[发明专利]在复合材料构件上精制蒙皮装配定位孔的方法

说明书

       

技术领域

本发明涉及一种复合材料结构装配用配合精孔的制造协调方法。

背景技术

碳纤维增强树脂基复合材料在航空航天上的应用越来约广泛，复合材料的用量多少已经成为衡量一种航空器先进与否的重要标志，随着复合材料用量的增加，许多大型的复合材料结构件开始出现。

但根据复合材料零件形状和结构的不同，复合材料零部件的装配协调方式也有很大差别。目前，复合材料梁、肋和框等零件的装配定位均采用轴线或占位线定位，定位尺寸精度一般在0.2~0.5mm左右；对于大型蒙皮，主要采用在蒙皮成型后，借助蒙皮成型工装和样板或型架卡板手工划线，在蒙皮上标记梁、肋轴线，在装配时，依靠梁肋轴线，通过在装配型架的梁和肋对蒙皮进行定位。也有在复合材料构件上直接铺叠出定位孔，而在装配时按此定位孔定位进行装配，但这种制孔方式虽然制造的孔精度较高，但复合材料零部件冷热工艺不协调，孔的位置精度要受工装线膨胀系数的影响而不精确。这些定位方式定位复合材料制件均无法达到精确定位的要求，尤其是外形复杂的零件和大型零件，会因为定位不精确而影响安装的正确位置，造成外形精度差异而准确定位困难。

发明内容

    本发明的目的是针对大型复合材料零件装配协调的结构特点和现有技术的不足之处，提出一种不需要样板或型架卡板手工划线，定位精度高、定位简单、可靠的在复合材料构件上精制蒙皮装配定位孔的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种在复合材料构件上精制蒙皮装配定位孔的方法，其特征在于包括如下步骤：首先在复合材料构件的成型模具上，设置至少三个定位孔的活动制孔夹具，在复合材料构件固化成型时，取下活动制模，待复合材料构件固化完成成型，并完全冷却后，按照设定在蒙皮装配定位孔的位置，安置上述活动制模，然后在不脱离复合材料构件成型模具的情况下，用机械方法精确钻制定位孔，钻制完成后取下复合材料构件；然后在后续装配复合材料构件的装配工装上，制出与上述复合材料构件定位孔位置协调的定位销，将定位销零对零地插入复合材料构件定位孔进行定位，完成后续装配。

本发明在复合材料零件固化完工冷却定型后，不从成型模具取下零件，利用制孔夹具上的精确定位钻模，在零件上一次性制出定位孔，该定位孔精度可以达到H8以上，定位精度与制孔夹具钻模相匹配，可以达到0.1mm以下，而且不受复合材料构件的成型模具或零件固化热膨胀的影响。在后续装配定位时以制出的精孔进行定位，定位精度高、不需要样板或型架卡板手工划线，外形准确，定位简单、可靠。灵活采用装配用配合精孔的方法，合理解决了复合材料零部件冷热工艺不协调，大型零件准确定位困难的技术难题。 

附图说明

为了进一步说明而不是限制本发明的上述实现方式，下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施范围之中。所有这些构思应视为本技术所公开的内容和本发明的保护范围。

图1复材构件在成型工装上的定位示意图。

图2复材构件在装配型架上的定位示意图。

具体实施方式

参阅图1、图2。在以下实施例中，首先在复合材料构件的成型模具上，设置至少有三个定位孔的活动制孔夹具，该活动制孔夹具可以是按照图2所示装配型架上的定位销的分布位置确定的。一般情况下，所述装配型架装配工装设有与复合材料蒙皮零件三个定位孔位置协调的定位销，且是按三角形分布的。图1中仅示出了其中2个DA孔。在固化复合材料蒙皮成型零件时，取下活动制孔夹具。在复合材料蒙皮成型后，待固化应力完全释放，固化成型完复合材料蒙皮零件并完全冷却后，按照图1设定在蒙皮装配定位孔的位置，放上活动制孔夹具，将制孔夹具在成型模上定位好，然后在不脱离复合材料构件成型模具的情况下，在复合材料蒙皮构件上，用机械方法钻制精确定位孔时，先用比孔小一级钻头钻制定位孔，然后用铰刀将定位孔加工到位，然后取下复合材料蒙皮零件。后续装配时，在图2所示装配型架上，通过蒙皮定位孔，确定蒙皮的准确安装位置。再在装配复合材料构件的装配工装上，制出与上述复合材料构件三个定位孔位置协调的定位销，将定位销零对零地插入复合材料构件定位孔进行定位，完成后续装配。本实施例所称的构件是指除复合材料蒙皮零件外，还包括复合材料梁、肋和框等零件。