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飞机蒙皮柔性检测工装的应用

飞机蒙皮柔性检测工装的应用

点击数:7467 次   录入时间:03-04 11:42:55   整理:http://www.55dianzi.com   机床

  随着国内外航空技术的不断发展,各种军用和民用飞机更新速度加快,为提高飞机的气动性能,对蒙皮件的成形质量提出了很高的要求。由于飞机蒙皮件普遍具有多品种、小批量以及单件生产的特点,零件检测、配套的工装生产以及产品的快速响应与降低零件制造成本等因素构成了巨大的矛盾。
  以模线、样板、表面样件、正反模型等模拟量为制造依据的传统协调方式不再完全满足现代飞机高精度、低成本、短周期的研制需求,以数字量为制造依据的协调方式逐渐成为现代飞机研制的主流。在此情况下,柔性快速检测技术开始在飞机研制过程中广泛应用,并成为现代飞机研制过程中不可缺少的一环。
  由于飞机蒙皮零件通常是具有自由曲面外形的薄壁壳体,外形尺寸复杂,刚度低,会在自身重力的作用下发生变形。在检验蒙皮零件的外形是否符合理论外形时,需要设计合理的固持装置,补偿零件由于加紧力、自身重力产生的变形,获得零件在自由状态下的外形,为制造协调提供依据。因此迫切需要建立一种新的蒙皮检测工装来满足飞机零件制造的要求。针对现代飞机蒙皮零件在试制阶段高精度、低成本、短周期的制造需求,需要研究一种数字化、柔性、低成本、快速生产的检测工装,飞机蒙皮柔性检测工装恰好符合这种具有小批量、低成本、高精度要求的飞机蒙皮件生产的需要[1]。

  传统飞机蒙皮检测手段

  飞机蒙皮从曲面特征上一般分为单曲度蒙皮和双曲度蒙皮,曲面特征不同,所以检测手段也不同[2]。
  单曲度蒙皮零件:需要使用样板或者成套的切面样板、塞尺、直尺、模胎,以检验零件的外形与理论外形的符合情况、母线的直线性以及零件的轮廓尺寸。检验方法是:使样板对准蒙皮的横切面并且测量它们之间的间隙;使直尺和蒙皮纵切面贴合并测量间隙;使蒙皮边缘对准模胎或样板上的切割线。
  双曲度蒙皮零件:需要使用模胎、拉型模、检验架、塞尺来检验零件外形与理论外形的符合情况以及零件的轮廓尺寸。检验方法是:把蒙皮放在拉型模上,用轻敲的方法检查二者之间的贴合情况;把蒙皮装在检验架上,测量检验架中的样板和蒙皮之间的间隙;使蒙皮边缘对准拉型模或检验架的切割线。
  传统的检验方法是用通用量检具或专用检具检测,其特点是用塞尺测量零件或分总成与检具之间的间隙,比较经济直观,但其存在精度低、长时间使用易磨损、检测时间长和耗费人力的致命缺点,而且每一件蒙皮零件都需要制造一套检验模具,数量巨大,成本也较高,无法满足现代化飞机生产的需要。

  柔性检测工装特点及组成

  1 柔性工装特点
  柔性检测工装的作用是在产品加工以及检测过程中保持零件的相对位置,从而保证最终产品技术要求中的位置精度。柔性检测工装不仅具有标准化、模块化、组合化等当代先进的设计思想,又符合节约资源的原则,更适合绿色制造的环境保护原理。有学者在薄板测量方面做了不少研究[3-4], 但是对于飞机蒙皮零件柔性检测及工装方面研究却很少。
  飞机蒙皮零件采用柔性检测工装,是指用同一检测工装系统完成形状尺寸不同的多种蒙皮零件的检测装备。无论是对尺寸系列,形状相似,还是尺寸、形状完全不同的工件,柔性检测工装都能正确、可靠、快速地定位检测。飞机蒙皮零件普遍具有2个特点:
  (1)形状复杂、不规则,因此定位、支承、固持都比较麻烦;
  (2)刚性较差、易变形、易引入附加误差,在这种情况下使用柔性检测工装极为重要。
  飞机蒙皮零件所使用的柔性检测工装要克服传统工装交货期长,缺乏灵活性,单件成本大,更改费用高,储存费用大等缺点。所以柔性检测工装必须具备以下优点:
  (1)组装快速;
  (2)修改定位方便;
  (3)可以重复使用,降低成本;
  (4)占地面积小;
  (5)对于标准模块化的零件,可以用计算机来设计,缩短制造周期。

  2 柔性检测工装的系统组成
  基于柔性检测工装的特点,它由基础系统、定位系统、固定系统及调整系统组成,其系统组成如图1所示。

  (1)基础系统。
  基础系统主要是检测工装的一个平台,要求强度好、重量轻、稳定性好。
  (2)定位系统。
  定位系统不但包括整个检测工装自身的精度定位,而且还包括检测卡板的定位,以及零件与卡板的定位。所以定位系统应该由一个统一的定位坐标作为检测工装、检测卡板以及零件的定位基准。
  (3)固定系统。
  固定系统不但包括检测卡板在柔性工装上的固定,也包含了零件的固定,以保证零件在检测过程中不会移动,并保证检测的稳定性。
  (4)调整系统。
  检测工装为柔性,其调整件非常重要,调整件需有单向、双向、三向以及回转角度调节的标准件,保证在整个支架的任意位置都能调整到。同时调整精度高,连接、拆卸方便快速。
柔性检测工装的4个组成系统缺一不可,同时4个系统又在同一个平台上协调工作。

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