[发明专利]一种航空器装配工装用高精度型架及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工领域，具体为一种航空器装配工装用高精度型架及其加工方法。

背景技术

目前，航空器（指直升机和小型商务飞机）装配工装是用于航空器零部件装配的一种模夹具，是飞机零部件装配、总装等工艺过程中必不可少的工艺装备，在飞机研制生产过程中具有重要地位。飞机结构零件包含大量数控加工件和钣金件。其中钣金件使用广泛，且多数钣金件结构复杂、尺寸大，刚度小，易变形，难以满足装配定位精度要求。工装结构钢度与定位精准度直接影响飞机的性能。飞机定位精度累计误差不得超过0.15mm,单块钣金件安装误差不得超过0.05mm。我国飞机工装设计整体水平相对落后，工装数目多，结构笨重，制造周期长，成本高，存在刚度不足，容易变形等问题。影响飞机工装的因素主要有：工装骨架的空间姿态，定位器安装方式，产品定位方式，装配流程，零部件的精准度。

在飞机制造过程中，使用的装配型架数量很大，因此型架结构设计是否合理、正确，不仅对型架本身制造工作量大小、周期长短、成本高低和装配工作条件产生直接影响。

航空器装配工装是与航空器理论外形相关联的装配支撑、定位卡板用支座通过激光跟踪仪与型架（焊接框架）工作面进行数字化精确定位连接。目前，国内普通型架的生产工艺为：钢管下料、放样、加工到焊接尺寸、焊接成框架、钢板下料、钢板加工、将钢板焊接到框架装配位置、自然时效15天、除锈、上防锈漆。这就使得连接面之间很容易出现多个空隙。国内采用的是软连接方式，即型架工作面未进行精加工，连接面缝隙用环氧水泥填充，俗称软连接，这种连接方式互换性差，不易拆装，不易调整，不易修复。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种航空器装配工装用高精度型架及其加工方法，从而解决上述背景技术中的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种航空器装配工装用高精度型架，包括

基准底座架，所述基准底座架设置于整个型架的底部，为两根长杆和两根短杆组成的矩形框架，所述两根长杆上相对设置有若干垂直承托杆；

托架，所述托架为两根托杆，所述两根托杆固定于所述垂直承托杆上端，且与所述两根长杆平行；

以及顶架，所述顶架为矩形框架，且该矩形框架的两根短杆长度小于所述基准底座架的，两根长杆与所述基准底座架的两根长杆长度相等，所述顶架的投影处于所述基准底座架中心，所述顶架与托架之间设置有若干倾斜承托杆。

作为一种改进，所述托杆和顶架之间设置有若干连接板。所述连接板一端利用销轴安装于所述托杆侧旁，另一端利用销轴安装于所述顶架的长杆侧旁。

一种航空器装配工装用高精度型架的加工方法，包括如下工艺步骤：

S1、钢管下料、放样、加工到焊接尺寸；

S2、铣焊接坡口、焊接成基准底座架、托架以及顶架，并将其结合成框架；

S3、钢板下料、钢板加工、将钢板焊接到框架装配位置；

S4、基准底座架的底面焊接基准面钢板得到整体型架；

S5、人工时效退火；

S6、吹砂、上防锈漆；

S7、整体型架工作面精加工得到所述高精度型架。

其中，铣焊接坡口步骤中，按坡口四周起30度和10mm的坡口；也就是坡口的角度为30度，长度为10mm，这可以保证焊缝均匀，焊接应力均匀，使焊接框架各个位置变形幅度和差距减小，比不开坡口的焊接框架强度、刚性大大提高。

人工时效步骤中，将S4步骤中的整体型架放入回火炉内加温到520～550℃保温3小时，使焊接应力充分释放，使型架处于稳定不变形状态，同时，比自然时效节省工期14天。

吹砂步骤中，在吹砂房里，利用钢砂颗粒撞击整体型架表面，通过钢砂的撞击实现除锈和消除表面疲劳强度。除锈效果比人工除锈更干净彻底。消除表面疲劳强度后，使型架更加稳定不变形。

整体型架工作面精加工步骤中，用大型数控龙门加工中心（例如浙江日发数码精密机械股份有限公司生产的RFMP12035M型加工中心）（五面加工）对整体型架工作面进行精加工，保证工作面的配合公差在0到-0.10mm，达到硬连接标准。

整体型架工作面精加工中，包括如下步骤，

1.使用经过检测和校准的满足加工精度要求的大型数控龙门加工中心进行加工；

2.装夹、校正，加工底部基准面，

（1）打表，校中线和等高线；

（2）加工底部基准面到表面粗糙度6.3 、平面度0.1；

3.整体型架工作面粗加工

（1）装夹，打表校中线和等高线；