一种机翼壁板的保形压紧工装的制作方法

本发明涉及大型飞机数字化装配技术领域，具体地说，涉及一种对机翼壁板进行保形压紧的工装。

背景技术：

飞机的装配通常是按构造特点分段进行，首先将零件在保形架中装配成翼、梁、框、肋和壁板等构件，再将构件组合成机翼中段、前缘、机身前段、中段和尾段等部段，再将各部段对接成一架飞机。

壁板在安装过程主要包括两道工序：(1)与翼肋骨架的预连接、制孔后再与翼盒骨架分离以进行清理及涂胶操作，(2)接着将已完成清理及涂胶的壁板进行复位。由于壁板的尺寸狭长、刚性弱等特点，导致其在上述两个工序过程中容易出现变形而导致出现制孔精度和连接的准确低等问题，导致其安装效率与质量偏低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种机翼壁板的保形压紧工装，以提高壁板的安装效率、质量。

为了实现上述目的，本发明提供机翼壁板的保形压紧工装包括保形架；保形架包括支撑架及安装在该支撑架上的壁板连接件与壁板压紧件，壁板压紧件对壁板的施压面为与壁板的受压板面部相适配的曲面；两个以上的壁板连接件沿壁板航向间隔排列布置；壁板压紧件与支撑架间设有迫使壁板压紧件相对支撑架移动并压紧壁板的推压机构。

通过上述保形工装，可通过壁板连接件与壁板的连接，利用支撑架的刚度提高壁板的局部刚度，从而达到对壁板的保形；同时发挥保形架的定位夹具迅速可靠的效果；且可通过保形工装将壁板安放在适当的工作位置，操作方便，有效地提高工作效率，降低成本。此外，可在壁板上架且经调姿定位后，通过壁板压紧件将壁板与骨架压紧，实现壁板与骨架的对合，并且在保形架的作用下能够确保壁板在与骨架分离时及之后的整体刚性。

具体的方案为推压机构包括设于壁板压紧件与支撑架间的直线导轨及推动壁板压紧件沿直线导轨滑动的拨杆机构，拨杆机构包括拨杆及连杆，拨杆的一端与支撑架铰接；连杆的一端与拨杆的杆部铰接，另一端与壁板压紧件铰接；拨杆位于两铰接点间的杆部、连杆及所述壁板压紧件对应地构成对心式曲柄滑块机构中的曲柄、连杆及滑块。利用对心式曲柄滑块机构的两个死点位置完成对壁板压紧件在压紧位置与释放位置间切换，且能实现在该位置上的自保持功能。

更具体的方案为连杆通过连接长度可调的推杆与壁板压紧件连接。通过调整推杆的连接长度，以降低壁板压紧件压紧位置精确度对整个曲柄滑块机构的制造精度的要求，便于安装调试及降低制造成本。

另一个具体的方案为保形架为主保形架，壁板连接件与支撑架间设有位置微调机构，位置微调机构包括调节丝杆及与调节丝杆相配合的从动螺母，从动螺母与所述壁板连接件固定连接，调节螺杆可转动地安装在支撑架上且其长度沿壁板航向布置。通过位置微调机构调整壁板连接件与壁板间在壁板航向上的位置，以提高二者间的位置连接精度。

再一个具体的方案为保形架为翼梢辅助保形架，壁板连接件为真空吸盘。便于对壁板翼梢部的固定连接及释放。

更具体的方案为翼梢辅助保形架还包括壁板拉紧机构，壁板拉紧机构包括安装座、壁板钩、拉杆及旋转手轮，通过安装座安装在壁板压紧件上；旋转手轮可转动地安装在安装座上，拉杆的一端与壁板钩固定连接，另一端部为与设于旋转手轮上的螺纹孔相配合的螺杆；拉杆上设有沿其长度方向布置的导向滑槽，安装座上设有可滑动地穿过导向滑槽的限位滑杆，构成壁板钩在拉紧及释放过程中的导轨。

优选的方案为支撑架上固设有用于构成外联球铰机构的支撑球头，支撑架的上端固设有作为壁板吊装挂点的吊环。通过设置支撑球头，以与和其配合数控定位器的输出端构成球铰结构，而可通过多台数控定位器对其姿态进行多角度调整；同时通过设置吊环而便于对壁板进行吊装。

另一个优选的方案为支撑架为长度方向沿壁板航向布置，宽度方向沿壁板展向布置的板体结构；壁板压紧件包括一块以上长度方向沿壁板航向布置，宽度方向沿壁板厚度方向布置的板体结构组成，板体结构的侧面构成对壁板的施压面部，即对壁板的施压面包括一个以上的施压面部。采用板结构，不仅便于制造，且在同等质量下，有效确保其刚度。

再一个优选的方案为还包括压板机构；压板机构包括压板、上压板支座、下压板支座及支撑在两支座间的压板座，压板沿壁板厚度方向上的位置可调地安装在压板座上；压板支座包括安装座及用于连接压板座的滑座，该滑座包括一级滑座与二级滑座，一级滑座通过沿壁板展向布置的导轨滑块机构可滑动地安装在安装座上，二级滑座通过沿压板厚度方向布置的导轨滑块机构可滑动地安装在一级滑座上。以在未设置保形架的地方，使用该压板机构压紧壁板，使其与翼肋骨架完全贴合，进一步提高壁板的安装质量。

更优选的方案为压板对壁板的施压面与壁板的受压板面部相适配的曲面，压板座的端部铰接在滑座上；压板通过位置调整机构安装至压板座上，位置调整机构包括两根相平行布置的调节螺杆及固定在调节螺杆的输入端上的旋转手轮，调节螺杆的输出端与压板可转动地固定连接，压板座上设有与调节螺杆相配合的螺孔。压紧结构简单，便于人工进行压紧。

附图说明

图1是本发明实施例中一对上、下主保形架的立体图；

图2是图1中a局部放大图；

图3是图1中b局部放大图；

图4是图1中c局部放大图；

图5是本发明实施例中壁板连接件的立体图；

图6是本发明实施例中一对上、下翼梢辅助保形架的立体图；

图7是本发明实施例中一对上、下翼梢辅助保形架的主视图；

图8是图6中d局部放大图；

图9是图7中e局部放大图；

图10是本发明实施例中压板机构的立体图；

图11是图10中f局部放大图；

图12是图10中g局部放大图；

图13是图10中h局部放大图。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。

实施例

参见图1至图13，在本实施例中，壁板保形工装包括安装在壁板翼根部及主体部处的主保形架1，安装在壁板翼梢部处的翼梢辅助保形架4，及用于对未安装有保形架处的壁板与翼肋骨架进行压紧的压板机构7。其中，图1所示为一对上、下主保形架，图6、7所示为一对上下翼梢辅助保形工装。

如图1至图5所示，主保形架1包括支撑架10及安装在该支撑架10上的壁板连接机构3与壁板压紧件。

支撑架10为长度沿壁板航向布置、宽度沿壁板展向布置的板体结构；在支撑架10上固设有两个支撑球头13，支撑球头13通过支座130安装在支撑架10上，从而可通过两个支撑球头13与外部球头座构成外联球铰结构，以便于通过调节两个支撑球头的位置而对装夹在保形架上的壁板位姿进行调整。在支撑架10上端上固设有作为壁板吊装挂点的吊环16，以便于将装夹有壁板的保形架一起吊装至调姿定位系统上。

壁板连接机构3用于连接待装夹的壁板，其包括壁板连接件32及位于壁板连接件32与支撑架10间的位置微调机构，位置微调机构包括调节丝杆31及与调节丝杆31相配合的从动螺母34，从动螺母34与壁板连接件32通过连接轴33固定连接，调节丝杆31通过安装座30可转动地安装在支撑架10上且其长度沿壁板航向布置，即调节调节丝杆31相对安装座30的空间位置固定不变，但可绕自身轴线转动，以推动从动螺母34沿调节丝杆31在壁板航向上往复移动，从而可对壁板连接件32与壁板在壁板航向上的位置进行微调，便于连接。

壁板压紧件包括一块以上长度沿壁板航向布置且宽度沿壁板厚度方向布置的板体结构，在本实施例中，主保形架1上的压紧件包括一对平行布置的板体结构11及一对平行布置的板体结构12，板体结构11上的侧面部111、112及板体结构12的侧面部121、122分别构成对壁板的施压面部，这些施压面部一起构成壁板压紧件对壁板的施压面，且该施压面为与壁板的受压面部相适配的曲面。

壁板压紧件与支撑架10间设有迫使壁板压紧件相对支撑架10移动并压紧壁板的推压机构2，即可推动板体结构朝靠近或远离壁板板面的方向移动，以压紧或释放壁板。推压机构2包括设于板体结构11、12与支撑架10间的直线导轨14及推动板体结构11、12沿该直线导轨14滑动的拨杆机构，其中，板体结构11、12通过一块以上的滑块15可滑动地安装在直线导轨14上，直线导轨14沿壁板压紧件靠近/远离壁板的方向布置，且板体结构11、12通过一个以上的推压机构2独立地与支撑架10连接，从而可对施压面分段调整其与壁板间的位置关系及压紧关系。

拨杆机构包括拨杆22及连杆23，拨杆22的铰接端通过铰轴24与支撑架10铰接；连杆23的一端通过铰轴25与拨杆22邻近其铰接端的杆部铰接，另一端通过铰轴26与推杆21铰接，即连杆23的另一端与板体结构11铰接，此处为间接铰接，当然了，也可进行直接铰接；推杆21长度可调地安装板体结构11上，即可通过调整推杆21而调节铰轴26与板体结构11间的连接长度，即推杆21位于二者间的连接长度可调。拨杆22位于铰轴24、25间的杆部、连杆23、直线导轨14及壁板压紧件对应地构成对一心式曲柄滑块机构中的曲柄、连杆、直线导轨及滑块，从而利用心式曲柄滑块机构的两个死点实现压紧时的位置锁定及释放时位置的锁定。

参见图6至图9，翼梢辅助保形架4包括支撑架40及安装在支撑架40上的壁板连接机构、壁板压紧件与壁板拉紧机构，其中壁板连接机构包括壁板连接件，该壁板连接件为用于吸住或释放壁板翼梢部的真空吸盘44。

支撑架40为长度沿壁板航向布置、宽度沿壁板展向布置的板体结构；在支撑架40上固设有支撑球头43，从而可通过支撑球头43与外部球头座构成外联球铰结构。在支撑架40上端上固设有作为壁板吊装挂点的吊环46，以便于将装夹有壁板的保形架一起吊装至壁板调姿定位系统上。

壁板压紧件为一对长度沿壁板航向布置且宽度沿壁板厚度方向布置的板体结构41，板体结构41上的侧面411构成对壁板的施压面，且该施压面为与壁板的受压面部相适配的曲面。板体结构41可沿直线导轨45滑动地安装在支撑架40上。

其中，壁板压紧件与支撑架40间设有迫使壁板压紧件相对支撑架40移动并压紧壁板的推压机构5，即可推动板体结构朝靠近或远离壁板板面的方向移动，以压紧或释放壁板。推压机构5的结构与推压机构2的结构相同，在此不再赘述。

壁板拉紧机构包括安装座60、壁板钩61、拉杆62及旋转手轮64，壁板拉紧机构通过安装座60固定在板体结构41上；旋转手轮64可转动地安装在安装座60上，即其固定在安装座上60但可绕自身轴线转动；拉杆62输出端与壁板钩61固定连接，另一端部为与设于旋转手轮64上的螺纹孔相配合的螺杆，该螺纹孔与旋转手轮64的转轴共线布置；拉杆62上设有沿其长度方向布置的导向滑槽63，安装座60上设有可滑动地穿过导向滑槽63的限位滑杆，从而对壁板钩61在拉杆62轴向上移动范围进行限位。

参见图10至图13，所述压板机构包括压板70、上压板支座71、下压板支座72及支撑在两支座间的压板座73，压板沿壁板厚度方向上的位置可调地安装在所述压板座上，整体构成m型结构。

压板支座包括安装座710、720及用于连接压板座的滑座，滑座包括一级滑座711、721及二级滑座712、722，一级滑座711、721通过沿壁板展向布置的导轨滑块机构713、723可滑动地安装在安装座710、720上，二级滑座712、722通过沿压板厚度方向布置的导轨滑块机构714、724可滑动地安装在一级滑座711、721上。

压板70对壁板的施压面与壁板的受压板面部相适配的曲面，施压面由三段间隔布置的施压面部700、701及702组成，压板座73的端部通过铰轴铰接在二级滑座712、722上。

压板70通过位置调整机构安装至压板座73上，位置调整机构包括两根相平行布置的调节螺杆81及固定在调节螺杆81的输入端上的旋转手轮82，调节螺杆81的输出端与压板70可转动地固定连接，压板座73上设有与调节螺杆81相配合的螺孔。从而可通过转动旋转手轮而推动压板70运动而靠近而推压壁板或远离而释放壁板。

在工作过程中，上架前，壁板首先与保形架装配，其中位于机翼内侧的主保形架通过壁板连接件与壁板相连，数控定位器通过支撑球头支撑保形架，进而通过壁板连接件支撑壁板。支撑球头与数控定位器为球铰连接，数控调姿单元通过主保形架的支撑球头调整壁板的位置和姿态。

上壁板辅助保形架通过内侧加强撑板上安装的若干夹紧夹钳和保形架端部的手柄螺栓受力使保形架与壁板形成固定连接，实现保形架在壁板上的安装。进站吊装壁板时该辅助保形框不参与吊装受力。

完成壁板调姿后，壁板向肋外形靠近前，人工拆除壁板内侧加强撑板和两端部的手柄螺栓，接通真空动力源，使真空吸盘起作用，保证保形架与壁板保持连接，起到支撑壁板作用，并解决壁板与肋对合时保形架内侧加强板与肋的干涉问题。压板的上压板支座、下压板支座固定在系统整体的框架上，压板本身通过操作手轮，使得压板压紧在壁板上。

具有以下优点：

1)保形架能够压紧壁板并保持壁板外形，其上装有吊环，可以提供壁板吊装挂点，并且能够在调姿过程中支撑壁板、与数控定位器构成壁板数字化调姿单元。

2)壁板压紧件外形匹配壁板外形制造，可以良好地实现壁板与翼肋骨架间的压紧，不会在压紧的过程中使壁板或骨架产生不必要的变形。

3)在壁板靠近机身的一端，即壁板翼根部与主体部，主保形架上有相应的壁板连接件可实现壁板与保形架的连接，并且可通过位置微调机构调节两者间的位置。

4)通过在翼梢辅助保形架上设置真空吸盘和壁板拉紧机构，能够有效维持壁板的保形刚度。

5)在压板机构中设置若干旋转手轮，通过壁板长桁与肋上下缘的互拉，能够消除壁板与肋之间的局部间隙。

6)在壁板与骨架分离的过程中及分离后，该壁板保形工装仍可作为壁板的支撑。

7)工装由多个部件组成，可重复利用且易于维护。

8)本发明能实现壁板在上架和下架过程中的保形以及壁板与骨架之间的对合，能使得壁板与骨架上连接孔的精度和连接的强度满足设计要求。