用于制造飛機機身的一部分的方法和實施該方法的工具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于制造飛機機身的一部分的方法和實施該方法的工具。
【背景技術(shù)】
[0002]對于本申請的剩余部分，縱向軸線對應(yīng)于從飛機的前端延伸到后端的軸線?？v向方向是平行于縱向軸線的方向?？v向平面對應(yīng)于包含縱向軸線的平面。橫向平面對應(yīng)于垂直于縱向軸線的平面。徑向方向是垂直于縱向軸線的方向。內(nèi)表面或平面對應(yīng)于朝向機身的內(nèi)側(cè)的表面或平面，外表面或平面對應(yīng)于朝向機身的外側(cè)的表面或平面。
[0003]已知地，飛機的機身包括主要負(fù)責(zé)承受力并連接外殼(也稱作表皮)的結(jié)構(gòu)，其提供飛機的空氣動力學(xué)特性。
[0004]根據(jù)圖1A和IB中所示的一種實施例，表皮包括多個并列的面板10，其通過連接到面板10的內(nèi)表面的縱梁12來加固?？v梁12設(shè)置在縱向平面內(nèi)。
[0005]該結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在橫向平面內(nèi)并沿著縱向方向分隔開的框架14。在縱向平面內(nèi)，框架14具有Z形橫截面，包括設(shè)置在橫向平面內(nèi)的腹板16和連接到腹板16并垂直于腹板16的兩個突緣18、18’。
[0006]為了形成機身，加固的面板10和框架14使用夾板20來連接。
[0007]每個夾板20包括至少兩個突緣22.1和22.2，其相互連接來形成角桿，第一突緣22.1夾靠面板10的內(nèi)表面，第二突緣22.2夾靠框架14的腹板16。
[0008]如圖1A中所示，夾板20’可具有更復(fù)雜的形狀并可包括連接兩個突緣的托架24。
[0009]每個夾板20的第一突緣22.1通過諸如螺栓或鉚釘?shù)冗B接件26固定到面板10。這些連接件26包括銑頭，其容納在面板10的外表面上提供的銑削部分中，以防損壞機身的空氣動力學(xué)特性。
[0010]每個夾板20的第二突緣22.2使用諸如螺栓或鉚釘?shù)冗B接件28固定到腹板16。
[0011]根據(jù)第一種操作方法，每個面板10被制造并在平坦時使用縱梁12來加固。該方案可能簡化用于制造加固的面板10的方法。因此，在面板10和縱梁12由復(fù)合材料制成時，可能使制造該加固的面板的方法自動化，特別是通過使用自動鋪設(shè)機器。
[0012]然后，通過縱梁12加固的平坦的面板10成形在第一工具上，以提供其彎曲的形狀。該彎曲的形狀根據(jù)面板10在機身中的位置而變化。在該成形步驟后，面板10的外表面沿著參考平面延伸。
[0013]根據(jù)面板在機身中的位置，該參考平面是可展曲面并且近似半圓柱形，或者對于靠近飛機的前端或者后端的面板，參考平面是不可展曲面。
[0014]該第一工具包括支撐至少一個支撐表面的支架，該支撐平面被面板10的內(nèi)表面夾靠。該支架和支撐表面被設(shè)計成剛性的，并在面板變形時保持它們的形狀。
[0015]框架14 一個接一個地設(shè)置在第二工具上。該第二工具可能根據(jù)框架14在機身中的參考位置來布置框架14。
[0016]該第二工具包括支撐稱作肋板的環(huán)形部分的支架，每個肋板用于每個框架。每個肋板包括由框架的腹板夾靠的支撐表面以將肋板布置在橫向平面中，以及將框架布置并固定在橫向平面中的三個定位銷。
[0017]—旦框架布置好，沿著參考表面被加固和成形的面板10相對于框架14布置。
[0018]在相對于框架14布置面板10之后，夾板20、框架和面板被組裝。對于每個夾板20，夾板的第一突緣22.1用來支撐內(nèi)表面，夾板的第二突緣22.2用來支撐框架的腹板16。夾板被布置成沿著每個框架分布。為了便于該布置，第二工具包括用于每個夾板的限位件，夾板通過限位件沿著框架布置。在連接件26、28被安裝之前，夾板使用銷被支撐在位置上。
[0019]為了控制被組裝部件之間的接觸力，夾緊力在每個1/10連接點被施加到待組裝的部件。待組裝的部件之間的間隙必須是對于20daN的力為大約0.3mm。如果間隙大于0.3_，則在這些部件之間設(shè)置墊片。該方法包括在載荷下測量所述部件之間的間隙，使其可能控制在組裝過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。
[0020]最后，連接件26、28被安裝，一方面將夾板20連接到面板10，另一方面將夾板20連接到框架14。
[0021]該第一種操作方法難以自動化。第一個限制是需要提供設(shè)置在機身內(nèi)的第一自動安裝裝置，用以安裝將夾板連接到框架的連接件28，以及設(shè)置在機身外的第二自動安裝裝置，用以將連接件26安裝在面板和夾板之間，由于銑削部分的存在，連接件26必須從機身外安裝。另一個限制是第二工具必須能夠固持待組裝的部件，也就是說，根據(jù)其參考位置來固持面板、框架和夾板。基于這些限制，該組裝通過配有鉆孔單元的操作者來進行。
[0022]根據(jù)文獻EP2404824中描述的第二種操作方法，框架根據(jù)它們在機身中的參考位置一個接一個地布置在工具上。
[0023]為此，該工具包括支撐稱作肋板的環(huán)形部分的支架，每個肋板用于每個框架。每個肋板包括支撐表面，其夾靠框架的腹板以將其布置在橫向平面內(nèi)，以及三個定位銷，用以將框架布置在橫向平面內(nèi)。
[0024]—旦框架布置好，由縱梁加固的平坦的面板10在框架上變形，其取代第一種操作方法的第一工具。然后，面板和框架使用連接部件進行組裝。根據(jù)該文獻，所述框架具有特定的中空橫截面，并且每個框架包括夾靠面板的表面，從而可能省卻夾板。
[0025]盡管理論上第二種操作方法可能使用從機身外安裝連接件的自動裝置來將組裝自動化，但是出于以下原因并不能令人滿意。
[0026]第一個缺點是該操作方法不能控制面板和框架在組裝過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，特別是在面板的參考表面不能展開時。
[0027]在框架和面板之間的接觸點處，不可能確定框架和面板之間的接觸力，并因此控制在組裝過程中產(chǎn)生的應(yīng)力。
[0028]對于在載荷下間隙小于0.3mm的這些區(qū)域也是這種情形。
[0029]如果在載荷下框架和面板之間的間隙大于0.3mm,需要放置墊片。這就需要移除面板來放置墊片，然后在墊片已經(jīng)放置好以后重新放置面板。然而，在面板的參考表面是不可展曲面情況下，很難以相同的方式重新放置面板。
[0030]另一個缺點是當(dāng)這些待組裝的部件的接觸表面被涂覆有密封粘膠時，密封粘膠阻止這些部件相互滑動來調(diào)節(jié)它們的相對位置。
[0031]最后，另一個缺點是這些框架必須是剛性的，以在面板成形時防止變形。因此，具有Z形橫截面的框架不能使用，因為該橫截面不能提供足夠的抗扭和抗彎慣性。為了加固這些框架，可能增加用來將每個框架布置在其肋板上的定位銷的數(shù)目。然而，在該情形下，對于中空橫截面框架，不能控制在組裝過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0032]因此，本發(fā)明的目的是消除現(xiàn)有技術(shù)的缺點。
[0033]為此，本發(fā)明涉及一種組裝用來制造飛機機身的一部分的至少一個面板和框架的組裝方法，所述組裝方法包括將所述面板成形在工具的支撐表面上的步驟，所述組裝方法的特征在于其包括保持每個框架夾靠在橫向平面內(nèi)設(shè)置的至少一個滑動支撐表面，不同框架的所述滑動支撐表面和所述支撐表面被固定到相同的工具并彼此相對布置，并且放置固定連接件來連接所述面板和所述框架。
[0034]該方法可通過使用自動安裝連接件的裝置將現(xiàn)有技術(shù)的第二種操作方法中的組裝自動化，所述裝置設(shè)置在機身外。
[0035]與現(xiàn)有技術(shù)的第二種操作方法相比，另一個優(yōu)點是支撐表面的存在可能不將框架用作工具，使其可能使用具有Z形橫截面的框架。
[0036]另一個優(yōu)點是框架承受滑動支撐表面可能控制在組裝過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。
[0037]有利地，所述方法包括在已經(jīng)成形所述面板之后將每個框架相對于其滑動支撐表面布置。與第二實施例不同，相對于面板一個接一個地布置框架比同時相對于所有框架布置面板更為簡便。
[0038]優(yōu)選地，通過沿其曲率線(Lc)固定框架同時允許沿徑向方向的平移運動來放置每個框架。根據(jù)該操作方法，每個框架相對于距離所述框架的末端等距離設(shè)置的定位裝置來布置，然后框架的末端被展開來接觸所述面板。
[0039]根據(jù)另一個特征，所述方法包括使用至少一個支柱來保持每個框架，使其夾靠所述滑動支撐表面，所述支柱包括與所述框架接觸的反支架(counter-support)，其允許所述框架沿著所述徑向方向平移。
[0040]根據(jù)另一個特征，所述方法包括使用條帶來保持所述面板夾靠所述支撐表面。
[0041]本發(fā)明還涉及一種用于實施所述組裝方法的工具。所述工具的特征在于其包括用于成形所述面板的支撐表面，所述支撐表面具有在橫向平面內(nèi)的至少一個曲率半徑，以及用于每個框架的至少一個滑動支撐表面，其設(shè)置在所述橫向平面內(nèi)，不同框架的滑動支撐表面和所述支撐表面被固定到所述工具并彼此相對布置。
[0042]有利地，對于每個框架，所述工具包括具有剛性結(jié)構(gòu)的肋板，所述肋板在具有外周支撐表面的橫向平面內(nèi)延伸，并且在其一個表面上，至少一個滑動支撐表面平行于橫向表面。
[0043]優(yōu)選地，每個肋板包括至少一個定位裝置，通過所述定位裝置可沿著曲率線固定框架，同時允許沿徑向方向的平移運動。根據(jù)一個實施例，每個肋板包括距離每個