一种保证环向上楔形螺纹托板螺母同心的装配工具及方法与流程

本发明属于航天装配技术领域，具体涉及一种保证环向上楔形螺纹托板螺母同心的装配工具及方法。

背景技术：

螺纹作为航天产品中连接的主要形式之一，紧固连接的可靠性要求不允许有失效的可能，但实际工程中很难做到的。目前为解决产品研制过程的难题，分离结构环向上采用楔形螺纹托板螺母以适应各种复杂苛刻的环境。

分离结构为整体铸造机加工结构，呈锥状，用于连接两个不同直径结构产品。分离结构产品如图1所示，此分离结构用于连接两个不同直径壳体，连接方式为螺栓连接。上下两圈环向上各需要安装多个楔形螺纹托板螺母。两圈托板螺母安装要求精度高，多个托板螺母安装处于同一平面，且同时保证所有楔形螺纹托板螺母与壳体连接孔同心。楔形螺纹托板螺母为特制标准件，受限于结构影响，铆接操作空间较小。

类似结构环向对接托板螺母装配方法是：

(1)、其中a壳体在机加时，由数控机床将对接孔预先制出。

(2)、将a壳体按象限与b壳体连接固定，通过a壳体上预先制出的孔向b壳体透出对接孔。

(3)、使用螺钉将托板螺母固定在b壳体对接孔上。

(4)、利用托板螺母孔向壳体透出铆钉孔。

(5)、铆接托板螺母。

该装配方法有以下不足：

(1)、a壳体数控制孔后，向b壳体透孔后，a壳体孔精度变差，两个壳体协调装配精度低。

(2)、必须使两件产品连接固定在一起后才能制孔，装配周期长。

(3)、分离结构需要同时与两个不同直径产品对接，操作复杂。

(4)、由螺钉固定托板螺母，托板螺母铆接装配完成后，向心性不好。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种保证环向上楔形螺纹托板螺母同心的装配工具及方法，以提高环向上楔形托板螺母的装配精度。

本发明的技术方案如下：

一种保证环向上楔形螺纹托板螺母同心的装配工具，包括底孔钻模和铆钉孔钻模，用于在分离结构产品上钻孔以安装多个楔形螺纹托板螺母；

所述楔形螺纹托板螺母的两侧各有一个铆钉孔，用于在装配楔形螺纹托板螺母时使用；

所述的分离结构产品为锥筒状，在其直径大端开口处和直径小端开口处分别设有环形装配面，在其上钻制底孔；

在所述分离结构产品两端的装配面上分别设有对接平台，用于与底孔钻模固定；

所述的底孔钻模为圆筒形状，在底孔钻模的内部设有横向的分隔平台，将底孔钻模分为a段和b段，所述底孔钻模的a段内径大于b段内径；

在所述底孔钻模的a段侧壁和b段侧壁上分别加工一圈钻孔，用于安装快换钻套；

在进行分离结构产品直径小端开口处的底孔钻制时，将分离结构产品的直径小端插入底孔钻模的a段，使得分离结构产品直径小端开口处的装配面与底孔钻模a段上的钻孔对中；

在进行分离结构产品直径大端开口处的底孔钻制时，将分离结构产品的直径大端插入底孔钻模的b段，使得分离结构产品直径大端开口处的装配面与底孔钻模b段上的钻孔对中；

所述的铆钉孔钻模由钻模板和施工螺钉组成，用于在分离结构产品上钻制铆钉孔；

所述的钻模板的表面弧度与分离结构产品装配面的弧度匹配，在钻模板上设有对中孔和铆钉孔，分别与楔形螺纹托板螺母上的螺孔和铆钉孔尺寸匹配；

所述的施工螺钉包括光杆段和螺纹段，光杆段的尺寸与分离结构产品上加工的底孔以及钻模板上的对中孔尺寸匹配，螺纹段可与固定螺母螺纹连接；

在进行分离结构产品上铆钉孔钻制时，将钻模板紧贴分离结构产品装配面的内壁，通过施工螺钉将钻模板与分离结构产品连接固定。

还包括将压板卡设在所述分离结构产品的直径小端对接平台上，使得分离结构产品与底孔钻模压紧固定；

所述的压板为圆盘形状。

通过将压块卡设在所述分离结构产品的直径大端对接平台上，利用紧定螺钉支撑压块，同时采用螺钉将压块与底孔钻模上的分隔平台固定，进而将分离结构产品与底孔钻模压紧固定。

所述底孔钻模的分隔平台为圆环形状，在分隔平台上加工八条放射状立筋，相邻的立筋之间掏空做减轻孔，以减轻底孔钻模的重量。

所述的快换钻套包括规格依次增大的钻套ⅰ、钻套ⅱ、钻套ⅲ、钻套ⅳ、钻套ⅴ和钻套ⅵ，用于控制底孔的钻制精度，其中钻套ⅵ的规格与设计图纸尺寸相同。

在所述底孔钻模的顶端开口处设有两个吊耳，通过吊耳将底孔钻模翻转使用。

在所述分离结构产品的直径大端和直径小端分别刻划象限线，同时在底孔钻模的两端开口处分别刻划象限线。

一种保证环向上楔形螺纹托板螺母同心的装配方法，包括以下步骤：

1)在底孔钻模的a段定位分离结构产品；

2)钻制分离结构产品直径小端多个底孔；

3)翻转底孔钻模；

4)在底孔钻模的b段定位分离结构产品；

5)钻制分离结构产品直径大端多个底孔；

6)钻制分离结构产品上的铆钉孔；

7)铆接楔形螺纹托板螺母。

具体包括以下步骤：

1)在底孔钻模的a段定位分离结构产品

底孔钻模的a段朝上，按象限线将分离结构产品直径小端放入底孔钻模的a段内；

使用压板将分离结构产品固定在底孔钻模的a段；

2)钻制分离结构产品直径小端多个底孔

在底孔钻模a段的一圈钻孔上分别安装钻套ⅰ，按钻套ⅰ在分离结构产品的直径小端装配面上制底孔；将底孔钻模上的钻套ⅰ更换为钻套ⅱ，按钻套ⅱ在底孔基础上制孔；将底孔钻模上的钻套ⅱ更换为钻套ⅲ，按钻套ⅲ第一次铰孔；将底孔钻模上的钻套ⅲ更换为钻套ⅳ，按钻套ⅳ第二次铰孔；将底孔钻模上的钻套ⅳ更换为钻套ⅴ，按钻套ⅴ第三次铰孔；将底孔钻模上的钻套ⅴ更换为钻套ⅵ，按钻套ⅵ第四次铰孔；

第四次铰孔为设计图纸最终尺寸；

3)翻转底孔钻模

将分离结构产品从底孔钻模的a段中取出，利用底孔钻模上的吊耳翻转底孔钻模，使底孔钻模的b段朝上；

4)在底孔钻模的b段定位分离结构产品

按照象限线，将分离结构产品的直径大端放入底孔钻模的b段中；

使用螺钉、紧定螺钉和压块将分离结构产品固定在底孔钻模的b段；

5)钻制分离结构产品直径大端多个底孔

在底孔钻模b段的一圈钻孔上安装钻套ⅰ，按钻套ⅰ在分离结构产品的直径大端装配面上制底孔；将底孔钻模上的钻套ⅰ更换为钻套ⅱ，按钻套ⅱ在底孔基础上制孔；将底孔钻模上的钻套ⅱ更换为钻套ⅲ，按钻套ⅲ第一次铰孔；将底孔钻模上的钻套ⅲ更换为钻套ⅳ，按钻套ⅳ第二次铰孔；将底孔钻模上的钻套ⅳ更换为钻套ⅴ，按钻套ⅴ第三次铰孔；将底孔钻模上的钻套ⅴ更换为钻套ⅵ，按钻套ⅵ第四次铰孔；

第四次铰孔为设计图纸最终尺寸；

6)钻制分离结构产品上的铆钉孔

将分离结构产品从底孔钻模的b段中取出，利用施工螺钉将钻模板固定在分离结构产品装配面的内壁，通过钻模板上的铆钉孔向分离结构产品的装配面上透孔，得到铆接楔形螺纹托板螺母所用的铆钉孔；

7)铆接楔形螺纹托板螺母

在分离结构产品上的铆钉孔处划窝，采用正向铆接方式铆接楔形螺纹托板螺母。

步骤1)和步骤4)中，确保分离结构产品侧面与底孔钻模内壁之间贴合间隙不大于0.3mm，若大于则在180°方位处加等厚垫片。

本发明的显著效果在于：

(1)本发明大大提高了环向上楔形螺纹托板螺母的装配精度，保证分离结构产品的生产质量，实现了分离结构产品与其他产品顺利对接，缩短了分离结构产品的生产周期。

(2)本发明楔形螺纹标准件在环向上协调装配技术的成功应用，可以为后续类似产品的试验研究提供技术保障。

附图说明

图1为分离结构壳体示意图；

图2为楔形螺纹托板螺母示意图；

图3为底孔钻模分隔平台结构示意图；

图4为底孔钻模使用示意图；

图5为铆钉孔钻模使用示意图。

图中：1-楔形螺纹托板螺母；2-分离结构产品；3-底孔钻模；4-铆钉孔；5-吊耳；6-快换钻套；7-压板；8-螺钉；9-紧定螺钉；10-压块；11-钻模板；12-施工螺钉。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

一种保证环向上楔形螺纹托板螺母同心的装配工具，包括底孔钻模3和铆钉孔钻模，用于在分离结构产品2上钻孔以安装多个楔形螺纹托板螺母1。如图2所示，所述楔形螺纹托板螺母1的两侧各有一个铆钉孔4，用于在装配楔形螺纹托板螺母1时使用。

如图1所示，所述的分离结构产品2为锥筒状，在其直径大端开口处和直径小端开口处分别设有环形装配面，在其上钻制底孔。在所述分离结构产品2的直径大端和直径小端分别刻划象限线。在所述分离结构产品2两端的装配面上分别设有对接平台，用于与底孔钻模3固定。

如图3和图4所示，所述的底孔钻模3为圆筒形状，在其两端开口处分别刻划象限线。在所述底孔钻模3的内部设有横向的分隔平台，将底孔钻模3分为a段和b段。所述的分隔平台为圆环形状，在分隔平台上加工八条放射状立筋，相邻的立筋之间掏空做减轻孔，以减轻底孔钻模3的重量。所述底孔钻模3的a段内径大于b段内径。

在所述底孔钻模3的a段侧壁和b段侧壁上分别加工一圈钻孔，用于安装快换钻套6。所述的快换钻套6包括规格依次增大的钻套ⅰ、钻套ⅱ、钻套ⅲ、钻套ⅳ、钻套ⅴ和钻套ⅵ，用于控制底孔的钻制精度，其中钻套ⅵ的规格与设计图纸尺寸相同。

在进行分离结构产品2直径小端开口处的底孔钻制时，将分离结构产品2的直径小端插入底孔钻模3的a段，并将压板7卡设在分离结构产品2的直径小端对接平台上，将分离结构产品2与底孔钻模3压紧固定，使得分离结构产品2直径小端开口处的装配面与底孔钻模3a段上的钻孔对中。所述的压板7为圆盘形状。

在进行分离结构产品2直径大端开口处的底孔钻制时，将分离结构产品2的直径大端插入底孔钻模3的b段，并将压块10卡设在分离结构产品2的直径大端对接平台上，利用紧定螺钉9支撑压块10，同时采用螺钉8将压块10与底孔钻模3上的分隔平台固定，进而将分离结构产品2与底孔钻模3压紧固定，使得分离结构产品2直径大端开口处的装配面与底孔钻模3b段上的钻孔对中。

在所述底孔钻模3的顶端开口处设有两个吊耳5，通过吊耳5将底孔钻模3翻转使用。

如图5所示，所述的铆钉孔钻模由钻模板11和施工螺钉12组成，用于在分离结构产品2上钻制铆钉孔。所述的钻模板11的表面弧度与分离结构产品2装配面的弧度匹配，在钻模板11上设有对中孔和铆钉孔，分别与楔形螺纹托板螺母1上的螺孔和铆钉孔4尺寸匹配。

所述的施工螺钉12包括光杆段和螺纹段，其中光杆段的尺寸与分离结构产品2上加工的底孔以及钻模板11上的对中孔尺寸匹配，螺纹段可与固定螺母螺纹连接。

在进行分离结构产品2上铆钉孔钻制时，将钻模板11紧贴分离结构产品2装配面的内壁，通过施工螺钉12将钻模板11与分离结构产品2连接固定。通过钻模板11上的铆钉孔向分离结构产品2的装配面上透孔，得到铆接楔形螺纹托板螺母1所用的铆钉孔。

一种保证环向上楔形螺纹托板螺母同心的装配方法，包括以下步骤：

1)在底孔钻模3的a段定位分离结构产品2

底孔钻模3的a段朝上，按象限线将分离结构产品2直径小端放入底孔钻模3的a段内；

确保分离结构产品2侧面与底孔钻模3内壁之间贴合间隙不大于0.3mm，若大于则在180°方位处加等厚垫片；

使用压板7将分离结构产品2固定在底孔钻模3的a段。

2)钻制分离结构产品2直径小端多个底孔

在底孔钻模3a段的一圈钻孔上分别安装钻套ⅰ，按钻套ⅰ在分离结构产品2的直径小端装配面上制底孔；将底孔钻模3上的钻套ⅰ更换为钻套ⅱ，按钻套ⅱ在底孔基础上制孔；将底孔钻模3上的钻套ⅱ更换为钻套ⅲ，按钻套ⅲ第一次铰孔；将底孔钻模3上的钻套ⅲ更换为钻套ⅳ，按钻套ⅳ第二次铰孔；将底孔钻模3上的钻套ⅳ更换为钻套ⅴ，按钻套ⅴ第三次铰孔；将底孔钻模3上的钻套ⅴ更换为钻套ⅵ，按钻套ⅵ第四次铰孔；

第四次铰孔为设计图纸最终尺寸。

3)翻转底孔钻模3

将分离结构产品2从底孔钻模3的a段中取出，利用底孔钻模3上的吊耳5翻转底孔钻模3，使底孔钻模3的b段朝上。

4)在底孔钻模3的b段定位分离结构产品2

按照象限线，将分离结构产品2的直径大端放入底孔钻模3的b段中；

确保分离结构产品2侧面与底孔钻模3内壁之间贴合间隙不大于0.3mm，若大于则在180°方位处加等厚垫片；

使用螺钉8、紧定螺钉9和压块10将分离结构产品2固定在底孔钻模3的b段。

5)钻制分离结构产品2直径大端多个底孔

在底孔钻模3b段的一圈钻孔上安装钻套ⅰ，按钻套ⅰ在分离结构产品2的直径大端装配面上制底孔；将底孔钻模3上的钻套ⅰ更换为钻套ⅱ，按钻套ⅱ在底孔基础上制孔；将底孔钻模3上的钻套ⅱ更换为钻套ⅲ，按钻套ⅲ第一次铰孔；将底孔钻模3上的钻套ⅲ更换为钻套ⅳ，按钻套ⅳ第二次铰孔；将底孔钻模3上的钻套ⅳ更换为钻套ⅴ，按钻套ⅴ第三次铰孔；将底孔钻模3上的钻套ⅴ更换为钻套ⅵ，按钻套ⅵ第四次铰孔；

第四次铰孔为设计图纸最终尺寸。

6)钻制分离结构产品2上的铆钉孔

将分离结构产品2从底孔钻模3的b段中取出，利用施工螺钉12将钻模板11固定在分离结构产品2装配面的内壁，通过钻模板11上的铆钉孔向分离结构产品2的装配面上透孔，得到铆接楔形螺纹托板螺母1所用的铆钉孔。

7)铆接楔形螺纹托板螺母1

在分离结构产品2上的铆钉孔处划窝，采用正向铆接方式铆接楔形螺纹托板螺母1。