加工冷却工件的方法和装置制造方法及图纸

公开了加工冷却工件的方法和装置，加工装置包括在通过加工设备的加工工具加工期间支撑冷却工件的支撑表面，并且还包括可操作地耦接到支撑表面的冷却系统。冷却系统在冷却工件的加工期间防止结合至冷却工件的粘合剂的加工温度升高到高于预定的阈值温度，使得冷却系统在冷却工件的加工期间防止粘合剂固化。冷却系统包括冷却流体，该冷却流体在由支撑表面支撑冷却工件时经由支撑表面辐射地冷却冷却工件，使得冷却系统将粘合剂(和冷却工件)的加工温度保持在低于环境温度。相关方法包括使用这样的加工设备来加工冷却工件。

【技术实现步骤摘要】
加工冷却工件的方法和装置
本公开涉及用于加工冷却工件的方法和装置。
技术介绍
在制造诸如飞机机翼组件的大型组件的过程中，通常将两个或多个部件放在一起时，在部件无法完美接合的地方可能会出现间隙。这种间隙可能是由于在整个制造过程中小误差累积而形成的。为了解决这些间隙并确保部件之间的合适配合，使用材料填充间隙。这样的填充材料通常被称为“填隙片”，其中填隙片被切割成一定形状以填充每个部件或组件的特定需求。在一种用于制造这些填隙片的常规技术中，可模塑的塑料填隙片粘附在间隙内，但这些可模塑的塑料填隙片是杂乱的，并且在涂布时间、清洁时间和固化时间方面很费时。其他用于生产填隙片的技术已尝试使用薄膜粘合剂来将牺牲性材料粘合到部件或组件上，以减少通常使用可模塑的塑料填隙片时所涉及的混乱和清理。然而，合适的薄膜粘合剂通常需要保持冷却，并因此被切成一定以与牺牲材料分离。换句话说，对于给定的填隙片，将相同的型材(profile，外形)切割两次——一次在薄膜粘合剂中产生正确的尺寸和形状，一次在牺牲材料中产生正确的尺寸和形状。然后，将切割的薄膜粘合剂用于将相同尺寸和形状的牺牲材料施加到组件上。该过程也是耗时的，并且由于要求每个型材在不同的材料中切割两次而容易在制造中引入额外的误差。
技术实现思路
公开的加工设备、系统和方法可使薄膜粘合剂和冷却工件被切割或以其他方式一起被加工(例如，同时)，从而与常规技术相比减少了制造成本和时间。这样的方法和设备可有利地对工件和粘合剂进行冷却，而不需要HVAC系统来冷却加工设备和工件所处的整个环境。这样的方法和设备可另外减少制造过程中的浪费，并且减少不使用时存储材料的需要，因为可在将材料应用于组件的结构之前根据需要对材料进行加工。尽管常规方法通常涉及将粘合剂施加到单独的牺牲材料片上，但是所公开的方法可以是自动化的，其中粘合剂以片状或薄膜形式施加，而不是必须成形和切割粘合剂，然后将切割后的形状单独地施加到组件结构上。这样的公开的方法和设备可应用于将填充材料结合到下部结构上的任何制造过程。在具体示例中，所公开的方法和设备可用于飞机机翼组件的制造中，例如在无缝机翼制造技术或预计加入填隙片的制造技术上。公开的示例性加工设备包括：用于加工冷却工件的加工工具；用于在通过加工工具加工期间支撑冷却工件的支撑表面；以及可操作地耦接至该支撑表面的冷却系统。冷却系统被配置为防止在冷却工件的加工期间耦接至冷却工件的粘合剂的加工温度升高到超出预定的阈值温度。因此，冷却系统防止在加工冷却工件期间粘合剂的固化。冷却系统可包括冷却流体，所述冷却流体在由所述支撑表面支撑所述冷却工件时经由所述支撑表面辐射地冷却所述冷却工件。这样的冷却系统通常将所述冷却工件的加工温度保持在低于环境温度。所述加工工具可以是数控的。公开的系统包括这样的加工设备和冷却工件。在一些示例中，冷却工件是或包括具有第一表面和第二表面的片材，其中粘合剂结合至第一表面和/或第二表面。粘合剂通常是在已知温度或已知温度范围内固化的热敏薄膜粘合剂。因此，通常将冷却工件冷却至低于粘合剂的固化温度(或低于固化温度范围的最低温度)的温度。此外，在加工期间，冷却工件(包括粘合剂)保持在粘合剂的固化温度(或温度范围)以下。公开的方法包括：定位冷却工件，以使所述冷却工件被加工设备的支撑表面支撑；用加工设备的加工工具加工冷却工件；以及在冷却工件的加工期间防止冷却工件上的粘合剂的加工温度升高到超出预定的阈值温度。预定的阈值温度通常至少部分地由粘合剂的固化温度确定(例如，预定的阈值温度低于粘合剂的固化温度)。在这样的方法中，支撑表面在加工期间支撑冷却工件，并且加工设备的冷却系统经由支撑表面使冷却工件的温度在加工期间保持低于预定的阈值温度。例如，冷却系统可通过使冷却流体流过支撑表面或在支撑表面下方流动来辐射地冷却支撑表面和冷却工件。因此，冷却系统防止在加工冷却工件的过程中粘合剂的固化。附图说明图1是示出根据本公开的系统和加工设备的示例的示意图。图2是根据本公开的加工设备的支撑表面的示意性平面图。图3是示出根据本公开的配套元件的示例的示意图。图4是示意性地表示根据本公开的加工工件的方法的流程图。具体实施方式公开了在冷却工件的同时加工工件的设备和方法。通常，在图中，以实线示出了可能包括在给定示例中的元件，而以虚线示出了对于给定示例而言可选的元件。然而，以实线示出的元件对于本公开的所有示例不是必需的，并且在不背离本公开的范围的前提下，以实线示出的元件可从给定示例中省略。图1示意性地示出了根据本公开的加工设备10和系统11的示例。系统11通常包括加工设备10和由加工设备10加工的冷却工件14。加工设备10通常包括用于加工冷加工件14的加工工具12；用于在加工期间支撑冷却工件14的支撑表面16；和可操作地耦接到支撑表面16的冷却系统18。冷却工件14包括第一表面20和第二表面22，第二表面22与第一表面20相对。热敏性的粘合剂24粘附到第一表面20和/或第二表面22上。在一些示例中，粘合剂24可同时存在于第一表面20的至少一部分和第二表面22的至少一部分上。在一些示例中，粘合剂24可存在于基本上整个第一表面20上。另外或者替代地，粘合剂24可存在于基本上整个第二表面22上。粘合剂24通常被配置为通过在粘合剂的固化温度下固化粘合剂24而将冷却工件14粘附到另一结构。如本文所用，“固化温度”应理解为包括粘合剂被配置成固化的温度范围。包括粘合剂24的第一表面20和/或第二表面22中的任何一个都可被称为冷却工件14的粘附侧，并且类似地，不包括粘合剂24的第一表面20或第二表面22中的任何一个可被称为冷却工件14的非粘附侧。冷却工件14可由支撑表面16支撑，使得冷却工件14的粘附侧面向支撑表面16并由支撑表面16支撑。在其他示例中，冷却工件14可由支撑表面16支撑，使得冷却工件14的非粘附侧面向支撑表面16并由支撑表面16支撑。冷却系统18防止粘合剂24的加工温度(即，在加工期间冷却工件14和/或粘合剂24的温度)升高到超出预定的阈值温度。以这种方式，冷却系统18在加工冷却工件14期间防止粘合剂24固化。冷却系统18包括冷却流体26，在由所述支撑表面16支撑所述冷却工件14时使冷却流体26经由支撑表面16辐射地冷却冷却工件14和粘合剂24。在将粘合剂24涂布到冷却工件14之前，通常将冷却工件14冷却或使冷却工件14变冷，以防止粘合剂24固化。因此，冷却系统18保持冷却工件14的温度低于环境温度。换句话说，当加工设备10加工冷却工件14时，冷却系统18将冷却工件14保持在低于加工设备10和冷却工件14所处的环境或位置中的环境温度的温度，并且将冷却工件14保持在低于粘合剂24的固化温度的温度。在一些示例中，冷却系统18被配置成维持例如通过冷藏而预先冷却的工件的温度。另外或可替代地，冷却系统18可被配置成当相对于支撑表面16定位时将冷却工件14和粘合剂24的温度降低到低于冷却工件14的温度的温度。支撑表面16通常定位在冷却工件14下方以提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加工设备(10)，包括：/n加工工具(12)，用于加工冷却工件(14)，其中，所述加工工具(12)是数控的；/n支撑表面(16)，用于在通过所述加工工具(12)进行加工期间支撑所述冷却工件(14)；以及/n冷却系统(18)，可操作地耦接到所述支撑表面(16)，使得所述冷却系统(18)防止耦接到所述冷却工件(14)的粘合剂(24)的加工温度在加工所述冷却工件(14)期间升高到高于预定的阈值温度，从而所述冷却系统(18)在加工所述冷却工件(14)期间防止所述粘合剂(24)固化，其中，所述冷却系统(18)包括冷却流体(26)，在由所述支撑表面(16)支撑所述冷却工件(14)时，所述冷却流体(26)经由所述支撑表面(16)辐射地冷却所述冷却工件(14)，并且其中，所述冷却系统(18)将所述粘合剂(24)的所述加工温度保持在低于环境温度。/n

【技术特征摘要】
20190228 US 16/289,2401.一种加工设备(10)，包括：
加工工具(12)，用于加工冷却工件(14)，其中，所述加工工具(12)是数控的；
支撑表面(16)，用于在通过所述加工工具(12)进行加工期间支撑所述冷却工件(14)；以及
冷却系统(18)，可操作地耦接到所述支撑表面(16)，使得所述冷却系统(18)防止耦接到所述冷却工件(14)的粘合剂(24)的加工温度在加工所述冷却工件(14)期间升高到高于预定的阈值温度，从而所述冷却系统(18)在加工所述冷却工件(14)期间防止所述粘合剂(24)固化，其中，所述冷却系统(18)包括冷却流体(26)，在由所述支撑表面(16)支撑所述冷却工件(14)时，所述冷却流体(26)经由所述支撑表面(16)辐射地冷却所述冷却工件(14)，并且其中，所述冷却系统(18)将所述粘合剂(24)的所述加工温度保持在低于环境温度。


2.根据权利要求1所述的加工设备(10)，其中，所述加工工具(12)包括低温冷却流体切割机构。


3.根据权利要求1或2所述的加工设备(10)，其中，所述冷却系统(18)被配置为选择性地升高或降低温度。


4.根据权利要求1或2所述的加工设备(10)，其中，所述冷却系统(18)被配置为对所述支撑表面(16)的多个相应区域(29)的相应温度彼此独立选择性地控制。


5.根据权利要求1或2所述的加工设备(10)，其中，所述加工设备(10)还包括一个或多个温度传感器(36)，所述一个或多个温度传感器(36)可操作地耦接至所述冷却工件(14)并且被配置为在加工所述冷却工件(14)期间提供包括温度信息的反馈，并且其中，所述加工设备(10)被配置为使得所述支撑表面(16)响应于来自所述一个或多个温度传感器(36)的反馈选择性地升高或降低温度。


6.根据权利要求1或2所述的加工设备(10)，其中，所述加工设备(10)被配置为在加工所述冷却工件(14)期间将所述冷却工件(14)保持在低于80°F温度。


7.根据权利要求1或2所述的加工设备(10)，其中，所述支撑表面(16)包括多个穿孔(40)，其中，所述加工设备(10)还包括真空系统(38)，并且其中，所述真空系统(38)经由所述多个穿孔(40)可操作地耦接到所述支撑表面(16)，以在加工所述冷却工件(14)期间将所述冷却工件(14)固定到所述支撑表面(16)。


8.根据权利要求1或2所述的加工设备(10)，还包括机械夹持机构(42)，所述机械夹持机构(42)被配置为在加工所述冷却工件(14)期间将所述冷却工件(14)固定至所述支撑表面(16)。


9.一种加工冷却工件的系统(11)，包括：
根据权利要求1所述的加工设备(10)；和
所述冷却工件(14)，其中，所述冷却工件(14)包括片材(56)，所述片材具有第一表面(20)和与所述第一表面(20)相对的第二表面(22)，其中，所述粘合剂(24)结合到所述片材(56)的所述第一表面(20)，其中，所述粘合剂(24)是热敏薄膜粘合剂，其中，所述冷却工件(14)的冷却温度低于所述环境温度。


10.根据权利要求9所述的系统(11)，其中，在加工所述冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：克利福·D·博罗维奇，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US