一种飞机壁板结构长桁翻转工装及共固化成型方法技术

本发明专利技术一种飞机壁板结构长桁翻转工装及共固化成型方法，属于航空制造技术领域。该长桁翻转工装包括：翻转平台，设有：铺贴工装限位装置，用于长桁铺贴工装转移过程的限位约束；铺贴工装连接装置，用于长桁铺贴工装在所述翻转平台上的连接定位；铺贴工装定位装置，用于长桁铺贴工装两侧端头在所述翻转平台上的定位约束；壁板成型工装对接装置，用于所述翻转平台整体翻转后与壁板成型工装间的对接及定位；第一/第二支架，设置于所述翻转平台两端，分别通过支架连接装置与所述翻转平台连接。该长桁翻转工装及配套定位装置具有结构简单、操作方便的特点，能够满足飞机壁板零件共固化成型过程对于工艺稳定性和生产效率的要求。型过程对于工艺稳定性和生产效率的要求。型过程对于工艺稳定性和生产效率的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种飞机壁板结构长桁翻转工装及共固化成型方法


[0001]本专利技术属于航空制造
，具体涉及一种飞机壁板结构长桁翻转工装及共固化成型方法，具体地说，涉及一种飞机复合材料翼面壁板共固化成型过程的长桁翻转工装及共固化成型方法。

技术介绍

[0002]飞机复合材料翼面壁板结构在现代飞机主次承力构件中得到了越来越广泛的应用，常见的复合材料壁板结构通常由壁板蒙皮和不同形状的长桁整体组合而成，可选的长桁构型包括“U”型、“T”型、“工”型等。复合材料热压罐成型过程可以采用的工艺方案包括共固化、共胶接和二次胶接等，其中共固化工艺只需一次的热压罐成本，具有一定的制造成本优势。
[0003]复合材料壁板结构共固化工艺流程：首先借助长桁铺贴工装得到预成型的长桁铺层，而后将若干个长桁铺层逐一组合定位后，整体翻转180
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并转移至壁板成型工装上与蒙皮铺层进行二次组合定位，而后进行真空封装并推入热压罐中完成固化成型。与共胶接或二次胶接工艺相比，共固化工艺中长桁铺层先后经历的两次组合定位过程中都为未固化的湿态预浸料，大大增加了长桁轴线及腹板厚度公差控制的技术难度。
[0004]常见的飞机复合材料翼面壁板成型工装设计主要涉及长桁铺贴工装(预成型过程)及壁板成型工装(整体组合固化过程)。其制备过程中多采用人工将若干个长桁铺层及其铺贴工装的预成型单元逐一组合定位后完成空中180
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翻转，并进一步与蒙皮铺层完成二次组合定位，上述操作过程存在人工劳动强度大，长桁轴线及腹板厚度超差严重的问题。特别对于大尺寸翼面壁板结构，其长桁铺贴工装具有重量大、转动惯性大的特点，还存在极大的现场操作安全隐患。

技术实现思路

[0005]为了有效改善现有技术存在的上述工艺质量控制难点及安全隐患，有必要针对飞机翼面复合材料壁板结构，提出一套适用于长桁铺层组合定位及整体翻转过程的飞机壁板结构长桁翻转工装及共固化成型方法。其中长桁翻转工装及配套定位装置具有结构简单、操作方便的特点，能够满足飞机壁板零件共固化成型过程对于工艺稳定性和生产效率的要求。
[0006]根据本专利技术技术方案，提供一种飞机壁板结构长桁翻转工装，其特征在于，所述长桁翻转工装用于实现长桁铺层组合定位及整体翻转过程的翻转及定位，并与长桁铺贴工装和壁板成型工装配合实现复合材料壁板结构共固化成型，所述长桁翻转工装包括：
[0007]翻转平台，所述翻转平台上设有：
[0008]铺贴工装限位装置，用于长桁铺贴工装转移过程的限位约束；
[0009]铺贴工装连接装置，用于长桁铺贴工装在所述翻转平台上的连接定位；
[0010]铺贴工装定位装置，用于长桁铺贴工装两侧端头在所述翻转平台上的定位约束；
[0011]壁板成型工装对接装置，用于所述翻转平台整体翻转后与壁板成型工装间的对接及定位；
[0012]第一/第二支架，所述第一/第二支架设置于所述翻转平台两端，分别通过支架连接装置与所述翻转平台连接。
[0013]进一步地，所述翻转平台包括框架及保持于框架之上的面板，所述铺贴工装限位装置、铺贴工装连接装置、铺贴工装定位装置以及壁板成型工装对接装置设置于所述面板之上。
[0014]进一步地，所述铺贴工装限位装置包括：
[0015]长桁侧边定位板，设置于翻转平台的纵向一侧上，用于对相应区域长桁铺贴工装的限位约束；
[0016]长桁端头定位板，设置于翻转平台的纵向两端上，用于对每根长桁铺贴工装的两端进行限位约束。
[0017]进一步地，所述铺贴工装连接装置包括：
[0018]多个长桁连接滑轨，所述长桁连接滑轨近似垂直于长桁铺贴工装方向进行布置，用于多组长桁铺贴工装沿滑轨方向滑动进行长桁整体组合的同时实现长桁铺层厚度公差的精确控制；
[0019]多个滑轨连接块，设置于所述长桁连接滑轨之上，与长桁铺贴工装底部的连接槽逐一对应，用于长桁铺贴工装在翻转平台上的连接定位。
[0020]进一步地，所述长桁连接滑轨借助滑轨导向限位块实现其在翻转平台上的定向限位滑动，所述长桁连接滑轨的一端穿过长桁侧边定位板，并在端部设有滑轨锁紧销，用于实现所述长桁连接滑轨与翻转平台之间的连接及脱离。
[0021]进一步地，当长桁铺贴工装与翻转平台连接定位时，所述滑轨锁紧销处于锁紧状态；当长桁组合完成180
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翻转后与壁板成型工装对接定位时，所述滑轨锁紧销处于打开状态实现与翻转平台的脱离。
[0022]进一步地，所述铺贴工装定位装置为多个长桁端头定位销。
[0023]进一步地，所述长桁铺贴工装底部设置有定位连接槽，且长桁铺贴工装两侧设置有端头定位孔；
[0024]所述定位连接槽沿长桁纵向分布，并与所述铺贴工装连接装置中的多个滑轨连接块逐一对应连接定位；
[0025]所述端头定位孔为分布于所述长桁铺贴工装两侧端头的通孔，并与多个所述铺贴工装定位装置中的多个端头定位销逐一对应连接定位。
[0026]进一步地，所述端头定位孔在所述长桁铺贴工装其中一侧为沿长桁连接滑轨方向的椭圆孔，在所述长桁铺贴工装另外一侧为圆形孔；所述定位连接槽为沿长桁连接滑轨方向的不规则方型槽，用于为所述长桁铺贴工装提供沿长桁连接滑轨方向的移动空间。
[0027]进一步地，所述壁板成型工装对接装置包括在所述翻转平台上沿长桁纵向布置的若干壁板对接定位销。
[0028]进一步地，所述壁板成型工装上设置有壁板定位对接结构，所述壁板定位对接结构沿壁板成型工装上长桁纵向布置，并与所述壁板成型工装对接装置的若干壁板对接定位销逐一对应连接定位。
[0029]进一步地，所述第一/第二支架均安装有旋转轴及减速器。
[0030]进一步地，所述支架连接装置包括连接轴承及连接法兰。
[0031]进一步地，所述第一/第二支架的旋转轴与通过连接轴承及连接法兰与所述翻转平台的两端连接。
[0032]根据本专利技术的第二方面，提供一种飞机壁板结构共固化成型方法，其特征在于，所述方法采用根据以上任一方面所述的长桁翻转工装实现长桁铺层组合定位及整体翻转过程的翻转及定位，并与长桁铺贴工装和壁板成型工装配合实现复合材料壁板结构共固化成型，所述方法包括：
[0033]1)预浸料在长桁铺贴工装上预成型为长桁铺层毛坯；
[0034]2)将长桁铺贴工装及其所带有的长桁铺层毛坯共同构成的长桁铺层组合转移至长桁翻转工装上，通过铺贴工装限位装置、铺贴工装连接装置、铺贴工装定位装置实现多个长桁铺层的整体组合和铺层厚度控制，以及长桁铺贴工装与长桁翻转工装间整体定位；
[0035]3)利用翻转工装实现长桁铺层毛坯及长桁铺贴工装组合的空中翻转180
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，通过壁板成型工装对接装置实现与壁板成型工装的整体定位对接；
[0036]4)借助铺贴工装连接装置中滑轨锁紧销和铺贴工装定位装置中端头定位销分别完成长桁铺贴工装主体以及长桁铺贴工装两侧端头与翻转平台间的整体脱离；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞机壁板结构长桁翻转工装，其特征在于，所述长桁翻转工装用于实现长桁铺层组合定位及整体翻转过程的翻转及定位，并与长桁铺贴工装和壁板成型工装配合实现复合材料壁板结构共固化成型，所述长桁翻转工装包括：翻转平台，所述翻转平台上设有：铺贴工装限位装置，用于长桁铺贴工装转移过程的限位约束；铺贴工装连接装置，用于长桁铺贴工装在所述翻转平台上的连接定位；铺贴工装定位装置，用于长桁铺贴工装两侧端头在所述翻转平台上的定位约束；壁板成型工装对接装置，用于所述翻转平台整体翻转后与壁板成型工装间的对接及定位；第一/第二支架，设置于所述翻转平台两端，分别通过支架连接装置与所述翻转平台连接。2.根据权利要求1所述的飞机壁板结构长桁翻转工装，其特征在于，所述翻转平台包括框架及保持于框架之上的面板，所述铺贴工装限位装置、铺贴工装连接装置、铺贴工装定位装置以及壁板成型工装对接装置设置于所述面板之上。3.根据权利要求1所述的飞机壁板结构长桁翻转工装，其特征在于，所述铺贴工装限位装置包括：长桁侧边定位板，设置于翻转平台的纵向一侧上，用于对相应区域长桁铺贴工装的限位约束；长桁端头定位板，设置于翻转平台的纵向两端上，用于对每根长桁铺贴工装的两端进行限位约束。4.根据权利要求1所述的飞机壁板结构长桁翻转工装，其特征在于，所述铺贴工装连接装置包括：多个长桁连接滑轨，所述长桁连接滑轨近似垂直于长桁铺贴工装方向进行布置，用于多组长桁铺贴工装沿滑轨方向滑动进行长桁整体组合的同时实现长桁铺层厚度公差的精确控制；多个滑轨连接块，设置于所述长桁连接滑轨之上，与长桁铺贴工装底部的连接槽逐一对应，用于长桁铺贴工装在翻转平台上的连接定位。5.根据权利要求4所述的飞机壁板结构长桁翻转工装，其特征在于，所述长桁连接滑轨借助滑轨导向限位块实现其在翻转平台上的定向限位滑动，所述长桁连接滑轨的一端穿过长桁侧边定位板，并在端部设有滑轨锁紧销，用于实现所述长桁连接滑轨与翻转平台之间的连接及脱离。6.根据权利要求4所述的飞机壁板结构长桁翻转工装，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：丛晶洁，马波，高丽敏，陈程，
申请(专利权)人：中国商用飞机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：