一种用于飞机蒙皮与骨架装配的电磁引孔方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于飞机蒙皮与骨架装配的电磁引孔方法及装置，解决了现有引孔方法及装置存在的通用性差、操作不便及较多人为主观判断因素而导致的引孔位置标定不准确、易产生定位偏差、无法有效实现对开敞性较差工作环境实施制孔，造成制孔精度及制孔效率低并极易产生“8”字孔、孔超差，最终严重影响飞机铆接质量并降低产能的问题；在不损坏飞机构件的情况下，可在一定范围内穿过飞机骨架及蒙皮的性质，以及将分别处于飞机骨架和蒙皮两侧的两个通有同向电流的线圈相互靠近时，线圈在相互的磁场中将受到安培力的作用而产生移动，最终两个线圈保持同轴这一电磁原理，在不损坏飞机蒙皮和骨架的情况下实现引孔位置的高效精确自动找正。动找正。动找正。

【技术实现步骤摘要】
一种用于飞机蒙皮与骨架装配的电磁引孔方法及装置


[0001]本专利技术属于蒙皮引孔的
，具体涉及一种用于飞机蒙皮与骨架装配的电磁引孔方法及装置。

技术介绍

[0002]飞机装配工艺是保证飞机产品质量稳定、高强度、长寿命可靠运行的决定性环节。在飞机装配过程中，主要采用的连接方式为螺接和铆接。当飞机蒙皮与骨架连接、骨架与骨架之间连接时，均需钻制数量庞大的连接孔。对于飞机上常规的连接孔，可通过相关的数字化设备完成制孔，并有效保证制孔精度。然而，由于飞机结构复杂，不同部位骨架形状差异较大，且机身表面存在较多复杂的曲面结构，导致较多重要位置的连接孔无法通过自动化设备完成。
[0003]在飞机各部件连接过程中，为了有效控制铆钉孔位置距离零部件边界处的尺寸且避免干涉，通常需要先在飞机骨架上钻制预制孔（即初孔），然后在预装配时通过骨架上的预制孔向飞机蒙皮上引孔或者采用划线钻孔的方法进行制孔。然而，因装配顺序限制且飞机骨架存在较多的闭角区域，导致工作空间尤为狭小。当从飞机骨架内部向飞机蒙皮引孔时，制孔设备难以置于该区域，且在狭小区域内制孔设备操作难度大，造成引孔困难。而目前常规采用的引孔钉和划线引孔的方式均无法有效保证制孔精度，且现有的引孔方法均存在通用性差、操作不便及较多人为主观判断因素，导致引孔位置标定不准确，易产生定位偏差，严重影响制孔精度和制孔效率。在此类开敞性较差的区域开展制孔作业时，极易产生孔超差问题，从而影响飞机铆接质量。因此，为了提高引孔精度和引孔效率，现今迫切需要一种适用于作业空间狭小和工作环境开放性较差情况下的操作简单、引孔精度高且具有良好通用性的引孔装置。
[0004]现有技术中，如专利号为“CN109396748B”的专利文件中公开了一种飞机蒙皮磁显影引孔方法，该方法采用永磁材料制成圆柱磁棒，磁棒直径与骨架上初孔尺寸一致，使用时将磁棒一端置于初孔内，在待引孔蒙皮的一侧放置磁极观察片以获得初孔显像图形，随后移动磁极观察片，使观察片上的微孔对准磁显像孔的中心位置，实现初孔位置的标定，随后利用冲头进行制孔。
[0005]该方法存在以下问题和不足：
①
该方法磁极观察片对孔操作不便。在调整观察片上的微孔与磁显像孔的中心位置对准的过程中，需要反复移动和调整磁极观察片，其过程相当于在初孔磁显像处的圆形区域内寻找确定该圆的圆心。
[0006]②
该方法磁极观察片对孔操作极易产生误差。在利用磁极观察片进行对孔操作时，圆心孔的对准位置需要人为观察判断，从而引入过多人为主观判断因素，造成制孔误差。
[0007]③
该方法圆柱磁棒存在无法有效固定的问题。由于飞机蒙皮和骨架大多为非铁磁性材料，即圆柱磁棒无法自动吸附在蒙皮和骨架上，并且圆柱磁棒及飞机骨架均具有一定
硬度，无法保证有效固定。
[0008]④
该方法普遍适用性较差，采用该方法对飞机骨架上的初孔进行引孔时，由于初孔直径较小，为了保证磁棒可放入初孔内，磁棒直径亦随之减小，在该情况下，一方面会导致磁棒体积变小，磁力变弱，不利于磁显像。
[0009]如专利号为“CN 107745825B”的专利文件中公开了一种利用磁场定位的引孔装置及其使用方法，该装置采用有机玻璃底座与型腔模型螺栓连接，有机玻璃底座上具有与开孔位置相对应的磁棒安装孔，使用时，将该装置与型腔模型共同置于待引孔的型腔内，并在安装孔内放入磁棒，通过在型腔外侧放置磁球，磁球被磁棒吸引的方法进行引孔，磁球位置即为制孔位置。
[0010]该装置存在以下问题和不足：
①
该装置通用性差。该装置所使用的型腔模型需根据构件开孔区域处的型腔形状制作相应的玻璃钢磨具，对于不同型腔需制作相对应的玻璃钢磨具，费时费力。
[0011]②
开孔位置标定不方便，易产生定位偏差。由于该装置采用磁球定位开孔位置，在制孔时需提前标定磁球位置，由于磁球与型腔之间为点接触，磁球易滚落，且在标定开孔位置时，易造成磁球移动而产生定位偏差。
[0012]③
磁球不易手持，且易被其他磁性材料吸引，在开展引孔操作前期和后期不易收纳和操作。
[0013]如专利号为“CN201693217U”的专利文件中公开了一种弓形引孔器，该装置整体呈弓形，其中弓形的一端为导头，另一端焊有导套，并保证导套与导头同心。引孔时利用弓形器导套与导头同心这一条件实现引孔。然而，受限于装置的设计原理，为保证导套与导头同心，导套与导头存在半闭合区域，对于开敞性差、工作空间狭小、复杂、大型构件的引孔，该装置将不再适用。
[0014]此外，采用引孔钉进行引孔是目前常用的引孔方法之一，由于引孔钉上端突出于飞机骨架上方一段距离，使得飞机蒙皮与骨架之间存在间隙，对于含有复杂曲面区域的骨架及蒙皮，该引孔方法将无法保证飞机蒙皮与飞机骨架的贴合度，最终导致引孔位置出现偏移，影响制孔精度。
[0015]综上所述，现有的引孔方法均存在通用性差、操作不便及较多人为主观判断因素而导致引孔位置标定不准确、易产生定位偏差、无法有效实现对开敞性较差工作环境实施制孔等问题。以上诸多问题将严重影响制孔精度及制孔效率，并极易产生“8”字孔、孔超差等问题，最终影响飞机铆接质量并降低工作效率。因此，为了提高引孔精度和效率，现今迫切需要一种适用于作业空间狭小和工作环境开放性较差情况下的操作简单、引孔精度高且具有良好通用性的引孔装置。基于此，本专利技术提出一种用于飞机蒙皮与骨架装配的电磁引孔方法及装置，实现了高精度快速引孔。

技术实现思路

[0016]本专利技术的目的在于提供一种用于飞机蒙皮与骨架装配的电磁引孔方法及装置，能够对飞机蒙皮进行高精度快捷引孔。
[0017]本专利技术通过下述技术方案实现：一种用于飞机蒙皮与骨架装配的电磁引孔装置，包括对应骨架上的定位孔设置的
定位电磁线圈部、对应定位电磁线圈部设置并在定位电磁线圈部的磁吸作用下沿着蒙皮表面滑动的引孔电磁线圈部，所述引孔电磁线圈部的内部同轴滑动设置有标定部，所述标定部的顶部延伸至引孔电磁线圈部的外侧并套设有次级电磁线圈部，所述次级电磁线圈部的顶部设置有与标定部的顶部相互磁吸的磁吸部，所述次级电磁线圈部的底部设置有带动标定部轴向移动的弹性部。
[0018]根据电磁学原理可知，通电导线在磁场中受到的作用力，即安培力。当两个通有同向电流的线圈相互靠近时，通电线圈将受到安培力的作用而产生移动，直到两个线圈重合时安培力等于零，线圈将不再发生移动。定位电磁线圈部中的线圈与引孔电磁线圈部中的线圈具有相同的几何及物理参数，并通有相同方向和大小的电流。由于定位电磁线圈部中的线圈通过骨架上的定位孔固定不动，则引孔电磁线圈部中的线圈在靠近定位电磁线圈部中的线圈时将在定位电磁线圈部中的线圈所产生的磁场中受到安培力的作用。根据安培定律可知，定位电磁线圈部中的线圈所产生的磁场方向为：在定位电磁线圈部中的线圈内部，磁感线垂直于纸面向里；在定位电磁线圈部中的线圈外部，磁感线垂直于纸面向外。则引孔电磁线圈部中的线圈在靠近定位电磁线圈部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于飞机蒙皮与骨架装配的电磁引孔装置，其特征在于，包括对应骨架上的定位孔同轴设置的定位电磁线圈部（1）、对应定位电磁线圈部（1）设置并在定位电磁线圈部（1）的磁吸作用下沿着蒙皮表面滑动的引孔电磁线圈部（2），所述引孔电磁线圈部（2）的内部同轴滑动设置有标定部（3），所述标定部（3）的顶部延伸至引孔电磁线圈部（2）的外侧并套设有次级电磁线圈部（4），所述次级电磁线圈部（4）的顶部设置有与标定部（3）的顶部相互磁吸的磁吸部（5），所述次级电磁线圈部（4）的底部设置有带动标定部（3）轴向移动的弹性部（6）。2.根据权利要求1所述的一种用于飞机蒙皮与骨架装配的电磁引孔装置，其特征在于，所述定位电磁线圈部（1）包括定位铁芯（11）、定位孔塞（12）、定位激励线圈（13），所述定位铁芯（11）的内部同轴插装有定位孔塞（12），所述定位孔塞（12）的一端对应骨架上的定位孔设置；所述定位铁芯（11）的外侧套设有定位激励线圈（13）。3.根据权利要求1所述的一种用于飞机蒙皮与骨架装配的电磁引孔装置，其特征在于，所述引孔电磁线圈部（2）包括引孔铁芯（21）、引孔找正线圈（22）、引孔外罩（23），所述引孔铁芯（21）的中心处同轴滑动插装有标定部（3），所述引孔铁芯（21）的外侧套装有引孔找正线圈（22），所述引孔外罩（23）同轴设置在引孔铁芯（21）的外侧；所述次级电磁线圈部（4）的顶部通过磁吸部（5）与引孔外罩（23）的内侧顶部磁吸连接，所述次级电磁线圈部（4）的底部通过弹性部（6）与引孔铁芯（21）的顶部连接。4.根据权利要求1所述的一种用于飞机蒙皮与骨架装配的电磁引孔装置，其特征在于，所述次级电磁线圈部（4）包括次级铁芯（41）、次级线圈（42），所述次级铁芯（41）套设在标定部（3）的外侧，所述次级铁芯（41）的顶部通过磁吸部（5）与标定部（3）的顶部相互磁吸，所述次级...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁飞，蒋超，李杰，龙安林，张龙，谯成，樊西锋，白大山，李松，周亚夫，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：