一种飞机蒙皮无余量铣切柔性工装及其使用方法_2

文档序号:9535775阅读:来源:国知局
述锥面型腔的内型面和球头之间还设有增力夹紧弹簧,所述增力夹紧弹簧的外型面与锥面型腔的内型面配合,增力夹紧弹簧的内型面与球头的球面过渡配合,所述增力夹紧弹簧外型面的中部沿其周向方向设有数个径向刚度减弱槽,增力夹紧弹簧的上下端部还设有数个轴向刚度减弱孔。
[0018]所述的一种飞机蒙皮无余量铣切柔性工装,述随形支撑板为可拼装框架式随形支撑板。
[0019]—种飞机蒙皮无余量铣切柔性工装的使用方法,包括以下步骤:
[0020]I)数模虚拟装配:依据待铣切蒙皮形状和装配孔位置信息,使用柔性工装点阵规划软件将待铣切蒙皮数模和柔性工装数模装配在一起组成装配数模;在装配数模中柔性工装上装配孔适配器的定位点和法线分别与待铣切蒙皮上装配孔的定位点和法线重合;依据装配数模生成柔性工装上吸盘各夹持点数据和装配孔定位器的定位点和法线数据;
[0021]2)工装调形和蒙皮装夹:参照装配数模和待铣切蒙皮形状,调整柔性工装上各吸盘和/或边夹持器到装配数模生成的理论位置附近;协同调整基准支撑单元和待铣切蒙皮,使基准支撑单元上的装配孔适配器的定位点和法线与待铣切蒙皮上装配孔的定位点和法线对齐,并锁紧;微调柔性工装各吸盘或边夹持器,使其夹持住待铣切蒙皮。
[0022]本发明创造具有以下有益效果:
[0023]本发明创造一种飞机蒙皮无余量铣切柔性工装克服了现有工装和工艺不足,可简化工艺流程并提高铣切精确度,且本发明创造中的柔性工装,结构简单,成本低,扩展能力强,便于推广应用。本发明创造中的柔性工装通过更换可拼装框架随形支撑板,实现框架连接杆对蒙皮形面的初步随形;根据工艺要求将模块化支撑单元(双杆、四杆和基准支撑单元)拼装在框架连接杆上,调节其上支撑杆的高度和球头锁紧机构的摆角,实现吸盘(夹持点)对蒙皮形面的随形,进而实现工装夹持不同蒙皮的柔性化。双杆、四杆和基准支撑单元,支撑单元模块化可任意扩展,故可方便增减固接在其上的吸盘或边夹持器数量,简化支撑单元的功能和结构,显著减少了支撑单元所占空间,减少了吸盘间距,增大了吸盘群体夹持刚度。
[0024]球头锁紧机构可用于锁紧固接在球头上的吸盘或边夹持器,增加单个吸盘或边夹持器的夹持刚度,同时增加边夹持器增强了边缘的夹持刚度。
[0025]基准支撑单元上设计有装配孔适配器和机加原点适配器可用于装配孔检验、识别和加工原点测量、识别。
[0026]本发明创造一种飞机蒙皮无余量铣切柔性工装具有:1、成本低。本柔性工装对吸盘或边夹紧器定位精度要求不高,无需通过保证各轴定位精度,保证吸盘定位精度。支撑单元只需具有吸盘定位、锁紧结构就可以,节省大量伺服系统费用。2、模块化结构可扩展。本柔性工装轮廓尺寸小,可以方便搬运、装夹到5轴数控机床的工作台上,进行蒙皮铣边加工,扩展了该工艺和工装的机床适用范围。3、本柔性工装吸盘或边夹持器的配置和增减灵活方便。每个吸盘通过球头锁紧机构固接在支撑单元上,支撑单元采用模块化设计,可任意配置在工装框架上。4、对薄壁蒙皮的夹持刚度高。I)吸盘间距缩小,支撑单元采用简单的定位/锁紧结构,没有采用伺服传动系统,节省了大量空间,使支撑单元的体积大幅减少,单元间距也大幅减少;再则每个支撑单元可以布置多个支撑杆,基于以上原因与支撑杆固结的吸盘间距也大幅缩小(70mm?90mm)。2)夹持时吸盘可锁死,通过球头锁紧机构锁紧吸盘,约束了吸盘的六个自由度,克服了原有工装吸盘无法约束三个旋转自由度的不足,增强了单个吸盘的夹持刚度。3)有边夹紧器边缘夹持刚度大幅提高,通过边夹紧器可对蒙皮边缘进行夹持,使蒙皮边缘在切割时两端固支状态,克服了原有工装切割边缘时产生较大振动问题。4)装夹完成后生成的点云中有机加原点适配器点云和蒙皮点云。点云真实反映出蒙皮与机加原点相对位置,并可通过机加原点适配器直接识别出蒙皮点云的机加原点坐标系,故消除了使用装配孔定位器间接确定机加原点引入的误差。5)装夹完成后生成的点云中有装配孔适配器点云和蒙皮点云。蒙皮点云真实的反映出装夹后蒙皮的形状。装配孔适配器点云可识别出蒙皮装配孔圆心点和法向。采用有限元法将蒙皮数模和蒙皮点云装配孔圆心点和法向重合定位,对蒙皮数模施加贴合压力使其与点云贴合,实现了蒙皮数模加工边界向蒙皮点云的精确映射。该方法消除了形面不一致对边界的影响。该方法允许装夹后的蒙皮毛坯形面与理论外形不一致,只要这种变形在弹性范围内即可,这降低了对工装吸盘定位精度要求。
【附图说明】
[0027]图1为本发明创造一种飞机蒙皮无余量铣切柔性工装的示意图。
[0028]图2为图1中所示A-A剖视图。
[0029]图3为图2中所示B-B剖视图。
[0030]图4为图2中所示C-C剖视图。
[0031]图5为本发明创造中双杆支撑单元的示意图。
[0032]图6为图5所示双杆支撑单元的俯视图。
[0033]图7为图5中所示的A-A剖视图。
[0034]图8为本发明创造中四杆支撑单元的主视图。
[0035]图9为图8所示中的A-A剖视图。
[0036]图10为本发明创造中基准支撑单元的主视图。
[0037]图11为图10的A-A剖视图。
[0038]图12为图10的B-B剖视图。
[0039]图13为本发明创造中球头锁紧机构的俯视图。
[0040]图14为图13所示中A-A剖视图。
[0041]图15为图14所示的详细视图A。
[0042]图16为图13所示球头锁紧机构中增力夹紧弹簧的示意图。
[0043]图17为现有典型柔性工装简图。
[0044]其中,吸盘I,连接杆2,边夹持器3,底座4,连接支架5,紧固组件6,定位销7,随形支撑板8,涨紧套9,双杆支撑单元10,丝母紧固件I 10.1,支撑杆I 10.2,锁紧螺母I 10.3,紧固组件I 10.4,下单元体I 10.5,上单元体I 10.6,丝母I 10.7,涨紧套
I10.8,装配孔I 10.9,四杆支撑单元11,丝母紧固件II 11.1,支撑杆II 11.2,锁紧螺母II 11.3,紧固组件II 11.4,下单元体II 11.5,上单元体II 11.6,丝母II 11.7,涨紧套
II11.8,装配孔II 11.9,基准支撑单元12,丝杠12.1,锁紧螺母III 12.2,紧固组件III 12.3,下单元体III 12.4,上单元体III 12.5,光杆12.6,平板12.7,丝母III 12.8,滑动轴承12.9,螺母12.10,机加零点适配器12.11,装配孔适配器12.12,涨紧套III12.13,直线轴承12.14,球头锁紧机构13,轴向刚度减弱孔13.1,紧定螺钉13.2,机构下盖13.3,密封胶垫13.4,机构上盖13.5,球头13.6,增力夹紧弹簧13.7,螺钉和弹性垫圈13.8,径向刚度减弱槽13.9,待铣切蒙皮14。
【具体实施方式】
[0045]如图1-16所示一种飞机蒙皮无余量铣切柔性工装,如图1所示该柔性工装包括工装框架,设置在工装框架上的数个双杆支撑单元10、数个四杆支撑单元11和数个基准支撑单元12 ;如图2-4所示工装框架具有底座4,底座4上设有连接支架5,连接支架5上设有数个可拼装式的随形支撑板8,所述随形支撑板8和连接支架5通过紧固组件6和定位销7紧固在底座4上;每个随形支撑板8上均设有数个安装孔,安装孔内装有涨紧套9,连接杆2依次穿入随形支撑板8上同轴的安装孔内,并通过涨紧套9锁紧使连接杆2与随形支撑板8紧固在一起;所述随形支撑板8为可拼装框架式随形支撑板。所述连接杆2上装有双杆支撑单元10、四杆支撑单元11或基准支撑单元12。所述双杆支撑单元10、四杆支撑单元11或基准支撑单元12可根据工艺要求拼装到工装框架的连接杆2上,并通过紧固组件固定。如图2、3所示双杆支撑单元10和四杆支撑单元11上装有球头锁紧机构13,球头锁紧机构13上装有吸盘I或边夹持器3 ;球头锁紧机构13可根据需要螺接到双杆支撑单元10和四杆支撑单元11上,并锁死。吸盘I和/或边夹持器3可根据需要安装到球头锁紧机构13的上,并锁死
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