间的高度差为h2,C2孔和D2孔沿水平方向的投影之间的高度差为h1,h2与h1数值相同,且方向一致。示例性的,h1=h2≤X,机身和机翼在同侧对接孔之间的偏斜极限高度为2X,换言之,第一设定误差的范围为-X~X,从而满足h1=h2≤X。机身上的A2孔和B2孔之间的偏斜数值不大于飞机上同等位置偏斜极限的一半,从而保证机身与机翼装配后,机身和机翼总的偏斜值小于飞机上同等位置偏斜极限,保证机身或机翼互换后,飞机保证满足设计要求。

请参阅图21~22,示例性的,机身与机翼对合时,机翼在机身正上方,机翼、机身实现对合,即机翼向机身移动(向下移动),实现对接孔的连接,即A1/A2连接、B1/B2连接、C1/C2连接、D1/D2连接。

机翼:A1、C1同轴,B1、D1同轴;H1=H2;

机身:A2、C2同轴,B2、D2同轴;h1=h2;

A1B1长度=A2B2长度=C1D1长度=C2D2长度;

准备对合前,机翼在机身正上方,即F1=F2;(F2:机翼A1孔到机身A2孔的距离;F1:机翼C1孔到机身C2孔的距离)

B1与B2的距离=F2+H2-h2=F3;

D1与D2的距离=F1+H1-h1=F4;

当F1=F2=F3=F4时,机翼向下移动F1距离,机翼上的A1、B1、C1、D1孔分别与机身上的A2、B2、C2、D2孔同轴,即对合成功。即当h1-H1=0、h2-H2=0时,机翼向下移动能实现对合。

将机翼以A1C1为轴转动至h1=H1(此时A1、C1孔位置未发生变动),再向下移动F1就能顺利对合。因h1=h2≤X,H1=H2≤X,即对合后A孔和B孔之间的Z轴方向的偏斜距离≤2X,C孔和D孔之间的Z轴方向的偏斜距离≤2X,满足设计机翼偏斜度要求。

在对接区域设置较小的第一粗定位孔和第二粗定位孔,装配完成后,第一粗定位孔和第二粗定位孔由于装配过程中的装配应力等会出现变形,第一粗定位孔和第二粗定位孔之间的距离也会随之改变。本申请通过使用钻模协调制孔,有效的保证了第一精定位孔和第二精定位孔之间的位置、尺寸关系,通过本申请方法在机身和机翼上制得的对接孔,满足互换的使用要求,提高维修、更换速度,适用多场景、多条件下使用。

示例性的,对接孔的制作方法还包括提供一定位器,定位器用于在第一部件和第二部件装配过程中,对第一粗定位孔和第二粗定位孔进行粗定位,使用定位器的步骤为图1中S110至S120之间,请参阅图4,具体介绍如下:

步骤S410、提供与所述对接区域相匹配对接的定位器,所述定位器包括第一定位部和第二定位部。

示例性的,定位器包括第一部件定位器和第二部件定位器,一实施例中,第一部件为机身,第二部件为机翼,定位器包括机身定位器和机翼定位器,示例性的,机身定位器设置在机身装配架上,以对第一粗定位孔和第二粗定位孔进行定位。机身上的对接区域为机身前框和机身后框,机身定位器与机身前框和机身后框相匹配。

步骤S420、将所述第一定位部与所述第一粗定位孔对接,将所述第二定位部与所述第二粗定位孔对接。

一实施例中,第一定位部为第一初定位孔,第二定位部为第二初定位孔,第一初定位孔与第一粗定位孔通过定位销进行连接,第二初定位孔与第二粗定位孔通过定位销进行连接,以通过第一初定位孔和第二初定位孔对第一粗定位孔和第二粗定位孔进行定位、限位。

步骤S430、将第一部件或第二部件的零部件装配在所述对接区域,以完成第一部件或第二部件的装配。

示例性的,以机身和机翼为例,如图10所示,通过机身定位器对机身前框和机身后框进行定位,将机身的其他零部件装配在机身前框和机身后框上,直至机身组装完成。如图9所示,通过机翼定位器对机翼前梁和机翼后梁进行定位,将机翼的其他零部件装配在机翼前梁和机翼后梁上,直至机翼组装完成。

通过使用定位器对对接区域进行定位、限位,有效的保证在装配过程中,第一粗定位孔和第二粗定位孔之间保持基本的尺寸关系,减少装配过程中导致第一粗定位孔和第二粗定位孔之间尺寸变化过大。

请参阅图5、图8,定位器独立获得,具体步骤包括:

步骤S510、获取对接区域数模。

对接区域数字模型包括第一部件上的对接区域数字模型和第二部件上的对接区域数字模型。

步骤S520、根据所述对接区域数模获得定位器数模。

根据对接区域的数字模型,构建定位器的数字模型,定位器数模包括第一部件定位器数模和第二部件定位器数模。一实施例中,定位器数模包括机身定位器数模和机翼定位器数模,机身定位器数模可以通过机身上对接区域数模构建,也可以通过机翼上对接区域数模构建,优选的,机身定位器数模通过机身上的对接区域数模构建。机翼定位器数模可以通过机翼上的对接区域数模构建,也可以通过机身上的对接区域数模构建,优选的,机翼定位器数模通过机翼上的对接区域数模构建。

步骤S530、根据所述定位器数模加工制得所述定位器。

根据定位器数模,通过数控加工等机加工方式制得定位器。请参阅图6,根据定位器数模加工制得定位器的具体步骤包括:

步骤S610、根据第一部件定位器数模和第二部件定位器数模分别生产第一部件定位器主体和第二部件定位器主体。

通过CAD/CAM技术构建第一部件定位器数模和第二部件定位器数模,可以减少尺寸传递公差,有效的保证设计精度、生产精度。根据第一部件定位器数模通过机加工的形式生产第一部件定位器主体,根据第二部件定位器数模通过机加工的形式生产第二部件定位器主体。

步骤S620、将所述第一部件定位器主体和所述第二部件定位器主体按所述第一部件和所述第二部件组合的状态对接。

示例性的,将第一部件定位器主体和第二部件定位器主体按照第一部件和第二部件组合的状态对接,保证第一部件定位器和第二部件定位器上对应位置的第一初定位孔及第二初定位孔位置准确,提高整体精度和配合度。

步骤S630、在所述第一部件定位器主体和所述第二部件定位器主体上共同制出第一衬套孔和第二衬套孔。

步骤S640、将所述第一部件定位器主体与所述第二部件定位器主体分离,分别在第一衬套孔和第二衬套孔内安装衬套,制成定位器。

请参阅图8,示例性的,以机身和机翼为例,根据机身定位器数模和机翼定位器数模加工制得机身定位器和机翼定位器。

一实施例中,第一衬套孔和第二衬套孔内无需安装衬套,通过定位销连接第一衬套孔和第一粗定位孔,通过定位销连接第二衬套孔和第二粗定位孔,从而满足定位限位需要,优选的,第一衬套孔的内径与第一粗定位孔的内径相同,第二衬套孔与第二粗定位孔的内径相同。在另一实施例中,第一衬套孔内安装有衬套,衬套的内径与第一粗定位孔内径相同;第二衬套孔内安装有衬套,第二衬套孔内安装的衬套内径与第二粗定位孔内径相同。以减少定位器主体的磨损,提高定位器的使用寿命,保证定位器的使用精度要求。优选的,第一衬套孔和第二衬套孔内安装的衬套规格相同,以便于更换、协调统一。

本申请还提供一种对接方法,用于四孔对接的第一部件和第二部件的对接,包括第一部件和第二部件的对接区域均设有根据上述任一项的对接孔的制作方法制出的对接孔;

将第一部件和第二部件对应位置的对接孔连接,实现第一部件和第二部件的对合。

请参阅图23,图23以机身和机翼为例,示出了机身和机翼的对接方法,首先通过飞机数模获得对接区域的结构数字模型,而后通过对接区域的数字模型分三条路线,分别为:机翼装配路线、机身装配路线和钻模协调钻孔。

机翼装配路线,通过飞机数模建立机翼定位器数模,数控加工出机翼定位器,定位机翼前梁和后梁上与机身对接时的第一粗定位孔和第二粗定位孔,装配机翼。

机身装配路线,通过飞机数模建立机身定位器数模,数控加工出机身定位器,定位机身前框和机身后框上与机翼对接时的第一粗定位孔和第二粗定位孔,装配机身。

钻模协调钻孔,结合设计要求,建立机翼钻模数模、机身钻模数模,数控加工出机翼钻模、机身钻模,钻模参与机翼、机身精加工,即通过钻模上的第一定位孔和第二定位孔制得机身和机翼上的第一精定位孔和第二精定位孔,第一精定位孔和第二精定位孔的制得在调平设备上进行,其中机身放置在机身调平设备上,机翼放置在机翼调平设备上,保证机翼、机身对接时翼身连接孔协调准确性。

在获得第一精定位孔和第二精定位孔后,将机身和机翼进行对合,机身和机翼的所有第一精定位孔同轴,所有第二精定位孔同轴,通过连接件实现机身和机翼的对合固定。

机身与机翼的对接方法具有如下有益效果:

1、协调路线中定位器都是直接在数控设备中输入数据,加工中心一次性加工成型,精度高,无数据传递误差。

2、机翼、机身独立制造,生产效率高。

3、通过机翼钻模和机身钻模分别在机翼和机身上制得第一精定位孔和第二精定位孔,机翼、机身可以实现对接,且机翼、机身可以互换对接。提高互换性、维修性。通过机翼钻模、机身钻模能够有效控制机翼、机身装配误差对翼身对接的影响,使装配后的机身机翼误差满足要求。

本申请还提供一种对接孔的制作装置,包括钻模300,钻模300上设置有第一定位孔330和第二定位孔340,第二定位孔340绕第一定位孔330的轴线在第一设定误差范围内转动;示例性的,钻模包括第一部件钻模和第二部件钻模,以机身和机翼为例,钻模300包括机身钻模310和机翼钻模320,机身钻模310和机翼钻模320的第一定位孔330和第二定位孔340在对接状态下共制。

示例性的,请参阅图24,钻模300上设置有第一衬套孔和第二衬套孔,第二衬套孔为弧形槽孔,弧形的圆心为第一衬套孔的圆心,换言之,第二衬套孔中线的任意一点到第一衬套孔圆心的距离相等。第一衬套孔和第二衬套孔内均装有衬套,其中第一衬套孔内的衬套内孔为第一定位孔330,第二衬套孔内的衬套内孔为第二定位孔340,第二衬套孔内的衬套沿第二衬套孔滑动,即第二衬套孔内的衬套绕第一衬套孔内衬套的轴线转动,从而保证第一定位孔330与第二定位孔340之间的距离保持一定。通过本申请钻模获得的第一部件与第二的对接孔,可以满足第一部件和第二部件的互换性要求,尤其对于飞机的机身和机翼,可以方便更换飞机的机身或机翼,方便维修,适应多场景的使用。

示例性的,钻模300上还设置有刻度尺和水平器,刻度尺用于观察第二定位孔340的位置,水平器用于观察钻模的水平。

所以,本发明有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

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06120116481001