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一种快速更换并具有防错功能的化铣样板定位装置的制作方法

2021-01-29 14:01:37|225|起点商标网
一种快速更换并具有防错功能的化铣样板定位装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及飞机蒙皮化铣制造技术领域,具体涉及一种快速更换并具有防错功能的化铣样板定位装置。


背景技术:

[0002]
化铣:利用化学液体对金属零件进行浸蚀加工的一种技术。化铣样板:用于精保证化铣零件化铣轮廓的工装。化铣样板使用原理如图 1所示:化铣样板与化铣零件的内表面(内化铣)或外表面(外化铣)对合,插入定位销精确定位;用刻型刀沿化铣样板化铣轮廓边切割保护胶膜;撕区化铣区内保护胶膜,取下零件;将零件置入化铣槽液中浸蚀;化铣浸蚀完成后,零件再与化铣样板对合,检查化铣轮廓是否合格;检验合格后,撕区非化铣区保护胶膜,完成化铣工序。
[0003]
化铣样板既用于零件化铣刻型,又用于零件化铣后检验,是保证飞机金属蒙皮既到达减重目的、又满足刚强度要求、且保证铆钉孔边距的“生检共用”类精密工装,按相关技术及质量标准,该类工装应纳入定检、且定检周期一般为2-3年。超大型蒙皮零件如图3所示,每件材料成本就达到数万元,技术、质量、成本风险大,其化铣样板如图2所示的精度、质量要求非常高,化铣样板的定检周期不得超过2年。
[0004]
目前我公司批产、新研机型中,采用金属蒙皮的机型达到二十余个,化铣样板每年定检、返修的数量达到1000-2000件,由于数量巨大,传统的设计结构及工艺方法无法满足生产进度要求,常常影响各个机型的整体进度,有时不得不延期定检,存在较大的质量隐患。
[0005]
传统化铣样板的定位系统见图4,衬套采用t10或crwmn等材料,淬火后硬度达到hrc60-64,定位孔直径φ5.2 f7,外径m10且有左、右螺纹用于防止衬套在使用过程中与玻璃钢基体产生旋转、脱落故障。
[0006]
传统化铣样板定位系统存在的问题:化铣样板定检中经常发现:衬套(图4)在使用(钻孔、铰孔、定位)中磨损严重(直径变大、成椭圆形等),无法满足铝合金蒙皮零件与拉形模、切割样板、化铣样板等多套工装之间精密定位的协调性、互换性,影响蒙皮零件化铣精度、外形精度、铆钉孔边距等,需要重新制造、更换衬套;为保证衬套与玻璃钢基体的牢固固定,衬套外圆为“左旋+右旋”的螺纹结构,取出报废衬套时会破坏玻璃钢定位孔,为此需要按拉形模、过渡模、落锤模等制造依据重新定位型面、化铣边,然后再用环氧树脂浇注新的衬套,此类“返修”的工作量很大,周期基本在一周以上,相当于化铣样板“新制”周期的80%左右;原设计插销只有一个规格(d=5mm)、衬套只有一个规格(内孔φ=5.2mm、外形m10mm、“右旋+左旋”的螺纹),无防错功能(当蒙皮零件在0
°
、旋转180
°
调头后如果形状相似,蒙皮零件仍可定位,但存在操作工人不易识别的偏差),常常造成蒙皮零件超差、甚至报废,大型铝合金蒙皮的报废往往会造成每件数万元的损失,这种现象每年都会在各机型研制、批产中发生,损失较大。
[0007]
综上,为解决生产现场新研、批产机型多,化铣样板定检、返修工作量大、周期长的
难题,技术、质量、成本风险大,急需研究一种快速更换并具有防错功能的化铣样板定位装置。
[0008]
如专利申请号为201410610734.1,申请日期为2014年11月3日,名称为“飞机化铣蒙皮立体化铣样板的制造方法”的发明专利,其具体内容如下:本实用新型属于化学铣切技术领域,涉及对大型飞机化铣蒙皮化铣样板制造方法的改进。其特征在于:制造立体化铣样板的步骤如下:建立标准样板工艺数模数据集;制造标准样板;建立化铣样板工艺数模数据集;制造立体化铣样板。权利要求书第1.1条有
“……
飞机化铣蒙皮的四边形轮廓边缘设置带有定位孔的化铣定位耳片
……
化铣定位耳片设置在飞机化铣蒙皮沿长边伸展的一侧边缘上,化铣定位耳片的数量为2个-6个,沿该边缘均布
……”

[0009]
上述专利仅仅描述了化铣蒙皮零件和化铣样板均“设置带有定位孔的化铣定位耳片”,该描述可以看出其方案的化铣样板耳片上只有定位孔、无其它定位装置如衬套、钻套等;上述专利也未说明化铣样板定位孔磨损后的返修方案,也未考虑化铣样板使用中的防错功能。本实用新型的化铣样板耳片上有高硬度、高耐磨的特殊衬套结构,该衬套结构能提高化铣样板的定位精度、延长化铣样板的使用寿命,还能实现化铣样板返修中的快速装、拆,并具有使用防错功能。
[0010]
如专利申请号为201110341326.7,申请日期为2011年11月2日,名称为“化铣样板加工方法”的发明专利,其具体内容如下:本实用新型涉及一种化铣样板加工方法,包括以下步骤:1)制造数据集;2)展开数据集;3)展开数据集,制造化铣成型毛料;4)展开过渡样板,并移形给成型毛料;5)毛料上开视孔;6)化铣样板成型。权利要求书第5)条:“样板制造单位工人利用定位孔或销钉孔,将展开过渡样板与化铣成型毛料贴合,工人按照展开过渡模样板的视孔直接在化铣成型毛料上开出带化铣余量的视口。”[0011]
上述专利仅仅描述了化铣样板有“定位孔或销钉孔”,未说明化铣样板定位孔或销钉孔的特殊结构、磨损后的返修方案等,也未考虑化铣样板使用中的防错功能。本实用新型的化铣样板有高硬度、高耐磨的特殊衬套结构,该衬套结构能提高化铣样板的定位精度、延长化铣样板的使用寿命,还能实现化铣样板返修中的快速装、拆,并具有防止使用错误的功能。
[0012]
如专利申请号为201420526733.4,申请日期为2014年9月12日,名称为“一种化铣样板专用钻套”的实用新型专利,其具体内容如下:本实用新型公开一种化铣样板专用钻套,具有钻套上主体和钻套下主体,钻套上主体和钻套下主体分别设有同轴的导孔i和ii,钻套上主体包括底座i和凸台,凸台上设有环形球状凹槽;钻套下主体包括底座ii和与环形球状凹槽相匹配的环形球状凸筋;钻套上主体还配有与底座i外形相匹配的包裹套i,钻套下主体配有与底座ii外形相匹配的包裹套ii。
[0013]
上述专利与本专利同为化铣样板的定位装置,但其结构形式、相关零件数量、技术原理等与本实用新型显著不同:上述专利的钻套有上、下主体,本实用新型无上、下主体,本实用新型是永久衬套、快换衬套;上述专利的零件数量是4件、且形状较复杂、制造成本较高,本实用新型是2件、且形状简单、制造成本更低;上述专利的上、下主体采用“扣合”弹性力实现连接,本实用新型采用螺纹连接、可靠性更高;上述专利结构的装、拆工作较困难,本实用新型采用螺纹及2侧扁平面可实现快速装、拆;上述专利未涉及定位装置的快速装、拆及使用防错功能,本实用新型实现了快速装拆并有使用防错功能。
[0014]
如文献资料《大型立体化铣样板设计与制造方法探索》(西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室,作者甘忠等,《航空制造技术》,2013 年第 17 期),第4节“定位孔与工艺孔的加工”内容为:将样板置于专用夹具上,放在数控机床的工作台上,确定好工件坐标系,以一端定位孔作为原点,按照工艺数模上两定位孔的距离移动主轴到目标位置,进行“点加工”标记出目标定位孔,然后加工出理想的定位孔。为了保证样板工艺孔和蒙皮零件上工艺孔的一致性,将样板上工艺孔与化铣轮廓线等相关型线一起利用专用夹具在数控机床上加工出来,样板与专用夹具之间采用销钉定位并固定其相对位置; 而蒙皮零件的工艺孔在拉型模胎上直接加工获得。
[0015]
上述内容显示:研究的相关内容是如何加工出化铣样板“理想的定位孔”,未涉及化铣样板定位孔的结构、磨损后的返修等,也未涉及化铣样板定位孔使用防错功能。


技术实现要素:

[0016]
针对上述现有技术中的不足,本实用新型提供了一种快速更换并具有防错功能的化铣样板定位装置。
[0017]
一种快速更换并具有防错功能的化铣样板定位装置,其特征在于包括:玻璃钢基体、永久衬套、快换衬套、插销、拉形模和蒙皮零件,所述玻璃钢基体设置在拉形模的上方,所述永久衬套设置与玻璃钢基体圆心处,所述永久衬套内部设置有快速衬套,所述插销设置在快速衬套上,并与快速衬套相接触,所述蒙皮零件设置在拉形模与玻璃钢基体之间。
[0018]
所述玻璃钢基体采用无碱玻璃布、e44环氧树脂制造,厚度为4-6mm。
[0019]
所述永久衬套采用45钢制造,其热处理硬度hrc30-35。
[0020]
所述快换衬套采用crwmn钢制造,其热处理硬度hrc60-64。
[0021]
所述蒙皮零件、化铣样板、拉形模、切割样板等蒙皮加工配套工装的定位装置应同时不少用2套,且2套定位装置的定位孔、插销的直径尺寸相差1mm。
[0022]
等硬度易于淬火后精加工;表面镀铬防锈,可延长使用寿命并增加美观性;设计有特殊结构以满足使用要求:环形槽用于与玻璃钢基体牢固连接,防止衬套在使用中脱落;b尺寸扁平面用于与玻璃钢基体牢固连接,防止衬套使用中发生转动;m尺寸螺纹孔用于安装快换衬套;m尺寸螺纹孔采用细牙、右旋螺纹、公差等级不低于6h的精度等级,用于保证快换衬套的定位精度,并满足快换衬套在钻孔、铰孔、插销定位操作时不会因切削摩擦力、接触摩擦力发生松动、退出等影响蒙皮零件定位孔加工精度的现象。
[0023]
高硬度用于满足钻孔、铰孔、定位的耐磨性;b尺寸扁平面用于快速装、拆夹持;m尺寸外螺纹用于与永久衬套快速连接;m尺寸螺纹孔采用细牙、右旋螺纹、公差等级不低于6h的精度等级,用于保证其定位精度,并满足快换衬套在钻孔、铰孔、插销定位操作时不会因切削摩擦力、接触摩擦力发生松动、退出等影响蒙皮零件定位孔加工精度的现象;定位孔尺寸φ的公差为h7,按插销(4)直径尺寸d加大0.2mm制造,即:φ= d+0.2,定位孔与插销的配合理论间隙为+0.1mm,确保有容许的累计误差时仍可插入插销。
[0024]
所述蒙皮零件、化铣样板、拉形模、切割样板等蒙皮加工配套工装的定位装置应同时不少用2套,且2套定位装置的定位孔、插销的直径尺寸应相差1mm左右,以确保蒙皮零件与化铣样板、拉形模、切割样板等多套工装之间定位方向的唯一正确性,预防蒙皮零件在制造全流程、各加工工序中被调头后仍可装入的错误。
[0025]
本实用新型的有益效果:
[0026]
1.本实用新型能实现化铣样板衬套孔使用磨损后的快速返修。
[0027]
2.本实用新型具有使用防错功能,能有效降低质量成本。
[0028]
3.本实用新型耐磨性高、使用寿命长。
[0029]
4.本实用新型结构简单、制造容易、成本低廉。
[0030]
5.本实用新型还可供铝合金蒙皮、复合材料蒙皮外形切割、外形检验、蒙皮制孔的玻璃钢材料类工装、轻型非金属材料工装的定位系统设计、制造参考。
[0031]
6.本实用新型的化铣样板有高硬度、高耐磨的特殊衬套结构,该衬套结构能提高化铣样板的定位精度、延长化铣样板的使用寿命,还能实现化铣样板返修中的快速装、拆,并具有防止使用错误的功能。
[0032]
7.本实用新型在使用、定检发现快换衬套磨损需要更换时,只需要旋出快换衬套、旋入备用快换衬套即可,换装时间只需要几分钟,大大提高了更换效率。
[0033]
工作原理:
[0034]
按本实用新型方案的技术要求制造永久衬套、快换衬套、插销,新制化铣样板时,将永久衬套、快换衬套连接好,通过插销安装、固定在拉形模、或过渡模、或落锤模等工装上,用胶水粘接临时固定;手敷浸有环氧树脂的玻璃布,将永久衬套埋入玻璃钢基体中、露出快换衬套法兰盘;环氧树脂固化后,清理干净快换衬套表面的多余环氧树脂;加工化铣样板型面、化铣工作边、非工作边、标记等,完成化铣样板制造,交付使用;当化铣样板在使用中、定检时发现快换衬套磨损需要更换,只需要旋出快换衬套、旋入备用快换衬套即可。当发现蒙皮零件与化铣样板贴合后无法插入定位销,说明蒙皮零件与化铣样板的协调方向发生错误,应将蒙皮零件调头180
°
后重新协调、安装。
[0035]
附图标记
[0036]
1、玻璃钢基体,2、永久衬套,3、快换衬套,4、插销,5、拉形模等,6、蒙皮零件。
附图说明
[0037]
图1 为化铣样板使用原理图;
[0038]
图2 为超大型化铣样板示意图;
[0039]
图3 为超大型化铣蒙皮零件示意图;
[0040]
图4 为传统化铣样板的定位系统示意图;
[0041]
图5 为本实用新型主图示意图;
[0042]
图6 为永久衬套示意图;
[0043]
图7 为快换衬套示意图;
[0044]
图8 为插销示意图。
[0045]
具体实施方式:
[0046]
实施例1:
[0047]
一种快速更换并具有防错功能的化铣样板定位装置,其特征在于包括:玻璃钢基体1、永久衬套2、快换衬套3、插销4、拉形模和蒙皮零件6,所述玻璃钢基体1设置在拉形模的上方,所述永久衬套2设置与玻璃钢基体1圆心处,所述永久衬套2内部设置有快速衬套,所述插销4设置在快速衬套上,并与快速衬套相接触,所述蒙皮零件6设置在拉形模与玻璃钢
基体1之间。
[0048]
所述快换衬套3采用crwmn钢制造,其热处理硬度hrc60-64。
[0049]
所述蒙皮零件6、化铣样板、拉形模、切割样板等蒙皮加工配套工装的定位装置应同时不少用2套,且2套定位装置的定位孔、插销4的直径尺寸相差1mm。
[0050]
实施例3:
[0051]
一种快速更换并具有防错功能的化铣样板定位装置,其特征在于包括:玻璃钢基体1、永久衬套2、快换衬套3、插销4、拉形模和蒙皮零件6,所述玻璃钢基体1设置在拉形模的上方,所述永久衬套2设置与玻璃钢基体1圆心处,所述永久衬套2内部设置有快速衬套,所述插销4设置在快速衬套上,并与快速衬套相接触,所述蒙皮零件6设置在拉形模与玻璃钢基体1之间。
[0052]
所述玻璃钢基体1采用无碱玻璃布、e44环氧树脂制造,厚度为4-6mm。
[0053]
所述永久衬套2采用45钢制造,其热处理硬度hrc30-35。
[0054]
所述蒙皮零件6、化铣样板、拉形模、切割样板等蒙皮加工配套工装的定位装置应同时不少用2套,且2套定位装置的定位孔、插销4的直径尺寸相差1mm。
[0055]
实施例4:
[0056]
一种快速更换并具有防错功能的化铣样板定位装置,其特征在于包括:玻璃钢基体1、永久衬套2、快换衬套3、插销4、拉形模和蒙皮零件6,所述玻璃钢基体1设置在拉形模的上方,所述永久衬套2设置与玻璃钢基体1圆心处,所述永久衬套2内部设置有快速衬套,所述插销4设置在快速衬套上,并与快速衬套相接触,所述蒙皮零件6设置在拉形模与玻璃钢基体1之间。
[0057]
所述玻璃钢基体1采用无碱玻璃布、e44环氧树脂制造,厚度为4-6mm。
[0058]
所述永久衬套2采用45钢制造,其热处理硬度hrc30-35。
[0059]
所述快换衬套3采用crwmn钢制造,其热处理硬度hrc60-64。
[0060]
实施例5:
[0061]
一种快速更换并具有防错功能的化铣样板定位装置,其特征在于包括:玻璃钢基体1、永久衬套2、快换衬套3、插销4、拉形模和蒙皮零件6,所述玻璃钢基体1设置在拉形模的上方,所述永久衬套2设置与玻璃钢基体1圆心处,所述永久衬套2内部设置有快速衬套,所述插销4设置在快速衬套上,并与快速衬套相接触,所述蒙皮零件6设置在拉形模与玻璃钢基体1之间。
[0062]
所述玻璃钢基体1采用无碱玻璃布、e44环氧树脂制造,厚度为4-6mm。
[0063]
所述永久衬套2采用45钢制造,其热处理硬度hrc30-35。
[0064]
所述快换衬套3采用crwmn钢制造,其热处理硬度hrc60-64。
[0065]
所述蒙皮零件6、化铣样板、拉形模、切割样板等蒙皮加工配套工装的定位装置应同时不少用2套,且2套定位装置的定位孔、插销4的直径尺寸相差1mm。
[0066]
工作原理:
[0067]
按本实用新型方案的技术要求制造永久衬套、快换衬套、插销,新制化铣样板时,将永久衬套、快换衬套连接好,通过插销安装、固定在拉形模、或过渡模、或落锤模等工装上,用胶水粘接临时固定;手敷浸有环氧树脂的玻璃布,将永久衬套埋入玻璃钢基体中、露出快换衬套法兰盘;环氧树脂固化后,清理干净快换衬套表面的多余环氧树脂;加工化铣样
板型面、化铣工作边、非工作边、标记等,完成化铣样板制造,交付使用;当化铣样板在使用中、定检时发现快换衬套磨损需要更换,只需要旋出快换衬套、旋入备用快换衬套即可。当发现蒙皮零件与化铣样板贴合后无法插入定位销,说明蒙皮零件与化铣样板的协调方向发生错误,应将蒙皮零件调头180
°
后重新协调、安装。

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