一种自适应飞机曲面蒙皮制孔的3D打印钻模板制造技术

本发明专利技术公开了一种自适应飞机曲面蒙皮制孔的3D打印钻模板，包括贴合板、导轨和若干肋板，所述贴合板的曲率与飞机曲面蒙皮的曲率相等，所述贴合板上设置有若干法矢钻套孔，所述法矢钻套孔的轴线方向与所述飞机曲面蒙皮上制孔位置的法矢一致，若干所述肋板的一端均与所述贴合板固定连接，若干所述肋板的另一端均与所述导轨固定连接，所述导轨的曲率与所述飞机曲面蒙皮的曲率相等，所述导轨用于安装自动制孔机器人。本发明专利技术使3D打印钻模板能够与任意曲率的飞机曲面蒙皮实现自适应，从而达到精准导向、制孔的目的，以提高飞机曲面蒙皮制孔的效率、精度和质量。

An adaptive 3D printing drill template for aircraft surface skin drilling

【技术实现步骤摘要】
一种自适应飞机曲面蒙皮制孔的3D打印钻模板
本专利技术涉及飞机曲面蒙皮制孔
，特别是涉及一种自适应飞机曲面蒙皮制孔的3D打印钻模板。
技术介绍
在各种制孔技术快速发展的机械制造及自动化领域中，相应的制孔要求以及水平越来越高，尤其是在航空航天领域，飞机曲面蒙皮制孔技术直接决定着国产C919、ARJ21以及歼20战斗机等各种型号飞机的性能，承担着解决国家重要需求，解决卡脖子与被卡脖子问题的重大责任。飞机曲面蒙皮制孔技术作为航空航天的核心技术，直接体现国家航空航天的水平。在飞机的制造和装配过程中，包含了成千上百万个孔，且连接孔仍然是飞机结构件连接的最主要方式，直接影响着飞机的疲劳寿命和安全性能及其他与之相关的各项飞行性能。飞机曲面蒙皮作为飞机的重要组成部分，在飞机装制造程中，需要在飞机曲面蒙皮上制孔，以实现蒙皮与骨架的铆接。目前，主要采用钻模板贴合，并以保证人工制孔精度和质量的进给导向制孔工艺。传统的钻模板都是基于机加工的方式进行设计和制造，时间周期长，成本高，互换性低，并在生产制造的过程中出现的技术误差和人工误差较多，无法自适应具有复杂型面的飞机曲面蒙皮。而且，飞机曲面蒙皮制孔是一个重复性大的工作，采用传统钻模板贴合，人工制孔工艺，无法保证精度，且在应对复杂型面的飞机曲面蒙皮时，会增加制孔难度。因此，亟需设计一种可以自适应任意曲率飞机的曲面蒙皮。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种自适应飞机曲面蒙皮制孔的3D打印钻模板，以解决上述现有技术存在的问题，使3D打印钻模板能够与任意曲率的飞机曲面蒙皮实现自适应，从而达到精准导向、制孔的目的，以提高飞机曲面蒙皮制孔的效率、精度和质量。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供了一种自适应飞机曲面蒙皮制孔的3D打印钻模板，包括贴合板、导轨和若干肋板，所述贴合板的曲率与飞机曲面蒙皮的曲率相等，所述贴合板上设置有若干法矢钻套孔，所述法矢钻套孔的轴线方向与所述飞机曲面蒙皮上制孔位置的法矢一致，若干所述肋板的一端均与所述贴合板固定连接，若干所述肋板的另一端均与所述导轨固定连接，所述导轨的曲率与所述飞机曲面蒙皮的曲率相等，所述导轨用于安装自动制孔机器人。优选的，所述导轨为两个，两个所述导轨关于所述贴合板的中心线对称设置，若干所述肋板均匀分布在所述贴合板的两侧，所述贴合板的两侧任意两个相对设置的所述肋板关于所述贴合板的中心线对称，一所述导轨与一侧的所述肋板均固定连接，另一所述导轨与另一侧的所述肋板均固定连接。优选的，所述肋板包括弯折一部和弯折二部，所述弯折一部的水平段与所述导轨固定连接，所述弯折一部的垂直段和所述弯折二部的垂直段通过倾斜段平滑过渡连接，所述倾斜段的上端远离所述导轨的中心线，所述弯折二部的水平段与所述贴合板固定连接。优选的，所述导轨的横截面形状为圆形。优选的，所述导轨的外侧壁上开设有导向槽，所述导向槽的曲率与所述飞机曲面蒙皮的曲率相等，所述导向槽中用于安装所述自动制孔机器人。优选的，所述导向槽中固定安装有齿条，所述齿条的曲率与所述飞机曲面蒙皮的曲率相等，所述齿条用于与所述自动制孔机器人的移动机构相啮合。优选的，所述贴合板、所述导轨和所述肋板均为一体成型并采用3D打印技术制成。优选的，所述贴合板、所述导轨和所述肋板均采用尼龙PA12材料制成。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术应用时，贴合板与任意曲率的飞机蒙皮完全自适应无缝贴合，导轨可搭载自动制孔机器人，让自动制孔机器人安装在导轨上，并依靠导轨的导向作用移动，让安装在导轨上的自动制孔机器人进行精准制孔作业，从而达到精准导向、制孔的目的，以提高飞机曲面蒙皮制孔的效率、精度和质量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，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为实施例中自适应飞机曲面蒙皮制孔的3D打印钻模板的轴测图。图2为实施例中自适应飞机曲面蒙皮制孔的3D打印钻模板的截面示意图。图3为实施例中自适应飞机曲面蒙皮制孔的3D打印钻模板的示意图。图4为应用案例一的示意图。图5为应用案例二的示意图。其中，1-贴合板，2-法矢钻套孔，3-肋板，4-导轨，5-导向槽，6-齿条，7-飞机曲面蒙皮一(曲率为1/900)，8-飞机曲面蒙皮二(曲率为0)。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。实施例如图1-图3所示：本实施例提供了一种自适应飞机曲面蒙皮制孔的3D打印钻模板，包括贴合板1、导轨4和若干肋板3，贴合板1的曲率与飞机曲面蒙皮的曲率相等，贴合板1上设置有若干法矢钻套孔2，法矢钻套孔2的轴线方向与飞机曲面蒙皮上制孔位置的法矢一致，以保证能够为制孔进给过程精准导向，若干肋板3的一端均与贴合板1固定连接，若干肋板3的另一端均与导轨4固定连接，导轨4的曲率与飞机曲面蒙皮的曲率相等，导轨4用于安装自动制孔机器人，其中自动制孔机器人为现有技术，具体应用时，导轨4为自动制孔机器人提供安装位置，即将自动制孔机器人的移动部件(例如滑轮、丝杠丝母或者齿轮等等)安装在导轨4上，并可以在导轨4上移动。贴合板1与飞机曲面蒙皮完全自适应无缝贴合，自动制孔机器人依靠导轨4的导向作用移动，让安装在导轨上的自动制孔机器人进行精准制孔作业。本实施例中，肋板3包括弯折一部和弯折二部，具体如图2所示，弯折一部的水平段与导轨4固定连接，弯折一部的垂直段和弯折二部的垂直段通过倾斜段平滑过渡连接，倾斜段的上端远离导轨4的中心线，弯折二部的水平段与贴合板1固定连接，以提高3D打印钻模板的强度。本实施例中，导轨4的横截面形状为圆形。而本实施例如图2所示，导轨4的横截面形状为圆形，导轨4的外侧壁上开设有导向槽5，导向槽5的曲率与飞机曲面蒙皮的曲率相等，导向槽5中用于安装自动制孔机器人，导向槽5中能够搭载安装自动制孔机器人的移动部件，使自动制孔机器人沿导轨4移动，实现自动制孔机器人的移动导向。优选的，如图3所示，导向槽5中固定安装有齿条6，齿条6的曲率与飞机曲面蒙皮的曲率相等，齿条6用于与自动制孔机器人的移动部件相啮合，依靠导轨4的导向作用及导向槽5上的齿条6导向移动，让安装在导轨上的自动制孔机器人进行精准制孔作业。本实施例中，贴合板1、导轨4和肋板3均为一体成型并采用3D打印技术制成，优选的，贴合板1、导轨4和肋板3均采用尼龙PA12材料制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应飞机曲面蒙皮制孔的3D打印钻模板，其特征在于：包括贴合板、导轨和若干肋板，所述贴合板的曲率与飞机曲面蒙皮的曲率相等，所述贴合板上设置有若干法矢钻套孔，所述法矢钻套孔的轴线方向与所述飞机曲面蒙皮上制孔位置的法矢一致，若干所述肋板的一端均与所述贴合板固定连接，若干所述肋板的另一端均与所述导轨固定连接，所述导轨的曲率与所述飞机曲面蒙皮的曲率相等，所述导轨用于安装自动制孔机器人。/n

【技术特征摘要】
1.一种自适应飞机曲面蒙皮制孔的3D打印钻模板，其特征在于：包括贴合板、导轨和若干肋板，所述贴合板的曲率与飞机曲面蒙皮的曲率相等，所述贴合板上设置有若干法矢钻套孔，所述法矢钻套孔的轴线方向与所述飞机曲面蒙皮上制孔位置的法矢一致，若干所述肋板的一端均与所述贴合板固定连接，若干所述肋板的另一端均与所述导轨固定连接，所述导轨的曲率与所述飞机曲面蒙皮的曲率相等，所述导轨用于安装自动制孔机器人。


2.根据权利要求1所述的自适应飞机曲面蒙皮制孔的3D打印钻模板，其特征在于：所述导轨为两个，两个所述导轨关于所述贴合板的中心线对称设置，若干所述肋板均匀分布在所述贴合板的两侧，所述贴合板的两侧任意两个相对设置的所述肋板关于所述贴合板的中心线对称，一所述导轨与一侧的所述肋板均固定连接，另一所述导轨与另一侧的所述肋板均固定连接。


3.根据权利要求1所述的自适应飞机曲面蒙皮制孔的3D打印钻模板，其特征在于：所述肋板包括弯折一部和弯折二部，所述弯折一部的水平段与所述导轨固定连接，所述弯折一部的垂直段和所述弯折二部的垂直段通过倾斜段平滑过渡连接，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张德远，刘春剑，刘艳强，李少敏，唐辉，马广，任亮亮，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11