搭接接头的小型铆接装置及其使用方法制造方法及图纸

用于自动紧固飞机结构的便携式装置。采用两个主要组成件来定位、安装整个蒙皮紧固件。内、外组件被连接于飞机机架，并通过预先被制作在整个结构中的坐标孔相互对准。通过使相邻飞机机架对准和插入对准销，使飞机结构用预钻的坐标孔组装。对准销会提供一定程度的压紧而将构件拽在一起，并为内外真空附件轨道系统提供相互对准的条件。其可沿该轨道系统行走、精确地自行定位、钻孔和钻沉头孔、插入紧固件，然后将其紧固即铆接铆钉。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种轻便式加工装置，更具体地说涉及一种机械结构制造中用的轻便型紧固系统。用于将构件组装成有一特定形状的大机械结构的传统制造技术依靠利用装配夹具和样板的固接加工技术，将构件彼此正确地安置。遗憾的是，由于样板的缺陷或因温度变化在固定加工工具中引起的变化，此种方法往往产生超出允许公差的零件。为了解决传统技术中所遇到的问题，研制出了一种组装构件的方法及装置，它们利用子部件关键特征间的空间关系，此空间关系则用数字零件定义数据在子部件上钻出的座标孔来代表。子部件则被制造得内在地确定部件的尺寸及形状。利用关键特征确定一飞机机身分段尺寸及形状的情况示出于附图说明图1。在图1中，蒙皮20有多个桁条22及铆接于桁条上的抗剪系片24。具有与想要的飞机机身外侧轮廓相同的一弯形轮廓的隔框30然后就被铆接于抗剪切系片24及桁条夹26。桁条22、抗剪切系片24和桁条夹26必须极精密地、始终如一地紧因于机身蒙皮20上。零件制造的精度确保飞机完美地装配在一起既没有受预挤压应力的零件，又没有外观缺陷。起初，一计算机数控机床(CNC机床)在蒙皮20上进行加工作业。在蒙皮20和桁条22上钻出座标孔。也在抗剪切系片24及桁条夹26上，钻出相应的座标孔。边缘特形铣精加工作业用一种高速特形铣边缘操作装置来进行对机身蒙皮20的边缘特形铣削，通过精密地使蒙皮的此边缘相对蒙皮上的座标孔定位安置，使之达到由原始的零件定义数据确定的精确尺寸。桁条22通过它们的对准的座标孔被紧固于蒙皮20。然后对抗剪切系片24及桁条钻孔，并将它们铆接于蒙皮20，桁条夹26被以准确的位置插入并保持其位置，然后被钻孔和铆接形成一壁板34。蒙皮20有一系列沿着蒙皮20的边缘钻出的壁板对壁板的座标孔32。孔32被用来使壁板34相互定位。壁板34相对来说仍是易于变形，所以最终的形状要由这些构件及其匹配的座标孔来确定。壁板对壁板座标孔32逐孔对准，并在壁板边缘的相对表面间施加密封胶。使壁板34对准，从而使在相邻壁板34上的座标孔32精确地对齐，然后使此两壁板用临时cleco紧固器通过座标孔在壁板的相邻边缘处固定。然后对这些壁板钻孔并将它们永久地铆接在一起，形成一个大壁板36。在隔框30上钻座标孔，并使之与桁条夹26上的座标孔对准。使隔框30固紧，它们的对准确定着大壁板36的外形。这样此外形就与任何硬装配夹具无关。一旦大壁板36形成，临时性使构件定位的cleco紧固器就被永久性紧固件替代。大壁板36利用壁板对壁板座标孔32临时紧固在一起，形成机身1/4壁板，1/4壁板又被临时紧固在一起而形成一下机身瓣38A、一上机身瓣38B。它们分别示出于图2A及2B。利用座标孔使地板栅条40与下瓣38A对准并紧固定位。夹具44并不确定机身的尺寸或形状，确定机身42的横向尺寸的是钻在地板栅条40上的座标孔。隔框30及瓣蒙皮座标孔46一旦被对准及用cleco紧固器将其临时固定，就对它们钻孔，以便形成最终的机身段42，其情况示出于图2B。之后，此机身段42就被拆卸、去毛刺，清洗并且施加密封胶。密封之后，再用座标孔使每个大壁板36对准。大壁板36的搭接部分、一搭接接头48示出于图2B及2C。每个搭接接头48有多个柱行50，每个柱行50有三排铆钉52A-52C。两行铆钉52A,52C用于要求埋头的铆钉，并如此钻孔。大壁板36通过装配装置可被紧固形成1/4壁板，装配装置可如美国专利4662566(′556专利)中介绍的那种。但是，在′556专利中介绍的该装置沿着由两个大的弧状导轨支承的一导向梁移动加工组件，而且由于它们的大小及设计不可能分别用来形成下或上机身瓣38A和38B。简言之，′566专利中介绍的装置及其任何变型都不能装在机身瓣38A和38B中，因而一定不能装在机身组件42中。将′556专利中介绍的那种装配装置重新设计成能处理机身组件42较大部件的努力均失败了，其原因在于严重的振动问题，它们影响铆钉一类的紧固件的正确安置。而且′556专利所介绍的装配装置不是通用的，其要有费用昂贵且笨重的支承结构。最近，机身1/4壁板36及上、下瓣38B和38A、及最终机身组件42均在被锉光、清洗及密封后被重新安装定位。然后壁板36被用手工铆接在一起，一个人站在机身外面的平台上(未示出)，插入铆钉紧固件并用气动铆枪铆紧，而此时另一个人站在此机身内，对着一铆钉尾部支撑一大型撑杆，并用其肩斜靠着撑杆使之保持正确位置。很明显，这样的一个工艺会有受伤的危险存在。而且人力处理会在铆钉中产生不均匀变形、不正确入位或铆接得离搭接接头边缘48太近。而且，手工操作是危险的、费时间、成本高，而且往往导至昂贵的返工。因此，需要有一种紧固装置，它能加速生产、确保铆接和钻孔精度，并可取消因去毛刺、清洗和密封而要求拆卸整个机身，而且可以在机身组件42中工作。根据本专利技术的一个方面，一种装置可在第一壁板和第二壁板上沿着一拼接处进行紧固作业。本装置包括一与第一、二壁板对准的外导轨，外导轨利用也用来使第一、二壁板在一夹具中对准的座标孔，以及一沿外导轨顺第一方向可动的末端作用器，其与由第一、二壁板形成的接合处对准。根据本专利技术的另一方面，提供一种重量轻的手提式小型铆接装置，它用于处于不能对笨重机器提供合适的具体支承的环境中的构件。此小型铆接装置具有全部由该构件支承并与此构件的特征部分对准，用以提供无固定支承和对准的外导向机构及外部末端作用器，此外部末端作用器与外导向机构以滑动方式结合，用以钻一孔及将一紧固件插入此构件。根据本专利技术的又一方面，提供一种用于连接飞机机身两部分的一蒙皮搭接接头钻孔并紧固的手提钻、铆装置，这些机身部分具有利用座标孔对准的桁条、隔框及蒙皮。此装置有一外导轨，外导轨有利用在飞机机身上钻出的座标孔对准蒙皮搭接接头的一段长度；还有一个外部末端作用器，它具有沿外导轨的对准的该段长度驱动外部末端作用器的第一驱动组件。此装置还具有一至少与一个桁条连接的内导轨，此桁条则紧固于飞机机身；及一内部末端作用器，此末端作用器有一个将内末端作用器驱动到与外末端作用器对准的在机身相反侧的位置的第二驱动组件。参考下列附图后会对本专利技术的各个方面、特点及优点有更好的理解，各附图为图1是一装配后的现有技术的大壁板透视图，示出蒙皮、桁条、抗剪切系片，桁条夹及隔框件；图2A是示出一地板栅条的现有技术机身下瓣的透视图；图2B是完全组装了的一现有技术机身部分透视图；图2C是两个大壁板之间一现有技术蒙皮搭接头平面图；图3是本专利技术的一小型铆接装置的端视图；图4A是小型铆接装置的一定位销侧视图；图4B是定位销正视图；图4C是定位销的反射头的正视图；图5是小型铆接装置外导轨及外部末端作用器部件的透视图；图6是外导轨的一组真空发生器的示意图；图7是一接连部分平面图，它示出外导轨的基本导轨的真空密封；图8A是外部末端作用器从上、左方向看的透视图；图8B是外部末端作用器从下、左方向看的透视图；图8C是外部末端作用器从上、右方向看的透视图；图8D是外部末端作用器从下、右方向看的透视图；图8E是外部末端作用器底部的透视图；图9A是外部末端作用器压力基座子部件透视图；图9B是压力基座子部件的中间连杆及支架侧视图；图10A是外部末端作用器的紧固件送进销底视图；图10B是外部末端作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将一第一板和第二板沿着搭接接头进行紧固作业的装置，所述装置包括： 利用座标孔与第一、二板对准的外导轨，座标孔也被用来代替夹具使第一、二板对准； 一沿所述外导轨、顺第一方向可运动的外部末端作用器，所述外部末端作用器维持着与第一二板构成的搭接接头的对准。

【技术特征摘要】
US 1997-11-26 066614;US 1998-11-24 1988071．一种用于将一第一板和第二板沿着搭接接头进行紧固作业的装置，所述装置包括利用座标孔与第一、二板对准的外导轨，座标孔也被用来代替夹具使第一、二板对准；一沿所述外导轨、顺第一方向可运动的外部末端作用器，所述外部末端作用器维持着与第一二板构成的搭接接头的对准。2．如权利要求1的所述装置，其特征在于，所述外部末端作用器包括多个外模件，每个外模件可沿第一、第二板顺垂直于所述第一方向的第二方向运动。3．如权利要求1的所述装置，其特征在于，所述外导轨和外部末端作用器均由第一、二板支承。4．如权利要求1的所述装置，其特征在于，还包括一内导轨，内导轨以可拆卸方式连接于至少一个突部，该突部永久性地连接于第一、二板两者之一上。5．如权利要求4的所述装置，其特征在于，还有一内末端作用器，此机构还包括一个可环绕垂直于第一、二板两者的轴线转动的内模件。6．一种重量小的便携式铆接装置，它可以被用在处于不能为重机器提供合适具体支承的环境中的构件上；此铆接装置包括完全由所述构件支承、且与构件突起对准、以提供非固定支承和对准的外导轨机构；与外导轨机构以可滑动方式连接的外部末端作用器，以用于对构件钻孔，然后将一紧固件插入孔中。7．一种用于钻削和紧固蒙皮搭接接头的便携式钻销和紧固装置，该搭接接头将飞机机身的两部分连接在一起，飞机机身具有桁条、隔框及利用座标孔对准的蒙皮，该装置具有一外导轨，它具有一段用在飞机机身上钻出的座标孔来与蒙皮搭接接头对准的长度；一外部末端作用器，它有一第一驱动部件，用来使其沿所述外导轨的长度移动；一被连接于至少一桁条的内导轨，桁条则被连接于飞机机身；一内末端作用器，它具有使其移动到在飞机机身的相对侧上、与外部末端作用器位置对准的位置上的第二驱动部件。8．如权利要求7的所述装置，其特征在于，所述蒙皮搭接接头包括从至少一个座标孔突伸出的定位指示销，座标孔被钻在飞机机身的蒙皮上。9．如权利要求7的所述装置，其特征在于，所述外导轨完全被飞机机身支承而不用其它夹具。10．如权利要求8的所述装置，其特征在于，所述外导轨包括一主支承导轨，一副支承导轨及一与主，副支承导轨连接的导轨固定件，所述导轨固定件有一个孔，其孔径允许以紧配合方式容纳从至少一个座标孔突伸出的定位指示销。11．如权利要求8的所述装置，其特征在于，所述外部末端作用器有一工具定位部件，用来使第一驱动装置对准和精确移动，所述工具定位部件包括一传感器，以检测和对准从至少一个座标孔突伸出的定位指示销。12．如权利要求7的所述装置，其特征在于，所述第一驱动装置包括一摩擦驱动轮，一X轴伺服马达用来驱动所述摩擦驱动轮。13．如权利要求7的所述装置，其特征在于，所述外部末端作用器包括一钻具及一铆钉枪，所述钻具可与其他钻具互换，所述铆钉枪可与别...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴维P班克斯，詹姆斯N巴特里克，查尔斯H格莱斯耶，达雷尔D琼斯，拉塞尔C麦克拉姆，菲利普M赖特，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]