一种飞机机身筒段复材壁板环向T型长桁的定位方法与流程

本发明涉及复合材料制造技术领域，具体涉及一种飞机机身筒段复材壁板环向t型长桁的定位方法。

背景技术：

一种飞机机身筒段复材壁板零件，筒段蒙皮为自动铺丝工艺(afp)成型,为了增加机身筒段壁板的结构强度，将其设计为高密度、纵横加筋的结构形式，即在筒段壁板蒙皮外型面均匀布置有纵向t型长桁及环向t型长桁，环向t型长桁间距250mm布置一根，纵向t型长桁均匀分布在环向t型长桁的间隔中。环向t型长桁均为封闭环状。其设计结构轴线度允许偏差±1mm，采用高温胶膜与筒体蒙皮共胶接成型。胶接时纵向t型长桁为干态，环向t型长桁为湿态，干态蒙皮与湿态环向长桁之间采用共胶接的固化成型方式。在以往的飞机复材壁板结构中，只涉及到沿航向的、单曲率的纵向长桁的定位，通常选用常规的金属铝制卡板即可实现纵向长桁的定位及限位。目前高密度、纵横加筋的结构形式，在双曲率型面上如何保证多项的环向t型长桁在固化过程中的精确定位及限位是必须解决的关键技术难题。

技术实现要素：

本发明的目的提出一种飞机机身筒段复材壁板环向t型长桁的定位方法，以解决飞机机身筒段壁板零件干态蒙皮与湿态环向t型长桁在共胶接时的精确定位及限位问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种飞机机身筒段复材壁板环向t型长桁的定位方法，将在芯模上铺贴及预热压实后的复材环向t型长桁转移到机身复材壁板蒙皮上，使用共胶接柔性定位器、共胶接柔性限位器与卡板共同实现复材环向t型长桁的定位及限位。

本发明中卡板为碳纤维复合材料蜂窝夹层结构，卡板上布局有连接柔性机械结构的定位孔。芯模材质为碳纤维复合材料,芯模分为两瓣优弧芯模及两瓣劣弧芯模，且每瓣芯模结构包括左瓣模和右瓣模,所有左瓣模和右瓣模通过精制螺栓连接为一个环形整体芯模。

共胶接柔性定位器，包含定位角座、定位块、定位销、手柄式定位销、精制螺栓，定位角座利用精制螺栓通过定位孔固定在卡板上，定位块利用手柄式定位销与定位角座连接，定位块通过定位销固定芯模。

共胶接柔性限位器，包含限位角座、限位块、固定夹持块、可拆卸式夹持块、高头滚花螺栓、调整摇摆螺丝，调整摇摆螺丝由螺丝杆和安装在螺丝杆顶端的可拆卸式球头组装而成，限位角座利用精制螺栓通过定位孔固定在卡板上，限位块利用手柄式定位销与限位角座连接，固定夹持块通过高头滚花螺栓与限位块连接，可拆卸式夹持块通过高头滚花螺栓与固定夹持块连接，调整摇摆螺丝通过固定夹持块及可拆卸式夹持块对芯模进行限位，调整摇摆螺丝使用时，先可拆卸式球头逆时针拆除，然后将调整摇摆螺丝的螺丝杆插入限位块预留的孔位中，再将可拆卸式球头装配在螺丝杆上。

具体定位步骤包括环向t型长桁预成型、芯模预定位、环向t型长桁定位及限位。

步骤1环向t型长桁预成型：将在分瓣芯模上铺贴及预成型的环状t型长桁转移到洁净间待用。

步骤2芯模预定位：在湿态复材环向t型长桁与干态复材壁板蒙皮共胶接时，将与长桁配套的两瓣优弧芯模通过共胶接柔性定位器、共胶接柔性限位器与卡板进行定位及限位，然后再将与长桁配套的两瓣劣弧芯模与优弧芯模使用精制螺栓进行连接。

步骤3环向t型长桁定位及限位：在湿态环向t型长桁与干态蒙皮共胶接定位及限位时，以卡板为先行的定位基准，通过共胶接柔性定位器与卡板连接对大曲率复材环向t型长桁进行精确定位，通过共胶接柔性限位器对大曲率复材环向t型长桁进行补充限位。

本发明的有益效果是：

本发明通过将常规的机械结构设计为复材干态蒙皮与湿态环向长桁共胶接时的柔性限位器及柔性定位器，材质选用普通钢，以降低模具成本，通过使用两种不同的柔性机械结构与复材芯模配合对长桁进行定位及限位，有效的控制了大曲率复材环向t型长桁的轴线度偏差要求，完成了该类飞机机身筒段复材壁板蒙皮与其环向t型长桁的高质量胶接成型。

附图说明

图1总体布局图。

图2芯模的设计结构图。

图3共胶接柔性定位器的使用状态图。

图4共胶接柔性定位器的设计结构图。

图5共胶接柔性限位器的使用状态图。

图6共胶接柔性限位器的设计结构图。

图中编号说明：1-卡板，2-芯模，3-环向t型长桁，4-共胶接柔性定位器，5-共胶接柔性限位器，6-精制螺栓，7-左瓣膜，8-右瓣膜，9-定位角座，10-定位块，11-手柄式定位销，12-定位销，13-限位角座，14-限位块，15-固定夹持块，16-可拆卸式夹持块，17-高头滚花螺栓，18-调整摇摆螺丝，19-可拆卸式球头。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1-图6所示，一种飞机机身筒段复材壁板环向t型长桁的定位方法，将在芯模2上铺贴及预压实后的复材环向t型长桁3转移到机身复材壁板蒙皮上，使用共胶接柔性定位器4、共胶接柔性限位器5与卡板1共同实现复材环向t型长桁3的定位及限位。

本发明中卡板1为碳纤维复合材料蜂窝夹层结构，卡板1上布局有连接柔性机械结构的定位孔。芯模2材质为碳纤维复合材料,芯模2分为两瓣优弧芯模及两瓣劣弧芯模，且每瓣芯模结构包括左瓣模7和右瓣模8,所有左瓣模7和右瓣模8通过精制螺栓6连接为一个环形整体芯模2。

共胶接柔性定位器4，包含定位角座9、定位块10、手柄式定位销11、定位销12、精制螺栓6，定位角座9利用精制螺栓6通过定位孔固定在卡板1上，定位块10利用手柄式定位销11与定位角座9连接，定位块10通过定位销12固定芯模2。

共胶接柔性限位器5，包含限位角座13、限位块14、固定夹持块15、可拆卸式夹持块16、高头滚花螺栓17、调整摇摆螺丝18，调整摇摆螺丝18由螺丝杆和安装在螺丝杆顶端的可拆卸式球头19组装而成，限位角座13利用精制螺栓6通过定位孔固定在卡板1上，限位块14利用手柄式定位销11与限位角座13连接，固定夹持块15通过高头滚花螺栓17与限位块14连接，可拆卸式夹持块16通过高头滚花螺栓17与固定夹持块15连接，调整摇摆螺丝18通过固定夹持块15及可拆卸式夹持块16对芯模2进行限位，调整摇摆螺丝18使用时，先将可拆卸式球头19逆时针旋转拆除，然后将调整摇摆螺丝的螺丝杆插入限位块预留的孔位中，再将可拆卸式球头19装配在螺丝杆上。

具体定位步骤包括环向t型长桁预成型、芯模预定位、环向t型长桁定位及限位。

步骤1环向t型长桁3预成型：将在分瓣芯模2上铺贴及预成型的环状t型长桁3转移到洁净间待用。

步骤2芯模2预定位：在湿态复材环向t型长桁3与干态复材壁板蒙皮共胶接时，将与环向t型长桁3配套的两瓣优弧芯模通过共胶接柔性定位器4、共胶接柔性限位器5与卡板1进行定位及限位，然后再将与环向t型长桁3配套的两瓣劣弧芯模与优弧芯模使用精制螺栓6进行连接。

步骤3环向t型长桁3定位及限位：在湿态环向t型长桁3与干态蒙皮共胶接定位及限位时，以卡板1为先行的定位基准，通过共胶接柔性定位器4与卡板1连接对大曲率复材环向t型长桁3进行精确定位，通过共胶接柔性限位器5对大曲率复材环向t型长桁3进行补充限位。

本发明通过将常规的机械结构设计为复材干态蒙皮与湿态环向t型长桁3共胶接时的共胶接柔性定位器5及共胶接柔性限位器6，材质选用普通钢，以降低胶接夹具成本，通过使用两种不同的柔性机械结构与复材芯模2配合对环向t型长桁3进行定位及限位，有效的控制了大曲率复材环向t型长桁3的轴线度偏差要求，完成了该类飞机机身筒段复材壁板蒙皮与其环向t型长桁3的高质量胶接成型。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。