一种用于在翼型弧面上垂直打孔的装置的制作方法

[0001]
本实用新型属于翼型弧面垂直打孔设备技术领域，尤其涉及一种用于在翼型弧面上垂直打孔的装置。


背景技术：

[0002]
在飞机的各种飞行状态下，机翼是飞机承受升力的主要部件，而立尾和平尾是飞机保持安定性和操纵性的气动部件。翼型是指飞机机翼、尾翼、导弹翼面、直升机旋翼叶片和螺旋桨叶片上平行于飞行器对称面或垂直于前缘(或1/4弦长点连线)的剖面形状，也称翼剖面或叶剖面。翼型是机翼和尾翼成形重要组成部分，其直接影响到飞机的气动性能和飞行品质。
[0003]
为了测量翼型的气动性能，最常用的方法就是利用测压的方法，即测量翼型表面的压力，通过沿表面积分，得到翼型的升力和力矩等。测压法是指在翼型模型的表面布置测压孔，测量模型表面的静压。在测量静压时，必须要求测压孔和模型表面垂直。
[0004]
常规的打孔装置虽然也可以在翼型表面进行打孔，但是难以控制打成的测压孔与翼型表面之间的角度，导致最终测压孔与翼型表面之间不垂直，进而难以精确测量翼型表面的静压。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型的目的是提供一种用于在翼型弧面上垂直打孔的装置，以保证在翼型表面打出与其垂直的测压孔，提升静压的测量精度。
[0006]
本实用新型采用以下技术方案：一种用于在翼型弧面上垂直打孔的装置，包括打孔装置和定位装置，定位装置用于当使用打孔装置在翼型弧面上打孔时为打孔装置定位；
[0007]
定位装置包括一端封闭的管状外壳，管状外壳的封闭端设置有底板，底板中部开设有通孔；管状外壳的敞口端、内腔和通孔组成容纳空间，容纳空间用于容纳打孔装置；
[0008]
底板的近孔面上设置有两个定位件，每个定位件均具有定位边，两个定位边互相平行，两个定位边与近孔面之间的距离相等，且通孔的圆心到两个定位边的垂线段长度相等；
[0009]
其中，两个定位边用于当时使用打孔装置进行打孔时，抵在翼型弧面上。
[0010]
进一步地，底板的近孔面上设置有滑道，两个定位件均安装在滑道上，且可沿滑道滑动；
[0011]
滑道垂直于定位边、且滑道的延伸线穿过通孔的圆心。
[0012]
进一步地，滑道为凹槽，每个定位件上均设置有滑块，滑块用于沿凹槽滑动。
[0013]
进一步地，定位件为条形板，条形板的近孔面为斜面，斜面的近孔边为定位边。
[0014]
进一步地，通孔的圆心位于底板的中心线上。
[0015]
进一步地，管状外壳敞口端的侧壁上开设有条形孔，条形孔由管状外壳的敞口端向封闭端延伸，且垂直于底板；
[0016]
打孔装置的外侧壁上设置有定位柱，定位柱平行于底板，定位柱用于在条形孔中上下滑动。
[0017]
进一步地，条形孔的数量为两个，且对称设置在管状外壳上，定位柱的数量为两个，且对称设置在打孔装置的外侧壁上。
[0018]
进一步地，管状外壳上还设置有侧开孔，侧开孔的底部与底板位于同一平面上。
[0019]
进一步地，侧开孔的数量至少为两个，且环绕管状外壳设置。
[0020]
本实用新型的有益效果是：本实用新型在打孔时通过将打孔装置放于定位装置中，可以保证在打孔过程中打孔装置的稳定性，并且通过两个定位件的定位边，可以在翼型弧面上待打孔位置的两端进行定位，将打孔位置与底板通孔的圆心位置相对应，进而可以得到与翼型弧面垂直的测压孔，提高测压孔的静压测量精度。
附图说明
[0021]
图1为本实用新型实施例一种用于在弧面上垂直打孔的装置的结构示意图；
[0022]
图2为图1的一个侧面的结构示意图；
[0023]
图3为图1的另一个侧面的结构示意图；
[0024]
图4为本实用新型实施例的原理分析图；
[0025]
图5为本实用新型实施例中翼型弧面的与原理分析图；
[0026]
图6为本实用新型实施例中垂直打孔二维示意图；
[0027]
图7为本实用新型实施例中在机翼翼型弧面打孔示意图。
[0028]
其中：1.打孔装置；2.定位装置；
[0029]
11.定位柱；12.钻头；
[0030]
21.条形孔；22.底板；23.侧开孔；24.定位边；
[0031]
221.通孔；。
具体实施方式
[0032]
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
[0033]
本实用新型公开了一种用于在翼型弧面上垂直打孔的装置，如图1所示，包括打孔装置1和定位装置2，定位装置2用于当使用打孔装置1在翼型弧面上打孔时为打孔装置1定位；定位装置2包括一端封闭的管状外壳，管状外壳的封闭端设置有底板22，底板22中部开设有通孔221；管状外壳的敞口端、内腔和通孔221组成容纳空间，容纳空间用于当打孔时容纳打孔装置1；底板22的近孔面上设置有两个定位件，每个定位件均具有定位边24，两个定位边24互相平行，两个定位边24与近孔面之间的距离相等，且通孔221的圆心到两个定位边24的垂线段长度相等；其中，两个定位边24用于当时使用打孔装置1进行打孔时，抵在翼型弧面上。由于三维机翼等弧面在拟打孔处周围的曲率不一，在装置体积相同的情况下，下端两个定位边24形成夹口，比圆形设计放置更稳定，且不易产生相对滑动。而且，夹口设计可以使得整个装置可以根据拟打孔处周围的形状进行合理位置的摆放。
[0034]
本实用新型在打孔时通过将打孔装置1放于定位装置2中，可以保证在打孔过程中打孔装置1的稳定性，并且通过两个定位件的定位边24，可以在翼型弧面上待打孔位置的两端进行定位，将打孔位置与底板22上通孔221的圆心位置相对应，进而可以得到与翼型弧面
垂直的测压孔，提高测压孔的静压测量精度。
[0035]
对于打孔装置1，可以根据实际需要选择电磨、电钻等设备，再安装适合的钻头12即可得到。该实施例中的管状外壳选择的是方管状外壳，是为了方便定位件的安装以及通孔的定位。如，可以将作为定位件的条形板直接设置在方管的相对的两条边的位置上，这样能够简单地计算通孔221与定位边24之间的距离。而且，当使用方管时，在底板22上开设通孔221时，不再需要进行测量寻找中心，可以直接连接两条对角线，即可找出底板22的中心，进而依据该中心开设通孔221，降低了该装置的加工制造时间。在其他实施例中，也可以根据实际应用需要选择圆管、棱管等。
[0036]
在本实用新型实施例中，通过通孔221可以使打孔装置1头部的钻头12穿过，还可以防止打孔时打孔装置1的前端穿过，进而可以控制打孔深度。该通孔221的周面可以是直面，也可以是逐渐缩小的斜面，逐渐缩小的斜面可以减小打孔装置1前端与该周面接触时的撞击力。
[0037]
在本实用新型实施例中，通过定位边24实现垂直打孔的原理是基于垂径定理的一个推论，即弦的垂直平分线经过圆心，并且平分这条弦所对的弧。如图4所示，矩形cdhg的cd边是圆o的一条弦，直线ef是矩形cdhg的cd边和gh边的垂直平分线。由推论可得，直线ef必经过这段弧的圆心，且点e也是弧cd的中点。再在点e处做一条平行于弦的直线ab，根据两直线平行，同位角相等定理，易得直线ef也是垂直于直线ab的。因此，由圆的切线垂直于过切点的半径可得，直线ab是圆o的一条切线，故在一个比较小的范围内，直线ef也是垂直于e点处的弧面的。
[0038]
由于本实用新型实施例的应用范围是翼型弧面，在飞机机翼或者其他曲面上的任意一段弧线曲率变化不大且两端间隔较小的情况下，所说，可以将这部分视为圆上的一段弧。将这一段弧线单独拿出来作为打孔对象，如图6所示，可以得到二维图。在该图中，o为此段弧线的曲率中心，oa和ob为此段弧线的曲率半径。c、d为打孔装置与弧线接触的两点，ef为打孔装置的中心线。如果将cd两点连接，由于对称性可以得到ef为cd的垂直平分线，又因为c、d两点在圆弧面上，因此，o、e、f三点必定共线。在假设的前提下，of也垂直于cd和弧cd的中点。这样只需要保证钻头12的位置适中位于打孔装置的中线处即可实现在弧面上垂直打孔。最终，如图7所示，为在机翼翼型弧面的打孔示意图。
[0039]
作为一种具体的实现形式，底板22的近孔面上设置有滑道，两个定位件均安装在滑道上，且可沿滑道滑动；滑道垂直于定位边24、且滑道的延伸线穿过通孔221的圆心。通过在底板22上设置滑道，可以调节定位件之间的位置，进而，在面对不同弧度或大小的翼型弧面时，可以试试调节两个定位边24之间的距离，进而适应不同弧度的翼型弧面打孔需求。而且，也可以将该种形式进行变换，如设置同步伸缩装置来关联两个定位件，同步调节两个定位边24，还可以增加调节速度。
[0040]
更为具体的，在本实用新型实施例中，滑道设为凹槽，每个定位件上均设置有滑块，滑块用于沿凹槽滑动。该方式操作简单，而且，在不打孔时，还可以将两个定位件从凹槽中拆掉，分开进行收纳，方便收纳携带，也可以间接的实现定位件的保护。
[0041]
在本实用新型实施例中，为了实现简单方便，定位件为条形板，条形板的近孔面为斜面，斜面的近孔边为定位边24。
[0042]
另外，在上述的内容中，为了描述方便，近孔面、近孔边等的含义均为靠近测压孔
的面或者边，同理，远孔面、远孔边即为远离测压孔的面或者边。
[0043]
在本实用新型实施例中，通孔221的圆心位于底板22的中心线上。对于打孔装置1来讲，钻头12通常位于打孔装置中心线上，因此，通孔221的圆心位于底板22的中心线上时，可以保证打孔装置1正好位于容纳空间的中部，进一步增加打孔的准确性。
[0044]
在本实用新型实施例中，管状外壳敞口端的侧壁上开设有条形孔21，条形孔21由管状外壳的敞口端向封闭端延伸，且垂直于底板22；打孔装置1的外侧壁上设置有定位柱11，定位柱11平行于底板22，定位柱11用于沿条形孔21前后滑动。
[0045]
通过设置条形孔21以及定位柱11，在打孔过程中可以降低打孔装置1在容纳空间中的晃动幅度，是打孔装置1保持稳定，以防打孔过程中由于打孔装置1晃动引起测压孔精度下降。
[0046]
条形孔21的数量为两个，且对称设置在管状外壳上，定位柱11的数量为两个，且对称设置在打孔装置1的外侧壁上。另外，还可以在定位装置2上增加条形孔21的数量，进而可以在多个方向上防止打孔装置1的晃动。如在原有的两个条形孔21之间再增加两个对称设置的条形孔21，且在打孔装置1的对应位置上增加两个定位柱11，这样，将可以防止打孔装置1向横竖两个方向晃动，进而完全限定了打孔装置1只能上下移动，必然保证了测压孔会垂直翼型弧面。
[0047]
另外，在每个条形孔21的底端，第靠近底板22的一端，还设置有弹簧，且在每个定位柱11的底面上开设有与弹簧位置、大小均对应的盲孔，进而，在打孔时，随着打孔深度的增加，定位柱11向下移动，在移动的过程中通过弹簧可以向定位柱11施加反作用力，可以使得打孔装置1的移动更加平稳，钻孔速度均匀，进而降低由于钻孔速度过快引起的测压孔角度偏移，还可以实现对打孔深度的控制。
[0048]
管状外壳上还设置有侧开孔23，侧开孔23的底部与底板22位于同一平面上。侧开孔23的数量至少为两个，且环绕管状外壳设置。通过侧开孔23，可以观察打孔状态，还可以及时排除钻出的材料碎屑，让打孔表面更为光滑。
[0049]
本实用新型的使用过程为：
[0050]
选定拟打孔位置，根据该翼型弧面的角度调节两个定位件之间的距离，并将定位边抵在对应的位置，用一只手扶持固定装置2，另一只手将打孔装置1的外部定位柱11与固定装置2上的条形孔对齐，启动打孔装置通过其钻头12在翼型弧面上进行打孔，完成测压孔。