一种用于飞机接头类零件制孔的分体柔性钻模套件和方法与流程

1.本发明属于飞机装配制造领域，涉及一种用于飞机接头类零件制孔的分体柔性钻模套件和方法。


背景技术：

2.在现代飞机装配制造过程中，接头类零件广泛应用于交点类组件的对接装配，接头的安装质量影响对接装配的协调性与互换性，也影响飞机的飞行安全和使用寿命，因此固定连接接头与结构的紧固件安装质量是一项重要的质量指标，如何保证接头与结构的制孔垂直度是飞机装配领域的重要研究内容。目前飞机接头类零件与结构的制孔垂直度控制困难主要有以下两方面：
3.1、加强筋结构制孔空间不开敞
4.接头类零件整体呈t形，包括底面和中部的立面，其立面自带衬套圆孔，底面需制孔，通常安装在飞机设计分离面的重要位置，作为飞机结构损伤容限设计的关键件，通常在设计过程中会在接头类零件上设置加强筋。由于接头类零件本身外形较小，存在加强立筋导致结构不开敞，通用型垂直钻孔器无法应用，钻模也无法进行固定。
5.除此之外，也因接头结构上的多个立筋影响，接头腹板面孔径较小，使用通用钻模夹紧固定比较困难，无法保证制孔的准确性。
6.2、模拟量协调定位误差积累大
7.飞机接头类零件一般涉及多个接头协调一起配合定位，且一般采取按模拟量定位方式，即通过模拟量规传递尺寸关系并确定接头的最终定位位置，模拟量协调定位的优点是可以保证后续接头定位安装的协调性，但此方法受飞机实际装配误差积累的影响较大，导致每架产品的接头的位置状态都不尽相同，无法在飞机总装定位型架内直接增加制孔钻模进行直接制孔。
8.目前，为了获得更好的装配工艺性，实际装配时通常需要采用单独对接头制孔的方案，严格保证接头与其他零件连接的孔的位置。在实际操作过程中，一般需要先利用模拟量规定位接头，定位过程中利用胶粘技术将接头固定在飞机结构上，拆除定位工装，使用画线方法画出制孔点位，然后需操作者手持风钻制孔，但是接头上孔数较多，使用钢直尺画线不仅需要注意孔边距、间距，还存在操作者画线错误的风险，而且由于接头零件制孔夹层厚度较厚，且空间狭窄，操作者钻孔过程中很难控制孔的垂直度，易出现孔不垂直的问题。这种操作流程主要由操作者控制，存在孔位置不准确和制孔质量易超差的现象，而且孔数量较多，架上画线、制孔效率不高。


技术实现要素：

9.为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种用于飞机接头类零件制孔的分体柔性钻模套件和方法，利用多加强筋接头类零件立面上自带的衬套圆孔为钻模柔性定位及固定的基准，通过主轴定位螺栓以及辅助定位螺栓固定钻模，最终保证接头类零
件上孔垂直度。
10.为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
11.一种用于飞机接头类零件制孔的分体柔性钻模套件，所述分体柔性钻模套件包括下钻模板1、上钻模板2、中心定位销3、圆锥定位销4、快卸钻套5、限位螺栓6、固定螺栓7和压紧螺栓8。
12.所述的下钻模板1整体呈长方体，其后侧开多处躲避，用于躲避接头类零件的立筋，其上表面中部制下陷，下陷区域底面中部制螺纹孔，与中心定位销3配合，用于通过接头类零件立面上的衬套圆孔，作为接头类零件定位及固定基准，以接头类零件立面为基准面，定位安装时，中心定位销3穿过接头类零件立面上的衬套圆孔拧入下钻模板1，使立面与下钻模板1下陷区域底面完全贴合无间隙，此时，接头类零件底面与下钻模板1后侧面贴合，底面即为需制孔的面，定位安装后，中心定位销3顶部端面高度小于下陷区域深度，以避免上、下钻模板对合时产生干涉；下钻模板1上表面下陷区域外的两端，均制垂直方向的一个螺纹孔和一个圆孔，且螺纹孔和圆孔分别呈对角布置，其中圆孔内安装圆锥定位销4，与上钻模板2的预留孔位相配合，用于上、下钻模板的快速定位，并保证配合同心；下钻模板1前端面设多个水平方向的通孔，通孔内安装快卸钻套5，用于对接头类零件底面钻孔，通孔数量及位置与需钻制的孔位对应，且通孔末端端面制垂直方向的通槽，用于制孔后清理金属屑；下钻模板1前端面的通孔旁制有螺纹孔，用于安装限位螺栓6，限位螺栓6压紧快卸钻套5的头部凸肩，实现对快卸钻套5的快速锁紧和限位，防止长时间使用后脱落。
13.所述的上钻模板2为整体尺寸与下钻模板1基本相同的长方体，二者对合使用，其后侧与接头类零件接触的位置开多处躲避，以躲避接头类零件的立筋区域，保证上、下钻模板配合使用时，接头类零件与钻模板之间无间隙；上钻模板2两端均制垂直方向的预留孔和通孔，且预留孔和通孔分别呈对角布置，其中，预留孔用于与安装在下钻模板1上的圆锥定位销4配合，实现快速定位，通孔内安装固定螺栓7，固定螺栓7头部采用内六角螺栓结构，其尾部与下钻模板1两端的螺纹孔配合，用于固定上、下钻模板的位置并螺接锁紧，防止制孔过程中发生窜动；上钻模板2前端面亦制水平方向的通孔及螺纹孔，分别用于安装快卸钻套5和限位螺栓6，其中通孔即快卸钻套5的数量和位置与所需钻制的孔对应，同样在通孔末端端面上制通槽，用于制孔后清理金属屑；上钻模板2上表面中部垂直方向上制多个螺纹孔，螺纹孔位置躲避快卸钻套5和限位螺栓6，用于安装压紧螺栓8，压紧螺栓8拧入螺纹孔后，其底端顶在定位安装后的接头类零件立面上，将接头类零件压紧在下钻模板1上，保证在制孔过程中压紧稳固，避免孔位误差。
14.进一步的，所述的快卸钻套5与上、下钻模板前端面上的通孔采用插孔小间隙配合形式，其内置衬套孔有多种规格，按实际钻孔的进给量需求进行更换，最终制出接头上的终孔，解决了多次拆卸钻模板制孔的难点。
15.进一步的，所述分体柔性钻模套件按接头类零件结构和需钻孔数量的不同包含三种规格，规格不同但原理与结构基本相同，根据接头类零件种类适配选择。
16.一种用于飞机接头类零件制孔方法，所述制孔方法包括如下步骤：
17.第一步：预定位，利用模拟量规协调定位接头类零件，定位过程中利用液体垫片或其他胶接技术，将协调定位后的接头类零件底面粘接固定在飞机结构上。
18.第二步：拆除模拟量规，为安装分体柔性钻模套件准备空间和场地。
19.第三步：将下钻模板1通过中心定位销3与接头类零件立面上的衬套圆孔相连，使下钻模板1与接头类零件的底面和立面完全贴合无间隙。
20.第四步：将下钻模板1与上钻模板2通过圆锥定位销4快速定位。
21.第五步：将固定螺栓7、压紧螺栓8旋入上、下钻模板的螺栓孔中，实现上、下钻模板的固定锁紧，保证下钻模板1与上钻模板2、接头类零件的底面完全贴合无间隙。
22.第六步：根据需钻制的孔径选取快卸钻套5并安装至上、下钻模板上，安装限位螺栓6以锁紧快卸钻套5，分别对接头类零件进行制孔。
23.本发明的有益效果：
24.本发明类飞机接头类零件分体式快换钻模，可以实现接头类零件快速制孔，提高制孔质量和制孔效率，解决了封闭条件下接头无法制孔的问题，保证了制孔的精确度和稳定性，简化了操作。
附图说明
25.图1为分体柔性钻模套件结构示意图。
26.图2(a)为上钻模板装配结构示意图。
27.图2(b)为下钻模板装配结构示意图。
28.图3(a)为接头类零件在下钻模板上定位示意图。
29.图3(b)为接头类零件在上钻模板上定位示意图。
30.图4为分体柔性钻模套件安装示意图。
31.图中：1下钻模板；2上钻模板；3中心定位销；4圆锥定位销；5快卸钻套；6限位螺栓；7固定螺栓；8压紧螺栓。
具体实施方式
32.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清晰明了，下面结合附图对本发明作详细说明。
33.本发明解决的技术问题是在可拆装的拆卸结构钻模在装配时形成的封闭区域条件下，提供了在接头零件上精确制孔的方法和工装，具体技术方案如下：
34.一种用于飞机接头类零件制孔的分体柔性钻模套件，所述分体柔性钻模套件包括下钻模板1、上钻模板2、中心定位销3、圆锥定位销4、快卸钻套5、限位螺栓6、固定螺栓7和压紧螺栓8，如图1所示。
35.如图2(b)所示，所述的下钻模板1整体呈长方体，其后侧开多处躲避，用于躲避接头类零件的立筋，其上表面中部制下陷，下陷区域底面中部制螺纹孔，与中心定位销3配合，用于通过接头类零件立面上的衬套圆孔，作为接头类零件定位及固定基准，以接头类零件立面为基准面，定位安装时，中心定位销3穿过接头类零件立面上的衬套圆孔拧入下钻模板1，使立面与下钻模板1下陷区域底面完全贴合无间隙，此时，接头类零件底面与下钻模板1后侧面贴合，底面即为需制孔的面，定位安装后，中心定位销3顶部端面高度小于下陷区域深度，以避免上、下钻模板对合时产生干涉，如图3(a)所示；下钻模板1上表面下陷区域外的两端，均制垂直方向的螺纹孔和圆孔，且螺纹孔和圆孔分别呈对角布置，其中圆孔内安装圆锥定位销4，与上钻模板2的预留孔位相配合，用于上、下钻模板的快速定位，并保证配合同
心；下钻模板1前端面设3个水平方向的通孔，通孔内安装快卸钻套5，二者采用插孔小间隙配合形式，用于对接头类零件底面钻孔，通孔位置与需钻制的孔位对应，且通孔末端端面制垂直方向的通槽，用于制孔后清理金属屑；下钻模板1前端面的通孔旁制有螺纹孔，用于安装限位螺栓6，限位螺栓6压紧快卸钻套5的头部凸肩，实现对快卸钻套5的快速锁紧和限位，防止长时间使用后脱落。
36.如图2(a)所示，所述的上钻模板2为整体尺寸与下钻模板1基本相同的长方体，二者对合使用，其后侧与接头类零件接触的位置开多处躲避，以躲避接头类零件的立筋区域，保证上、下钻模板配合使用时，接头类零件与钻模板之间无间隙，如图3(b)所示；上钻模板2两端均制垂直方向的预留孔和通孔，且预留孔和通孔分别呈对角布置，其中，预留孔用于与安装在下钻模板1上的圆锥定位销4配合，实现快速定位；通孔内安装固定螺栓7，固定螺栓7头部采用内六角螺栓结构，其尾部与下钻模板1两端的螺纹孔配合，用于固定上、下钻模板的位置并螺接锁紧，防止制孔过程中发生窜动；上钻模板2前端面亦制3个水平方向的通孔及螺纹孔，分别用于安装快卸钻套5和限位螺栓6，其中通孔即快卸钻套5的数量和位置与所需钻制的孔对应，同样在通孔末端端面上制通槽，用于制孔后清理金属屑；上钻模板2上表面中部垂直方向上制多个螺纹孔，螺纹孔位置躲避快卸钻套5和限位螺栓6，用于安装压紧螺栓8，压紧螺栓8拧入螺纹孔后，其底端顶在定位安装后的接头类零件立面上，将接头类零件压紧在下钻模板1上，保证在制孔过程中压紧稳固，避免孔位误差。
37.所述分体柔性钻模套件结构参考图1。
38.一种用于飞机接头类零件制孔方法，所述制孔方法包括如下步骤：
39.第一步：预定位，利用模拟量规协调定位接头类零件，利用液体垫片将协调定位后的接头类零件底面粘接固定在飞机结构上。
40.第二步：拆除模拟量规，为安装分体柔性钻模套件准备空间和场地。
41.第三步：根据接头类零件规格选择适配的分体柔性钻模套件，将下钻模板1通过中心定位销3与接头类零件立面上的衬套圆孔相连，使下钻模板1与接头类零件的底面和立面完全贴合无间隙。
42.第四步：将下钻模板1与上钻模板2通过圆锥定位销4快速定位。
43.第五步：将固定螺栓7、压紧螺栓8旋入上、下钻模板的螺栓孔中，实现上、下钻模板的固定锁紧，保证下钻模板1与上钻模板2、接头类零件的底面完全贴合无间隙。
44.第六步：根据需钻制的孔径选取快卸钻套5并安装至上、下钻模板上，安装限位螺栓6以锁紧快卸钻套5，如图4所示，分别对接头类零件进行制孔。
45.以上所述实施例仅表达本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种用于飞机接头类零件制孔的分体柔性钻模套件，其特征在于，所述分体柔性钻模套件包括下钻模板(1)、上钻模板(2)、中心定位销(3)、圆锥定位销(4)、快卸钻套(5)、限位螺栓(6)和固定螺栓(7)；所述的下钻模板(1)整体呈长方体，其后侧开多处躲避，用于躲避接头类零件的立筋，其上表面中部制下陷，下陷区域底面中部制螺纹孔，与中心定位销(3)配合，用于通过接头类零件立面上的衬套圆孔，定位及固定接头类零件，定位安装后，中心定位销(3)顶部端面高度小于下陷区域深度；下钻模板(1)上表面下陷区域外的两端，均制垂直方向的一个螺纹孔和一个圆孔，且螺纹孔和圆孔分别呈对角布置，其中圆孔内安装圆锥定位销(4)；下钻模板(1)前端面设多个水平方向的通孔，通孔内安装快卸钻套(5)，用于对接头类零件底面钻孔，通孔数量及位置与需钻制的孔位对应；下钻模板(1)前端面的通孔旁制有螺纹孔，用于安装限位螺栓(6)，限位螺栓(6)压紧快卸钻套(5)的头部凸肩，实现对快卸钻套(5)的快速锁紧和限位；所述的上钻模板(2)为整体尺寸与下钻模板(1)基本相同的长方体，二者对合使用，其后侧与接头类零件接触的位置开多处躲避，以躲避接头类零件的立筋区域；上钻模板(2)两端均制垂直方向的预留孔和通孔，且预留孔和通孔分别呈对角布置，其中，预留孔用于与安装在下钻模板(1)上的圆锥定位销(4)配合，实现快速定位，通孔内安装固定螺栓(7)，其尾部与下钻模板(1)两端的螺纹孔配合，用于固定上、下钻模板的位置并锁紧；上钻模板(2)前端面亦制水平方向的通孔及螺纹孔，分别用于安装快卸钻套(5)和限位螺栓(6)，其中通孔即快卸钻套(5)的数量和位置与所需钻制的孔对应。2.根据权利要求1所述的一种用于飞机接头类零件制孔的分体柔性钻模套件，其特征在于，所述的下钻模板(1)与上钻模板(2)前端面的通孔末端端面均制垂直方向的通槽，用于制孔后清理金属屑。3.根据权利要求1所述的一种用于飞机接头类零件制孔的分体柔性钻模套件，其特征在于，所述的分体柔性钻模套件还包括压紧螺栓(8)，上钻模板(2)上表面中部垂直方向上制多个螺纹孔，螺纹孔位置躲避快卸钻套(5)和限位螺栓(6)，用于安装压紧螺栓(8)，压紧螺栓(8)拧入螺纹孔后，其底端顶在定位安装后的接头类零件立面上，将接头类零件压紧在下钻模板(1)上。4.根据权利要求1所述的一种用于飞机接头类零件制孔的分体柔性钻模套件，其特征在于，所述的快卸钻套(5)与上、下钻模板前端面上的通孔采用插孔小间隙配合形式，其内置衬套孔有多种规格，按实际钻孔的进给量需求进行更换。5.一种用于飞机接头类零件制孔方法，基于权利要求1-4任一所述的分体柔性钻模套件实现，所述制孔方法包括如下步骤：第一步：预定位，利用模拟量规协调定位接头类零件，利用液体垫片或其他胶接技术，将协调定位后的接头类零件底面粘接固定在飞机结构上；第二步：拆除模拟量规；第三步：将下钻模板(1)通过中心定位销(3)与接头类零件立面上的衬套圆孔相连，使下钻模板(1)与接头类零件的底面和立面完全贴合无间隙；第四步：将下钻模板(1)与上钻模板(2)通过圆锥定位销(4)快速定位；第五步：将固定螺栓(7)、压紧螺栓(8)旋入上、下钻模板的螺栓孔中，实现上、下钻模板
的固定锁紧，保证下钻模板(1)与上钻模板(2)、接头类零件的底面完全贴合无间隙；第六步：根据需钻制的孔径选取快卸钻套(5)并安装至上、下钻模板上，安装限位螺栓(6)以锁紧快卸钻套(5)，分别对接头类零件进行制孔。

技术总结
本发明提供了一种用于飞机接头类零件制孔的分体柔性钻模套件和方法，属于飞机装配制造领域。分体柔性钻模套件包括下钻模板和上钻模板，从两侧夹装在接头类零件的立面上，下钻模板上端中部制下陷，下陷中部制螺纹孔，与中心定位销配合，通过立面上衬套圆孔实现接头类零件定位及固定，上钻模板制垂直方向的螺纹孔，通过压紧螺栓将接头类零件压紧在下钻模板上，上、下钻模板均制水平方向的通孔，内置快卸钻套，通孔旁制螺纹孔，通过限位螺栓实现对限位螺栓的锁紧限位。使用时，将定位固定在飞机结构上的接头类零件上，依次安装下模板和上模板，最终完成制孔。本发明提高制孔质量和效率，解决了封闭条件下接头无法制孔的问题。解决了封闭条件下接头无法制孔的问题。解决了封闭条件下接头无法制孔的问题。


技术研发人员：赵凯 孙非 王佳伟 朱杰 周玉玲 张巨冰 宿涛 徐岳
受保护的技术使用者：中航沈飞民用飞机有限责任公司
技术研发日：2023.08.09
技术公布日：2023/10/19