专利名称：一种复合材料翼面整体构件骨架或加筋的定位工装及其使用方法
技术领域：
本发明属于复合材料结构成型技术，涉及一种复合材料翼面整体构件骨架或加筋的定位工装及其使用方法。
背景技术：
复合材料经过多年来的发展，已经逐步应用到大型主承力结构。参见图1，图1中的上图是一种带有上下蒙皮的复合材料翼面整体构件，在上下蒙皮之间有与上下蒙皮贴合连接的复合材料骨架。图1中的下图是一种带有下蒙皮的复合材料翼面整体构件，在下蒙皮上有只与下蒙皮贴合连接的复合材料加筋。骨架或加筋的延伸方向为复合材料翼面的纵向，即翼展方向；骨架或加筋的排列方向为横向，即翼弦方向。由于主承力结构对翼面整体构件的骨架或加筋位置要求更加严格，因此，在成型过程中控制复合材料翼面整体构件的骨架或加筋位置精度尤为重要。一般情况下，复合材料翼面整体构件的骨架或加筋的定位精度为士 1.5mm左右。当复合材料翼面整体构件沿翼弦方向尺寸很大时，固化时由热膨胀不匹配带来的骨架或加筋位置偏差将变得非常严重。目前，蒙皮模具和定位装置采用的材料一般为钢，其热膨胀系数与复合材料相差很大，若复合材料为高温下固化成型，当骨架或加筋固化模与蒙皮模具之间采用定位销连接定位时，虽然常温状态下骨架或加筋固化模的定位准确，但是，高温成型过程中由蒙皮模具与蒙皮之间的热膨胀不匹配导致的骨架或加筋的位置偏差将大幅增加，难以保证复合材料翼面整体构件上的骨架或加筋的位置精度， 不能满足复合材料翼面整体构件与其它构件之间的装配协调要求，甚至导致产品报废。目前，复合材料翼面整体构件上的骨架或加筋的定位方法为当复合材料翼面整体构件沿骨架或加筋横向尺寸很大时，在常温状态下，将骨架或加筋固化模的两端用定位销定位，进热压罐之前，将骨架或加筋固化模两端的定位销拆除。上述定位方法的缺点是骨架或加筋的位置精度差，仍然不能满足复合材料翼面整体构件与其它构件之间的装配协调要求。其原因是，因为骨架或加筋固化模没有约束，由于高温固化过程中，骨架或加筋毛坯为软体，抽真空或者加压时，骨架或加筋固化模与蒙皮之间会产生滑动位移，并且骨架或加筋固化模还会产生偏转运动，并且各个骨架或加筋固化模之间无相互约束，每个骨架或加筋固化模随蒙皮热膨胀移动的位移不同，这些都导致骨架或加筋的位置精度无法控制。
发明内容
本发明的目的是提出一种复合材料翼面整体构件骨架或加筋的定位工装及其使用方法，以保证成型后骨架或加筋的位置精度，满足复合材料翼面整体构件与其它构件之间的装配协调要求，提高装配质量。本发明的技术方案是一种复合材料翼面整体构件骨架或加筋的定位工装，包括钢材制造的蒙皮模具和骨架或加筋固化模，在蒙皮模具上有蒙皮型面，在蒙皮型面上有未固化的蒙皮毛坯或者固化的蒙皮，在未固化的蒙皮毛坯或者固化的蒙皮上排列有带有骨架或加筋毛坯的固化模，骨架或加筋固化模的数量和位置由复合材料翼面整体构件图纸确定；其特征在于在蒙皮模具的纵向两端、蒙皮型面以外的蒙皮模具上各有一个骨架或加筋固化模定位装置，邻接蒙皮型面翼根一侧的定位装置为翼根定位装置，邻接蒙皮型面翼尖一侧的定位装置为翼尖定位装置；翼根定位装置由若干个翼根定位组件和一个翼根横梁连接组成，翼根定位组件的数量与骨架或加筋固化模的数量相同，每个翼根定位组件由翼根定位器、翼根连接段、翼根定位器固定螺栓、翼根定位器销钉、翼根连接段螺栓和翼根连接段销钉组成；翼根定位器由一个底板、与底板上表面垂直连接为整体的、相互平行的两个立板以及挡板构成，挡板位于两个立板之间、靠近两个立板的外边缘，挡板分别与立板和底板垂直，挡板通过挡板螺栓和挡板销钉固定在底板上；底板上有翼根定位器固定螺栓孔和翼根定位器销钉孔，在蒙皮模具上对应的位置有相应的翼根定位器固定螺纹孔和翼根定位器销钉孔，通过翼根定位器固定螺栓和翼根定位器销钉将翼根定位器固定在蒙皮模具上， 翼根定位器的材料与蒙皮模具的材料相同；翼根连接段是一个长方体，翼根连接段的内端面与骨架或加筋固化模的翼根端连接，在骨架或加筋固化模的翼根端有一个翼根连接板， 翼根连接段的内端面通过翼根连接段螺栓和翼根连接段销钉与翼根连接板连接为整体，翼根连接段的外端位于两个立板之间，翼根连接段的外端与两个立板间隙配合，翼根连接段的外端面与挡板的内表面贴合，翼根连接段的材料与蒙皮模具的材料相同；翼根横梁是一个长板，它位于翼根定位器的外侧，翼根横梁的内表面与所有翼根定位器的立板的外端面贴合，在翼根定位器立板的外端面上有翼根横梁螺纹孔和翼根横梁销钉孔，在翼根横梁上与立板外端面上的翼根横梁螺纹孔和翼根横梁销钉孔对应的位置有相应的翼根横梁螺栓孔和翼根横梁销钉孔，通过翼根横梁螺栓和翼根横梁销钉将翼根横梁固定在所有翼根定位器的立板的外端面上；翼根横梁由热膨胀系数与复合材料蒙皮相同的材料制造；翼尖定位装置由若干个翼尖定位组件和一个翼尖横梁连接组成，翼尖定位组件的数量与骨架或加筋固化模的数量相同，每个翼尖定位组件由翼尖定位器、翼尖连接段、翼尖定位器固定螺栓、翼尖定位器销钉、翼尖连接段螺栓和翼尖连接段销钉组成；翼尖定位器由一个底板和与底板上表面垂直连接为整体的、相互平行的两个立板构成，底板上有翼尖定位器固定螺栓孔和翼尖定位器销钉孔，在蒙皮模具上对应的位置有相应的翼尖定位器固定螺纹孔和翼尖定位器销钉孔，通过翼尖定位器固定螺栓和翼尖定位器销钉将翼尖定位器固定在蒙皮模具上，翼尖定位器的材料与蒙皮模具的材料相同；翼尖连接段是一个长方体，翼尖连接段的内端面与骨架或加筋固化模的翼尖端连接，在骨架或加筋固化模的翼尖端有一个翼尖连接板，翼尖连接段的内端面通过翼尖连接段螺栓和翼尖连接段销钉与翼尖连接板连接为整体，翼尖连接段的外端位于两个立板之间，翼尖连接段的外端与两个立板间隙配合，翼尖连接段的材料与蒙皮模具的材料相同；翼尖横梁是一个长板，它位于翼尖定位器的外侧，翼尖横梁的内表面与所有翼尖定位器的立板的外端面贴合，在翼尖定位器立板的外端面上有翼尖横梁螺纹孔和翼尖横梁销钉孔，在翼尖横梁上与立板外端面上的翼尖横梁螺纹孔和翼尖横梁销钉孔对应的位置有相应的翼尖横梁螺栓孔和翼尖横梁销钉孔，通过翼尖横梁螺栓和翼尖横梁销钉将翼尖横梁固定在所有翼尖定位器的立板的外端面上；翼尖横梁由热膨胀系数与复合材料蒙皮相同的材料制造。如上面所述的定位工装的使用方法，其特征在于，使用的步骤如下1、在带有铺叠好的蒙皮毛坯或固化后蒙皮的蒙皮模具上安装翼根定位器和翼尖定位器；在蒙皮模具上将翼根定位器和翼尖定位器分别用翼根定位器销钉和翼尖定位器销钉定位连接，并用翼根定位器固定螺栓和翼尖定位器固定螺栓紧固；2、将翼根连接段和翼尖连接段与骨架或加筋固化模装配连接；将所有的翼根连接段和翼尖连接段与相应的骨架或加筋固化模上的翼根连接板和翼尖连接板分别用翼根连接段销钉和翼尖连接段销钉连接定位，用翼根连接段螺栓和翼尖连接段螺栓紧固；3、骨架或加筋固化模的定位；将带有骨架或加筋毛坯的骨架或加筋固化模通过两端的翼根连接段和翼尖连接段分别与两端的翼根定位器和翼尖定位器装配，保证翼根连接段的外端面与翼根定位器的挡板内表面贴合定位，翼根连接段的两侧面与翼根定位器的两平行立板的内侧面配合定位，翼尖连接段的两侧面与翼尖定位器的两平行立板的内侧面配合定位；4、安放软模；在骨架或加筋毛坯需要安放软模的位置安放相应的软模；5、封装真空袋，保证定位装置位于真空袋外，并抽真空；6、在所有翼根定位器的外侧端面上安装翼根横梁；在所有翼尖定位器的外侧端面上安装翼尖横梁；用翼根横梁销钉通过所有翼根定位器两平行立板的外端面上翼根横梁销钉孔和翼根横梁上的翼根横梁销钉孔将翼根定位器和翼根横梁定位，并用翼根横梁螺栓通过所有翼根定位器两平行立板的外端面上的翼根横梁螺纹孔和翼根横梁上的翼根横梁螺栓孔将翼根定位器和翼根横梁连接紧固；用翼尖横梁销钉通过所有翼尖定位器两平行立板的外端面上翼尖横梁销钉孔和翼尖横梁上的翼尖横梁销钉孔将翼尖定位器和翼尖横梁定位，并用翼尖横梁螺栓通过所有翼尖定位器两平行立板的外端面上的翼尖横梁螺纹孔和翼尖横梁上的翼尖横梁螺栓孔将翼尖定位器和翼尖横梁连接紧固；7、保持任意一个骨架或加筋固化模两端的翼根定位器和翼尖定位器与蒙皮模具的连接关系，拆除其余的骨架或加筋固化模两端的翼根定位器与蒙皮模具连接的翼根定位器销钉和翼根定位器固定螺栓以及翼尖定位器与蒙皮模具连接的翼尖定位器销钉和翼尖定位器固定螺栓。本发明的优点是消除了复合材料整体壁板成型时、由于金属蒙皮模具与复合材料蒙皮热膨胀系数差异带来的复合材料整体壁板的骨架或加筋的位置偏差，满足了复合材料翼面整体构件与其它构件之间的装配协调要求，提高了装配质量。
图1是复合材料翼面整体构件典型结构的剖面示意图。图1中的上图是由骨架和下蒙皮构成的复合材料翼面整体构件，点划线表示翼面的上蒙皮，上下蒙皮之间是骨架，骨架与上蒙皮另行机械连接。图1中的下图是由加筋和下蒙皮构成的复合材料翼面整体构件，下蒙皮上面为加筋。图2是本发明的结构示意图。图3是本发明定位工装的翼根横梁5安装前，翼根连接段4和翼根定位器3的装配示意图。图4是本发明中翼根定位器3的立体结构示意图。图5是本发明中一种骨架或加筋固化模的示意图，其中加为翼根连接板，2b为翼尖连接板。
图6是本发明中翼根连接段4和翼尖连接段7的结构示意图。图7是翼根连接段4和翼尖连接段7与骨架或加筋固化模2连接后的示意图。图8是本发明中翼根横梁5和翼尖横梁8的结构示意图。图9是实施例1中复合材料翼面整体构件的结构及模具形状、位置示意图。图10是实施例2中复合材料翼面整体构件的结构及模具形状、位置示意图。
具体实施例方式下面对本发明做进一步详细说明。参见图2，一种复合材料翼面整体构件骨架或加筋的定位工装，包括钢材制造的蒙皮模具1和骨架或加筋固化模2，在蒙皮模具1上有蒙皮型面，在蒙皮型面上有未固化的蒙皮毛坯或者固化的蒙皮，在未固化的蒙皮毛坯或者固化的蒙皮上排列有带有骨架或加筋毛坯的固化模2，骨架或加筋固化模2的数量和位置由复合材料翼面整体构件图纸确定；其特征在于在蒙皮模具1的纵向两端、蒙皮型面以外的蒙皮模具1上各有一个骨架或加筋固化模定位装置，邻接蒙皮型面翼根一侧的定位装置为翼根定位装置，邻接蒙皮型面翼尖一侧的定位装置为翼尖定位装置；翼根定位装置由若干个翼根定位组件和一个翼根横梁5连接组成，翼根定位组件的数量与骨架或加筋固化模2的数量相同，每个翼根定位组件由翼根定位器3、翼根连接段4、翼根定位器固定螺栓、翼根定位器销钉、翼根连接段螺栓和翼根连接段销钉组成；参见图4，翼根定位器3由一个底板3a、 与底板3a上表面垂直连接为整体的、相互平行的两个立板北以及挡板3c构成，挡板3c位于两个立板北之间、靠近两个立板北的外边缘，挡板3c分别与立板北和底板3a垂直，挡板3c通过挡板螺栓和挡板销钉固定在底板3a上；参见图3，翼根定位器3的两个立板北的高度最好大于翼根连接段4的高度；其好处是由于高温成型过程中，去除翼根定位器销钉和翼根定位器固定螺栓的翼根定位器3与蒙皮模具1之间会产生相对位移，翼根定位器3 的两个立板北与翼根连接段4之间平面贴合，不会造成骨架或加筋固化模的偏转，从而保证成型质量。底板3a上有翼根定位器固定螺栓孔和翼根定位器销钉孔，在蒙皮模具1上对应的位置有相应的翼根定位器固定螺纹孔和翼根定位器销钉孔，通过翼根定位器固定螺栓和翼根定位器销钉将翼根定位器3固定在蒙皮模具1上，翼根定位器3的材料与蒙皮模具1的材料相同；参见图6，翼根连接段4是一个长方体，翼根连接段4的内端面与骨架或加筋固化模2的翼根端连接，参见图5，在骨架或加筋固化模2的翼根端有一个翼根连接板2a，翼根连接段4的内端面通过翼根连接段螺栓和翼根连接段销钉与翼根连接板加连接为整体， 翼根连接段4的外端位于两个立板北之间，翼根连接段4的外端与两个立板北间隙配合， 翼根连接段4的外端面与挡板3c的内表面贴合，翼根连接段4的材料与蒙皮模具1的材料相同；参见图8，翼根横梁5是一个长板，它位于翼根定位器3的外侧，翼根横梁5的内表面与所有翼根定位器3的立板北的外端面贴合，在翼根定位器3立板北的外端面上有翼根横梁螺纹孔和翼根横梁销钉孔，在翼根横梁5上与立板北外端面上的翼根横梁螺纹孔和翼根横梁销钉孔对应的位置有相应的翼根横梁螺栓孔和翼根横梁销钉孔，通过翼根横梁螺栓和翼根横梁销钉将翼根横梁5固定在所有翼根定位器3的立板: 的外端面上；翼根横梁5 由热膨胀系数与复合材料蒙皮相同的材料制造；翼尖定位装置由若干个翼尖定位组件和一个翼尖横梁8连接组成，翼尖定位组件的数量与骨架或加筋固化模2的数量相同，每个翼尖定位组件由翼尖定位器6、翼尖连接段 7、翼尖定位器固定螺栓、翼尖定位器销钉、翼尖连接段螺栓和翼尖连接段销钉组成；翼尖定位器6由一个底板3a和与底板3a上表面垂直连接为整体的、相互平行的两个立板北构成； 和翼根定位器3相同，翼尖定位器6两个立板北的高度最好大于翼尖连接段7的高度；底板3a上有翼尖定位器固定螺栓孔和翼尖定位器销钉孔，在蒙皮模具1上对应的位置有相应的翼尖定位器固定螺纹孔和翼尖定位器销钉孔，通过翼尖定位器固定螺栓和翼尖定位器销钉将翼尖定位器6固定在蒙皮模具1上，翼尖定位器6的材料与蒙皮模具1的材料相同；参见图6，翼尖连接段7是一个长方体，翼尖连接段7的内端面与骨架或加筋固化模2的翼尖端连接，参见图5，在骨架或加筋固化模2的翼尖端有一个翼尖连接板2b，翼尖连接段7的内端面通过翼尖连接段螺栓和翼尖连接段销钉与翼尖连接板2b连接为整体，翼尖连接段7 的外端位于两个立板北之间，翼尖连接段7的外端与两个立板北间隙配合，翼尖连接段7 的材料与蒙皮模具1的材料相同；参见图8，翼尖横梁8是一个长板，它位于翼尖定位器6的外侧，翼尖横梁8的内表面与所有翼尖定位器6的立板: 的外端面贴合，在翼尖定位器6 立板北的外端面上有翼尖横梁螺纹孔和翼尖横梁销钉孔，在翼尖横梁8上与立板北外端面上的翼尖横梁螺纹孔和翼尖横梁销钉孔对应的位置有相应的翼尖横梁螺栓孔和翼尖横梁销钉孔，通过翼尖横梁螺栓和翼尖横梁销钉将翼尖横梁8固定在所有翼尖定位器6的立板北的外端面上；翼尖横梁8由热膨胀系数与复合材料蒙皮相同的材料制造。如上面所述的定位工装的使用方法，其特征在于，使用的步骤如下1、在带有铺叠好的蒙皮毛坯或固化后蒙皮的蒙皮模具1上安装翼根定位器3和翼尖定位器6 ；在蒙皮模具1上将翼根定位器3和翼尖定位器6分别用翼根定位器销钉和翼尖定位器销钉定位连接，并用翼根定位器固定螺栓和翼尖定位器固定螺栓紧固；2、参见图7，将翼根连接段4和翼尖连接段7与骨架或加筋固化模2装配连接；将所有的翼根连接段4和翼尖连接段7与相应的骨架或加筋固化模2上的翼根连接板加和翼尖连接板2b分别用翼根连接段销钉和翼尖连接段销钉连接定位，用翼根连接段螺栓和翼尖连接段螺栓紧固；3、骨架或加筋固化模2的定位；将带有骨架或加筋毛坯的骨架或加筋固化模2通过两端的翼根连接段4和翼尖连接段7分别与两端的翼根定位器3和翼尖定位器6装配， 保证翼根连接段4的外端面与翼根定位器3的挡板3c内表面贴合定位，翼根连接段4的两侧面与翼根定位器3的两平行立板北的内侧面配合定位，翼尖连接段7的两侧面与翼尖定位器6的两平行立板北的内侧面配合定位；带有骨架或加筋毛坯的骨架或加筋固化模2为将骨架或加筋毛坯与骨架或加筋固化模2按其成型时彼此的相对位置组装在一起；4、安放软模；在骨架或加筋毛坯需要安放软模的位置安放相应的软模；需要安放软模的位置位于骨架或加筋毛坯不与骨架或加筋固化模2贴合的一侧，与骨架或加筋固化模2 —起成型骨架或加筋；5、封装真空袋，保证定位装置位于真空袋外，并抽真空；6、在所有翼根定位器3的外侧端面上安装翼根横梁5 ；在所有翼尖定位器6的外侧端面上安装翼尖横梁8 ；用翼根横梁销钉通过所有翼根定位器3两平行立板北的外端面上翼根横梁销钉孔和翼根横梁5上的翼根横梁销钉孔将翼根定位器3和翼根横梁5定位， 并用翼根横梁螺栓通过所有翼根定位器3两平行立板北的外端面上的翼根横梁螺纹孔和翼根横梁5上的翼根横梁螺栓孔将翼根定位器3和翼根横梁5连接紧固；用翼尖横梁销钉通过所有翼尖定位器6两平行立板北的外端面上翼尖横梁销钉孔和翼尖横梁8上的翼尖横梁销钉孔将翼尖定位器6和翼尖横梁8定位，并用翼尖横梁螺栓通过所有翼尖定位器6 两平行立板北的外端面上的翼尖横梁螺纹孔和翼尖横梁8上的翼尖横梁螺栓孔将翼尖定位器6和翼尖横梁8连接紧固；7、保持任意一个骨架或加筋固化模2两端的翼根定位器3和翼尖定位器6与蒙皮模具1的连接关系，拆除其余的骨架或加筋固化模2两端的翼根定位器3与蒙皮模具1连接的翼根定位器销钉和翼根定位器固定螺栓以及翼尖定位器6与蒙皮模具1连接的翼尖定位器销钉和翼尖定位器固定螺栓。本发明的工作原理是采用平面配合的定位组件保证了定位精度；采用与复合材料热膨胀系数相同材料的横梁，通过横梁与蒙皮同步热胀消除了复合材料整体壁板成型时、由于金属蒙皮模具与复合材料蒙皮热膨胀系数差异带来的复合材料整体壁板的骨架或加筋的位置偏差，从而很好的保证固化后骨架和加筋的位置精度，满足了复合材料翼面整体构件与其它构件之间的装配协调要求，提高了装配质量。实施例一1、一种带有上下蒙皮的复合材料翼面整体构件，在上下蒙皮之间有5个与上下蒙皮贴合连接的复合材料丄型骨架；复合材料翼面整体构件骨架的定位工装，包括1个钢材制造的蒙皮模具和5个骨架固化模，骨架固化模的形状为丄形，骨架固化模位于丄型骨架的外侧，每个丄型骨架的内侧为[形软模，一共有5个软模；在蒙皮模具上有蒙皮型面，在蒙皮型面上有未固化的蒙皮毛坯，在未固化的蒙皮毛坯上排列有5个带有骨架毛坯的固化模； 由5个翼根定位装置和5个翼尖定位装置；翼根定位装置由5个翼根定位组件和1个翼根横梁连接组成，每个翼根定位组件由1个翼根定位器、1个翼根连接段、4个翼根定位器固定螺栓、4个翼根定位器销钉、4个翼根连接段螺栓和4个翼根连接段销钉组成；翼尖定位装置由4个翼尖定位组件和1个翼尖横梁连接组成，每个翼尖定位组件由1个翼尖定位器、1个翼尖连接段、4个翼尖定位器固定螺栓、4个翼尖定位器销钉、4个翼尖连接段螺栓和4个翼尖连接段销钉组成；通过翼根定位器固定螺栓、翼根定位器销钉和翼尖定位器固定螺栓、翼尖定位器销钉将翼根定位器和翼尖定位器固定在蒙皮模具上，翼根定位器和翼尖定位器的材料为钢；一共有5个翼根连接段和5个翼尖连接段，翼根连接段和翼尖连接段的材料为钢；有1个翼根横梁和1个翼尖横梁，翼根横梁和翼尖横梁的材料为复合材料层压板，层压板的厚度为15mm。上述的定位工装的使用步骤如下1、在带有铺叠好的蒙皮毛坯的蒙皮模具上安装翼根定位器和翼尖定位器；2、将翼根连接段和翼尖连接段与骨架固化模装配连接；利用丄型骨架的铺叠模分别铺叠丄型骨架的毛坯，并将其取下，组合预定位到蒙皮毛坯上；3、安装定位骨架固化模；将骨架固化模通过翼根连接段和翼尖连接段安装定位到带有未固化的蒙皮毛坯的蒙皮模具上，将丄型骨架毛坯与其组合并定位；4、安放软模；在丄型骨架毛坯的内侧放入相应的软模并固定；5、封装真空袋，保证定位装置位于真空袋外，并抽真空；6、在所有翼根定位器的外侧端面上安装翼根横梁；在所有翼尖定位器的外侧端面上安装翼尖横梁；7、保持中间的骨架固化模两端的翼根定位器和翼尖定位器与蒙皮模具的连接关系，拆除其余的骨架固化模两端的翼根定位器与蒙皮模具连接的翼根定位器销钉和翼根定位器固定螺栓以及翼尖定位器与蒙皮模具连接的翼尖定位器销钉和翼尖定位器固定螺栓。实施例二一种带有下蒙皮的复合材料翼面整体壁板，在下蒙皮上有只与下蒙皮贴合连接的 10个复合材料T型加筋；复合材料翼面整体构件加筋的定位工装，包括1个钢材制造的蒙皮模具和5个加筋固化模，加筋固化模的截面形状为矩形，左起I号加筋固化模位于第一个 T型加筋9和第二个T型加筋10之间，II号加筋固化模位于第三个T型加筋11和第四个 T型加筋12之间，III号加筋固化模位于第五个T型加筋13和第六个T型加筋14之间，IV 号加筋固化模位于第七个T型加筋15和第八个T型加筋16之间，V号加筋固化模位于第九个T型加筋17和第十个T型加筋18之间，所有T型加筋不与加筋固化模贴合的一侧设有L型软模，一共有10个L型软模；在蒙皮模具上有蒙皮型面，在蒙皮型面上有蒙皮，在蒙皮上排列有5个带有加筋毛坯的固化模；由5个翼根定位装置和5个翼尖定位装置；翼根定位装置由5个翼根定位组件和1个翼根横梁连接组成，每个翼根定位组件由1个翼根定位器、1个翼根连接段、4个翼根定位器固定螺栓、4个翼根定位器销钉、4个翼根连接段螺栓和 4个翼根连接段销钉组成；翼尖定位装置由5个翼尖定位组件和1个翼尖横梁连接组成，每个翼尖定位组件由1个翼尖定位器、1个翼尖连接段、4个翼尖定位器固定螺栓、4个翼尖定位器销钉、4个翼尖连接段螺栓和4个翼尖连接段销钉组成；通过翼根定位器固定螺栓、翼根定位器销钉和翼尖定位器固定螺栓、翼尖定位器销钉将翼根定位器和翼尖定位器固定在蒙皮模具上，翼根定位器和翼尖定位器的材料为钢；一共有5个翼根连接段和5个翼尖连接段，翼根连接段和翼尖连接段的材料为钢；有1个翼根横梁和1个翼尖横梁，翼根横梁和翼尖横梁的材料为INVAR合金；上述的定位工装的使用步骤如下1、在带有蒙皮的蒙皮模具上安装翼根定位器和翼尖定位器；2、将翼根连接段和翼尖连接段与加筋固化模装配连接；利用加筋固化模铺叠与其贴合的一侧T型加筋毛坯铺层，利用铺叠模具铺叠另一侧的T型加筋毛坯铺层，并将其从铺叠模具上取下；3、安装定位加筋固化模；将带有加筋毛坯铺层的加筋固化模通过翼根连接段和翼尖连接段安装定位到带有蒙皮的蒙皮模具上，并将另一侧的T型加筋毛坯铺层与其组合固定；4、安放软模；将L型软模安放到T型加筋的另一侧的T型加筋毛坯铺层上并固定；5、封装真空袋，保证定位装置位于真空袋外，并抽真空；6、在所有翼根定位器的外侧端面上安装翼根横梁；在所有翼尖定位器的外侧端面上安装翼尖横梁；7、保持I号加筋固化模两端的翼根定位器和翼尖定位器与蒙皮模具的连接关系， 拆除其余的加筋固化模两端的翼根定位器与蒙皮模具连接的翼根定位器销钉和翼根定位器固定螺栓以及翼尖定位器与蒙皮模具连接的翼尖定位器销钉和翼尖定位器固定螺栓。
权利要求
1. 一种复合材料翼面整体构件骨架或加筋的定位工装，包括钢材制造的蒙皮模具[1] 和骨架或加筋固化模[2]，在蒙皮模具[1]上有蒙皮型面，在蒙皮型面上有未固化的蒙皮毛坯或者固化的蒙皮，在未固化的蒙皮毛坯或者固化的蒙皮上排列有带有骨架或加筋毛坯的固化模[2]，骨架或加筋固化模[2]的数量和位置由复合材料翼面整体构件图纸确定；其特征在于在蒙皮模具[1]的纵向两端、蒙皮型面以外的蒙皮模具上各有一个骨架或加筋固化模定位装置，邻接蒙皮型面翼根一侧的定位装置为翼根定位装置，邻接蒙皮型面翼尖一侧的定位装置为翼尖定位装置；翼根定位装置由若干个翼根定位组件和一个翼根横梁[5] 连接组成，翼根定位组件的数量与骨架或加筋固化模[2]的数量相同，每个翼根定位组件由翼根定位器[3]、翼根连接段W]、翼根定位器固定螺栓、翼根定位器销钉、翼根连接段螺栓和翼根连接段销钉组成；翼根定位器[3]由一个底板[3a]、与底板[3a]上表面垂直连接为整体的、相互平行的两个立板[3b]以及挡板[3c]构成，挡板[3c]位于两个立板[3b]之间、靠近两个立板[3b]的外边缘，挡板[3c]分别与立板[3b]和底板[3a]垂直，挡板[3c] 通过挡板螺栓和挡板销钉固定在底板[3a]上；底板[3a]上有翼根定位器固定螺栓孔和翼根定位器销钉孔，在蒙皮模具[1]上对应的位置有相应的翼根定位器固定螺纹孔和翼根定位器销钉孔，通过翼根定位器固定螺栓和翼根定位器销钉将翼根定位器[3]固定在蒙皮模具[1]上，翼根定位器[3]的材料与蒙皮模具[1]的材料相同；翼根连接段[4]是一个长方体，翼根连接段[4]的内端面与骨架或加筋固化模[2]的翼根端连接，在骨架或加筋固化模 [2]的翼根端有一个翼根连接板[加]，翼根连接段W]的内端面通过翼根连接段螺栓和翼根连接段销钉与翼根连接板[2a]连接为整体，翼根连接段W]的外端位于两个立板[3b] 之间，翼根连接段W]的外端与两个立板[3b]间隙配合，翼根连接段[4]的外端面与挡板 [3c]的内表面贴合，翼根连接段[4]的材料与蒙皮模具[1]的材料相同；翼根横梁[5]是一个长板，它位于翼根定位器[3]的外侧，翼根横梁[5]的内表面与所有翼根定位器[3]的立板[3b]的外端面贴合，在翼根定位器[3]立板[3b]的外端面上有翼根横梁螺纹孔和翼根横梁销钉孔，在翼根横梁[5]上与立板[3b]外端面上的翼根横梁螺纹孔和翼根横梁销钉孔对应的位置有相应的翼根横梁螺栓孔和翼根横梁销钉孔，通过翼根横梁螺栓和翼根横梁销钉将翼根横梁[5]固定在所有翼根定位器[3]的立板[3b]的外端面上；翼根横梁[5]由热膨胀系数与复合材料蒙皮相同的材料制造；翼尖定位装置由若干个翼尖定位组件和一个翼尖横梁[8]连接组成，翼尖定位组件的数量与骨架或加筋固化模[2]的数量相同，每个翼尖定位组件由翼尖定位器W]、翼尖连接段[7]、翼尖定位器固定螺栓、翼尖定位器销钉、翼尖连接段螺栓和翼尖连接段销钉组成； 翼尖定位器W]由一个底板[3a]和与底板[3a]上表面垂直连接为整体的、相互平行的两个立板[3b]构成，底板[3a]上有翼尖定位器固定螺栓孔和翼尖定位器销钉孔，在蒙皮模具 [1]上对应的位置有相应的翼尖定位器固定螺纹孔和翼尖定位器销钉孔，通过翼尖定位器固定螺栓和翼尖定位器销钉将翼尖定位器W]固定在蒙皮模具[1]上，翼尖定位器W]的材料与蒙皮模具[1]的材料相同；翼尖连接段[7]是一个长方体，翼尖连接段[7]的内端面与骨架或加筋固化模[2]的翼尖端连接，在骨架或加筋固化模[2]的翼尖端有一个翼尖连接板[2b]，翼尖连接段[7]的内端面通过翼尖连接段螺栓和翼尖连接段销钉与翼尖连接板 [2b]连接为整体，翼尖连接段[7]的外端位于两个立板[3b]之间，翼尖连接段[7]的外端与两个立板[3b]间隙配合，翼尖连接段[7]的材料与蒙皮模具[1]的材料相同；翼尖横梁[8]是一个长板，它位于翼尖定位器[6]的外侧，翼尖横梁[8]的内表面与所有翼尖定位器 [6]的立板[3b]的外端面贴合，在翼尖定位器[6]立板[3b]的外端面上有翼尖横梁螺纹孔和翼尖横梁销钉孔，在翼尖横梁[8]上与立板[3b]外端面上的翼尖横梁螺纹孔和翼尖横梁销钉孔对应的位置有相应的翼尖横梁螺栓孔和翼尖横梁销钉孔，通过翼尖横梁螺栓和翼尖横梁销钉将翼尖横梁[8]固定在所有翼尖定位器[6]的立板[3b]的外端面上；翼尖横梁 [8]由热膨胀系数与复合材料蒙皮相同的材料制造。
2.如权利要求1所述的定位工装的使用方法，其特征在于，使用的步骤如下 2. 1、在带有铺叠好的蒙皮毛坯或固化后蒙皮的蒙皮模具[1]上安装翼根定位器[3]和翼尖定位器W]；在蒙皮模具[1]上将翼根定位器[3]和翼尖定位器[6]分别用翼根定位器销钉和翼尖定位器销钉定位连接，并用翼根定位器固定螺栓和翼尖定位器固定螺栓紧固；2. 2、将翼根连接段[4]和翼尖连接段[7]与骨架或加筋固化模[2]装配连接；将所有的翼根连接段[4]和翼尖连接段[7]与相应的骨架或加筋固化模[2]上的翼根连接板[2a] 和翼尖连接板[2b]分别用翼根连接段销钉和翼尖连接段销钉连接定位，用翼根连接段螺栓和翼尖连接段螺栓紧固；2. 3、骨架或加筋固化模[2]的定位；将带有骨架或加筋毛坯的骨架或加筋固化模[2] 通过两端的翼根连接段[4]和翼尖连接段[7]分别与两端的翼根定位器[3]和翼尖定位器 [6]装配，保证翼根连接段[4]的外端面与翼根定位器[3]的挡板[3c]内表面贴合定位，翼根连接段[4]的两侧面与翼根定位器[3]的两平行立板[3b]的内侧面配合定位，翼尖连接段[7]的两侧面与翼尖定位器W]的两平行立板[3b]的内侧面配合定位； 2. 4、安放软模；在骨架或加筋毛坯需要安放软模的位置安放相应的软模； 2. 5、封装真空袋，保证定位装置位于真空袋外，并抽真空；2. 6、在所有翼根定位器[3]的外侧端面上安装翼根横梁[5]；在所有翼尖定位器[6] 的外侧端面上安装翼尖横梁[8]；用翼根横梁销钉通过所有翼根定位器[3]两平行立板 [3b]的外端面上翼根横梁销钉孔和翼根横梁[5]上的翼根横梁销钉孔将翼根定位器[3] 和翼根横梁[5]定位，并用翼根横梁螺栓通过所有翼根定位器[3]两平行立板[3b]的外端面上的翼根横梁螺纹孔和翼根横梁[5]上的翼根横梁螺栓孔将翼根定位器[3]和翼根横梁 [5]连接紧固；用翼尖横梁销钉通过所有翼尖定位器[6]两平行立板[3b]的外端面上翼尖横梁销钉孔和翼尖横梁[8]上的翼尖横梁销钉孔将翼尖定位器[6]和翼尖横梁[8]定位， 并用翼尖横梁螺栓通过所有翼尖定位器[6]两平行立板[3b]的外端面上的翼尖横梁螺纹孔和翼尖横梁[8]上的翼尖横梁螺栓孔将翼尖定位器[6]和翼尖横梁[8]连接紧固；2. 7、保持任意一个骨架或加筋固化模[2]两端的翼根定位器[3]和翼尖定位器[6]与蒙皮模具[1]的连接关系，拆除其余的骨架或加筋固化模[2]两端的翼根定位器[3]与蒙皮模具[1]连接的翼根定位器销钉和翼根定位器固定螺栓以及翼尖定位器[6]与蒙皮模具 [1]连接的翼尖定位器销钉和翼尖定位器固定螺栓。
全文摘要
本发明属于复合材料结构成型技术，涉及一种复合材料翼面整体构件骨架或加筋的定位工装及其使用方法。本发明的定位工装，其特征在于在蒙皮模具[1]的纵向两端、蒙皮型面以外的蒙皮模具上各有一个骨架或加筋固化模定位装置。定位工装的使用方法，其特征在于，使用的步骤如下安装翼根定位器[3]和翼尖定位器[6]；装配连接翼根连接段[4]和翼尖连接段[7]与骨架或加筋固化模[2]；骨架或加筋固化模[2]的定位；安放软模；封装真空袋；安装翼根横梁[5]和翼尖横梁[8]；拆除定位器销钉和定位器固定螺栓。本发明保证了复合材料整体壁板的骨架或加筋的位置精度，满足了复合材料翼面整体构件与其它构件之间的装配协调要求，提高了装配质量。
文档编号B25B11/00GK102179782SQ20111008558
公开日2011年9月14日 申请日期2011年4月7日 优先权日2011年4月7日
发明者常海峰, 张西伟, 梁宪珠, 薛向晨 申请人:中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所