[发明专利]一种弱刚性复合材料零件反变形装配方法

说明书

本发明属于飞机装配协调技术、复材变形及回弹变形技术领域，涉及一种弱刚性复合材料零件反变形装配方法。在产品未完成正式装配前，对预计存在变形的产品施加预先的反变形量，在此状态下完成装配，完成装配后的部件在完成应力释放变形后，使部件的外形能回复到部件外形的理论公差范围内。经过实际验证，采用该技术后的弱刚性复合材料部件变形纠正速度快，协调准确性好，极大地提高了弱刚性复合材料结构件的装配效率和装配质量，且能快速推广应用到相似复合材料结构件的装配中，具有极大的经济效益及社会价值。

技术领域

本发明属于飞机装配协调技术、复材变形及回弹变形技术领域，涉及一种弱刚性复合材料零件反变形装配方法。

背景技术

复合材料是由两种或两种以上不同材料通过一定的方式结合在一起的一种新材料，具有比强度高、比刚度高、良好的耐腐蚀性、耐高温性以及可优化设计等特点。近年来，复合材料越来越多的被应用于飞行器制造业中，且复合材料制件应用程度是飞行器先进性标志之一。但由于复合材料制件存在铺层误差导致曲变变形、回弹变形等变形，无法达到理论外形；且热成形的特性使零件、胶接件均存在很大的变形、回弹变形，导致装配的不协调，直接和间接地影响装配后复材部件的装配应力、外形质量。故复材部件的外形超差一直未得到有效的解决，严重影响了复合材料部件的外形质量，限制了复合材料在飞行器制造业中的推广应用。

发明内容

该发明创造的目的是采用新的装配协调方法及反变形装配方法，克服/减小因复合材料变形及零件不协调共同导致的部件装配变形，从而提高部件装配后的外形准确性。

本发明技术方案：一种弱刚性复合材料零件反变形装配方法，其特征在于，以产品理论外形及产品的变形数据为依据，以工装为基准，在预先取得产品实物变形数据后，对产品变形的反方向施加一定量的预先反变形，以改变装配零件之间的协调关系，在此状态下完成装配；具体步骤如下：

1)将产品置于装配工装中，安装配连接关系制出初孔，采用临时紧固件完成预连接，模拟出待装配零件或部件装配后的变形情况。

2)采用测量系统测量预装部件的外形，取得外形数据；

3)分析外形测量数据，确定预装部件的外形偏移部位、偏移方向及偏移量，找到最大偏移量T，并通过对应关系得到应给的反变形量-1.5T；

4)在装配工装中，对预装部件的变形部位施加反变形量-1.5T，使用工装抱紧预装部件，在此状态下完成装配，然后下架释放其变形。

所述初孔直径按小于终孔直径至少1mm制出，以便零件实施反变形后孔位错孔时仍有余量进行纠孔。

所述产品理论外形采用外形测量系统完成。

所述外形测量系统是指精度0.1mm以上的测量及分析工具，一般采用激光跟踪仪进行测量分析。

所述工装包括外形卡板或等效的理论外形定位器，以及具备可调节反变形量功能的反变形定位模块。

所述反变形定位模块包括螺旋器、刻度盘、支座；在支座上装有螺旋器，在螺旋器上装有刻度盘。

所述反变形定位模块包括带厚度值的垫片和理论卡板。

所述工装是指用于飞机部件或零件装配、测量的型架工具。

所述改变装配零件之间的协调关系是装配零件间的孔位关系与未施加反变形量的孔位关系发生了变化。

反变形技术原理：s为孔边距，零件A2边距为s1，零件B1边距为s2，依据几何学，理论状态下：s1＝s2，反变形状态下：s1＜s2，变形状态下：s1﹥s2；故当在反变形状态下制孔，使s1＜s2，完成状态后装配件朝变形方向变形时，零件A2与零件B1的连接孔位会存在错孔，从而会通过连接件给装配件施加反变形的力，两者中和，达到改善变形的目的。