一种柔性飞机复材壁板压紧测量夹具及使用方法与流程

本申请涉及飞机装配领域，特别是具有复材壁板柔性压紧测量需求的飞机装配工况。

背景技术：

1、在飞机壁板类装配工装中，复材壁板压紧测量夹具是对飞机复材壁板进行压紧的不可或缺的部分，受复材壁板种类多、外形各异的影响，同时碳纤维复合材料对压紧力非常敏感，复材壁板需控制最大压紧力，以避免壁板装配时发生开裂及分层，因此如何选取复材壁板压紧器数量和位置，以及控制复材壁板压紧力成为了重要的研究方向。

2、现有壁板类装配工装中的复材壁板压紧器主要为夹钳式、螺纹压紧式和定力压紧式，其中夹钳式、螺纹压紧式压力不可控，在对复材壁板进行压紧时，极易造成壁板损伤，而定力压紧式虽然可以固定压力值，但是压力数值唯一，遇到变厚度的复材壁板时所需力值种类过于繁杂，使用不便。同时当产品外形发生更改后，需要重新设计及制造复材壁板压紧测量夹具，会极大的增加成本，通用性差。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种柔性飞机复材壁板压紧测量夹具及使用方法，在对飞机复材壁板实施压紧定位时，夹具可与壁板类装配工装进行快速对接，通过调整多个移动管梁间距，选取压紧器位置，调节压紧器伸缩长度及压紧力值，保证复材壁板压紧力处于设计允许范围内，完成壁板压紧定位的同时，避免壁板因过压而造成损伤。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该夹具由框架、多个移动管梁、多个压紧器、主动端直线导轨、从动端直线导轨、齿条、齿轮、电机、零点定位器构成，框架上梁下表面沿长度方向平行设有主动端直线导轨和齿条，并且齿条位于主动端直线导轨靠近产品的一侧，框架下梁上表面沿长度方向设有与主动端直线导轨平行的从动端直线导轨，移动管梁上部与主动端直线导轨连接，移动管梁下部与从动端直线导轨连接，移动管梁中部设有多个用于压紧器安装的通孔，电机固定在移动管梁上部靠近产品的侧面，电机输出端的齿轮与齿条啮合，电机带动齿轮旋转以齿条为传动，驱动移动管梁沿主动端直线导轨及从动端直线导轨移动，零点定位器设置在框架靠近产品的侧面的四个角上，通过其自锁功能实现框架在飞机壁板类装配工装上的快速安装及拆卸。其中，框架包含围框、防撞块、吊环，围框为口字形结构，围框上梁下表面两端设有防撞块，围框上梁上表面两端设有吊环。移动管梁则由仿形管梁、上部转接板、下部转接板、电池箱构成，仿形管梁为类c形板焊结构，其贴近的产品一面为外形面并与产品外形随型，远离产品的另一面为内形面，仿形管梁一端设有上部转接板，通过螺栓与主动端直线导轨的滑块连接，仿形管梁另一端设有下部转接板，通过螺栓与从动端直线导轨的滑块连接，仿形管梁上均布有穿过外形面和内形面的通孔，孔轴线与外形面垂直，电池箱挂在靠近上部转接板一端的仿形管梁内形面上，左移开关和右移开关则设置在靠近下部转接板一端的仿形管梁内形面上，电池箱给电机和压紧器供电。压紧器由推杆、面板、前端套筒、压力传感器、堵板、弹簧、后端套筒、压杆、防转垫圈、连接座、球铰压头、把手、显示器，推杆一端为光轴结构并与把手连接，推杆中部为外螺纹结构与面板中部的螺纹孔连接，推杆另一端为台阶轴结构，台阶轴的光轴部分套有弹簧，前端套筒为圆柱回转体结构，一端设有圆孔，另一端为轴肩，推杆台阶轴携带弹簧置于圆孔内，弹簧可在推杆台阶轴内侧与前端套筒圆孔底面之间伸缩，推杆台阶轴外侧设有堵板，堵板与前端套筒端面连接，后端套筒一端设有卡槽，卡槽底部连接有压力传感器，前端套筒的轴肩端置于后端套筒的卡槽内并与压力传感器贴合，后端套筒另一端设有螺纹孔，压杆一端与螺纹孔连接，压杆另一端则与球铰压头连接，压杆中部设有键槽，防转垫圈突出部置于键槽内，防转垫圈侧面与连接座螺接，压杆穿过连接座从而构成整套压紧测量装置，安装时面板与仿形管梁内形面连接，连接座与仿形管梁外形面连接，旋转把手带动推杆伸缩，推力传递至后端套筒并通过压杆完成产品的压紧，同时推力的数值经压力传感器传输至显示器。

3、使用该夹具在壁板类装配工装进行复材壁板压紧定位的方法包括如下步骤：

4、第一步：先用零点定位器将柔性飞机复材壁板压紧测量夹具与搭载产品的壁板类装配工装进行快速对接；

5、第二步：再按产品的最大包络尺寸，调节管梁之间的间距，选取管梁上需要进行压紧的压紧器的数量及位置；

6、第三步：根据产品的外形，通过调整压紧器的伸缩长度，保证球铰压头与产品外形面贴合；

7、第四步：按照产品不同部位允许的最大压力值，以压紧器显示器数据为调整依据，保证实际压力值不大于许用最大压力值。

8、有益效果

9、本发明提出一种柔性飞机复材壁板压紧测量夹具及使用方法，针对目前飞机生产过程中复材壁板压紧夹具数量多导致研制成本过高问题以及复材壁板因过度压紧而损伤问题，装置利用电机驱动齿轮和齿条，带动移动管梁沿着主动端直线导轨和从动端直线导轨进行移动，通过移动多根管梁，实现柔性功能，大幅减少复材壁板压紧夹具数量，解决成本过高问题；利用压力传感器及数显屏幕与压紧器进行集成，使得复材壁板压紧力可调、可控，解决复材壁板因过度压紧而损伤问题，该装置可以广泛应用于飞机装配生产线内复材壁板的压紧。

技术特征：

1.一种柔性飞机复材壁板压紧测量夹具，其特征在于包含框架、多个移动管梁、多个压紧器、主动端直线导轨、从动端直线导轨、齿条、齿轮、电机、零点定位器，框架上梁下表面沿长度方向平行设有主动端直线导轨和齿条，并且齿条位于主动端直线导轨靠近产品的一侧，框架下梁上表面沿长度方向设有与主动端直线导轨平行的从动端直线导轨，移动管梁上部与主动端直线导轨连接，移动管梁下部与从动端直线导轨连接，移动管梁中部设有多个用于压紧器安装的通孔，电机固定在移动管梁上部靠近产品的侧面，电机输出端的齿轮与齿条啮合，电机带动齿轮旋转以齿条为传动，驱动移动管梁沿主动端直线导轨及从动端直线导轨移动，零点定位器设置在框架靠近产品的侧面的四个角上，通过其自锁功能实现框架在飞机壁板类装配工装上的快速安装及拆卸。

2.根据权利要求1所述的一种柔性飞机复材壁板压紧测量夹具，其特征在于所述的框架包含围框、防撞块、吊环，围框为口字形结构，围框上梁下表面两端设有防撞块，围框上梁上表面两端设有吊环。

3.根据权利要求1所述的一种柔性飞机复材壁板压紧测量夹具，其特征在于所述的移动管梁包含仿形管梁、上部转接板、下部转接板、电池箱，仿形管梁为类c形板焊结构，其贴近的产品一面为外形面并与产品外形随型，远离产品的另一面为内形面，仿形管梁一端设有上部转接板，通过螺栓与主动端直线导轨的滑块连接，仿形管梁另一端设有下部转接板，通过螺栓与从动端直线导轨的滑块连接，仿形管梁上均布有穿过外形面和内形面的通孔，孔轴线与外形面垂直，电池箱挂在靠近上部转接板一端的仿形管梁内形面上，左移开关和右移开关则设置在靠近下部转接板一端的仿形管梁内形面上，电池箱给电机和压紧器供电。

4.根据权利要求1所述的一种柔性飞机复材壁板压紧测量夹具，其特征在于所述的压紧器包含推杆、面板、前端套筒、压力传感器、堵板、弹簧、后端套筒、压杆、防转垫圈、连接座、球铰压头、把手、显示器，推杆一端为光轴结构并与把手连接，推杆中部为外螺纹结构与面板中部的螺纹孔连接，推杆另一端为台阶轴结构，台阶轴的光轴部分套有弹簧，前端套筒为圆柱回转体结构，一端设有圆孔，另一端为轴肩，推杆台阶轴携带弹簧置于圆孔内，弹簧可在推杆台阶轴内侧与前端套筒圆孔底面之间伸缩，推杆台阶轴外侧设有堵板，堵板与前端套筒端面连接，后端套筒一端设有卡槽，卡槽底部连接有压力传感器，前端套筒的轴肩端置于后端套筒的卡槽内并与压力传感器贴合，后端套筒另一端设有螺纹孔，压杆一端与螺纹孔连接，压杆另一端则与球铰压头连接，压杆中部设有键槽，防转垫圈突出部置于键槽内，防转垫圈侧面与连接座螺接，压杆穿过连接座从而构成整套压紧测量装置，安装时面板与仿形管梁内形面连接，连接座与仿形管梁外形面连接，旋转把手带动推杆伸缩，推力传递至后端套筒并通过压杆完成产品的压紧，同时推力的数值经压力传感器传输至显示器。

5.一种基于权利要求1-4中任一权利要求所述的柔性飞机复材壁板压紧测量夹具的使用方法，其特征在于包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种柔性飞机复材壁板压紧测量夹具及使用方法，在对飞机复材壁板实施压紧定位时，通过电机驱动齿轮、齿条，使安装有多处压紧器的移动管梁可以沿着主动端直线导轨和从动端直线导轨进行移动，通过移动多根管梁，实现柔性功能，大幅减少复材壁板压紧夹具数量，解决成本过高问题；压力传感器及显示器与压紧器进行集成，使得复材壁板压紧力可调、可控，解决复材壁板因过度压紧而损伤问题，该夹具可以广泛应用于飞机装配生产线内复材壁板的压紧定位。

技术研发人员：蔡继钊,田经纬,姚磊,韩海英
受保护的技术使用者：中航西安飞机工业集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29