一种弱刚度钣金结构件的可调节辅助加工支撑装置及方法

文档序号:146948 发布日期:2021-10-26 浏览:46次 >En<

阅读说明:本技术 一种弱刚度钣金结构件的可调节辅助加工支撑装置及方法 (Adjustable auxiliary machining supporting device and method for weak-rigidity sheet metal structural part ) 是由 刘鑫 范天明 杨晶 李博毅 任华兴 王永朝 于 2021-06-30 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种用于空间弱刚度钣金结构件的可调节辅助加工支撑装置及方法,所述钣金结构件包括条形支撑板(21)以及条形支撑板上的双向角片(22),所述可调节辅助加工支撑装置包括:调节螺钉(11)、锁紧螺母(12)和支撑底座(13)。本发明中装置及方法,在极大程度上缩短了研制周期,提高了零件的加工精度。该支撑方法为通用方法,可以应用于后续深空探测、载人登月等航天任务,同时也能够应用于其他具有弱刚度结构的舱体或产品上,具有较好的应用前景和使用价值。(The invention provides an adjustable auxiliary machining support device and method for a spatial weak-rigidity sheet metal structural part, wherein the sheet metal structural part comprises a strip-shaped support plate (21) and bidirectional angle pieces (22) on the strip-shaped support plate, and the adjustable auxiliary machining support device comprises: adjusting screw (11), lock nut (12) and support base (13). The device and the method of the invention greatly shorten the development period and improve the processing precision of parts. The supporting method is a universal method, can be applied to the following aerospace tasks such as deep space exploration, manned lunar landing and the like, can also be applied to other capsule bodies or products with weak rigidity structures, and has good application prospect and use value.)

一种弱刚度钣金结构件的可调节辅助加工支撑装置及方法

技术领域

本发明属于钣金加工技术领域,特别涉及一种用于空间弱刚度钣金结构件的可调节辅助加工支撑装置及方法。

背景技术

返回舱侧壁结构主要包括返回舱侧壁金属结构、返回舱侧壁防热结构等组成,而返回舱侧壁金属结构与返回舱侧壁防热结构的连接是通过钣金结构件实现的,其中钣金结构件属于弱刚性结构。在钣金结构件的组合加工过程,可能存在加工安装面和安装孔过程中震颤和加工不稳的问题。因而有必要提供一种弱刚度钣金结构件的可调节辅助加工支撑装置及方法,用以避免震颤和加工不稳的问题。

发明内容

为了克服现有技术中的不足,本发明人进行了锐意研究,提供了一种用于空间弱刚度钣金结构件的可调节辅助加工支撑装置及方法,以解决钣金结构件在防热结构安装前组合加工安装面和安装孔过程中震颤和加工不稳的问题,该装置及方法在极大程度上缩短了研制周期,提高了零件的加工精度,从而完成本发明。

本发明提供的技术方案如下:

第一方面,一种用于空间弱刚度钣金结构件的可调节辅助加工支撑装置,所述钣金结构件用于返回舱侧壁金属结构与返回舱侧壁防热结构的连接,其中,所述返回舱侧壁金属结构位于所述返回舱侧壁防热结构的外侧,两者之间距离为钣金结构件的高度,所述钣金结构件包括条形支撑板以及条形支撑板上的双向角片,所述条形支撑板为倒T形板结构,所述倒T形板结构的横向板上开设通孔,用于穿设螺纹连接件后连接至返回舱侧壁金属结构上,所述倒T形板结构的纵向板上缘连接双向角片,双向角片朝向两侧展开,用于在钣金结构件两侧分别连接返回舱侧壁防热结构;

所述可调节辅助加工支撑装置位于所述条形支撑板的横向板与角片之间,用于角片上通孔穿设及角片倾斜角度调节,角片上通孔位置根据所述返回舱侧壁防热结构上通孔位置确定,所述角片的倾斜角度根据所述返回舱侧壁防热结构所需角度确定;所述可调节辅助加工支撑装置包括:调节螺钉、锁紧螺母和支撑底座;所述支撑底座自顶部开设有螺纹孔,所述调节螺钉与支撑底座的螺纹孔配合,通过调节调节螺钉的高度来实现支撑装置的高度调节,所述锁紧螺母与所述调节螺钉和支撑底座通过螺纹连接,套设于调节螺钉与支撑底座的对接部位处,通过将锁紧螺母向支撑底座端拧紧,实施支撑装置的锁紧功能。

第二方面,一种用于空间弱刚度钣金结构件的可调节辅助加工支撑方法,包括如下步骤:

步骤1,将钣金结构件固定至返回舱侧壁金属结构上;

步骤2,测量钣金结构件上同侧角片至横向板之间的距离;

步骤3,同侧角片至横向板之间的距离相等且大于5mm时,将权利要求1至3之一所述的可调节辅助加工支撑装置调整到所需高度,置于钣金结构件横向板与角片之间;

步骤4,根据返回舱侧壁防热结构所需角度确定角片倾斜角度,并调整角片倾斜角度,然后根据返回舱侧壁防热结构上通孔位置确定角片上打孔位置,实施打孔。

第三方面,一种空间弱刚度钣金结构件安装配套装置,包括钣金结构件和可调节辅助加工支撑装置,所述钣金结构件用于返回舱侧壁金属结构与返回舱侧壁防热结构的连接,其中,所述返回舱侧壁金属结构位于所述返回舱侧壁防热结构的外侧,两者之间距离为钣金结构件的高度,所述钣金结构件包括条形支撑板以及条形支撑板上的双向角片,所述条形支撑板为倒T形板结构,所述倒T形板结构的横向板上开设通孔,用于穿设螺纹连接件后连接至返回舱侧壁金属结构上,所述倒T形板结构的纵向板上缘连接双向角片,双向角片朝向两侧展开,用于在钣金结构件两侧分别连接返回舱侧壁防热结构;

所述可调节辅助加工支撑装置位于所述条形支撑板的横向板与角片之间,用于角片上通孔穿设及角片倾斜角度调节,角片上通孔位置根据所述返回舱侧壁防热结构上通孔位置确定,所述角片的倾斜角度根据所述返回舱侧壁防热结构所需角度确定;所述可调节辅助加工支撑装置包括:调节螺钉、锁紧螺母和支撑底座;所述支撑底座自顶部开设有螺纹孔,所述调节螺钉与支撑底座的螺纹孔配合,通过调节调节螺钉的高度来实现支撑装置的高度调节,所述锁紧螺母与所述调节螺钉和支撑底座通过螺纹连接,套设于调节螺钉与支撑底座的对接部位处,通过将锁紧螺母向支撑底座端拧紧,实施支撑装置的锁紧功能。

第四方面,一种空间弱刚度钣金结构件安装配套装置的使用方法,包括如下步骤:

步骤1,将钣金结构件固定至返回舱侧壁金属结构上;

步骤2,测量钣金结构件上同侧角片至横向板之间的距离;

步骤3,若同侧角片至横向板之间的距离相等且大于5mm时,将可调节辅助加工支撑装置调整到所需高度,置于钣金结构件横向板与角片之间;

若钣金结构件上角片具有倾斜角度,且同侧角片至横向板之间的距离大于5mm时,多点量取角片至横向板之间的距离,将可调节辅助加工支撑装置调整到所需高度,然后置于钣金结构件横向板与角片之间;在角片与可调节辅助加工支撑装置之间放置楔形垫块,使角片与可调节辅助加工支撑装置之间无间隙;

步骤4,根据返回舱侧壁防热结构所需角度确定角片倾斜角度,并调整角片倾斜角度,然后根据返回舱侧壁防热结构上通孔位置确定角片上打孔位置,实施打孔。

根据本发明提供的一种用于空间弱刚度钣金结构件的可调节辅助加工支撑装置及方法,具有以下有益效果:

(1)本发明提供的一种用于空间弱刚度钣金结构件的可调节辅助加工支撑装置及方法,通过钣金结构件设计及辅助加工支撑装置结构设计相匹配,实现了返回舱侧壁金属结构与返回舱侧壁防热结构的有效对接;

(2)本发明提供的一种用于空间弱刚度钣金结构件的可调节辅助加工支撑装置及方法,根据钣金结构件具体结构确定具体支撑方法,有效解决钣金结构件结构加工及矫正;

(3)本发明提供的一种用于空间弱刚度钣金结构件的可调节辅助加工支撑装置及方法,在极大程度上缩短了研制周期,提高了零件的加工精度。该支撑方法为通用方法,可以应用于后续深空探测、载人登月等航天任务,同时也能够应用于其他具有弱刚度结构的舱体或产品上,具有较好的应用前景和使用价值。

附图说明

图1为钣金结构件与返回舱侧壁金属结构连接示意图;

图2为钣金结构件结构示意图;

图3为可调节辅助加工支撑装置结构示意图;

图4为同侧角片至横向板之间的距离相等且大于5mm时,可调节辅助加工支撑装置使用状态图;

图5为钣金结构件上角片具有倾斜角度,且同侧角片至横向板之间的距离大于5mm时,可调节辅助加工支撑装置使用状态图;

图6为本发明中一种用于空间弱刚度钣金结构件的可调节辅助加工支撑方法的流程图。

附图标号说明

11-调节螺钉;12-锁紧螺母;13-支撑底座;21-条形支撑板;22-角片。

具体实施方式

下面通过对本发明进行详细说明,本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面,但是除非特别指出,不必按比例绘制附图。

本发明提供了一种用于空间弱刚度钣金结构件的可调节辅助加工支撑装置,如图1所示,所述钣金结构件用于返回舱侧壁金属结构与返回舱侧壁防热结构的连接,其中,所述返回舱侧壁金属结构位于所述返回舱侧壁防热结构的外侧,起到防护作用,两者之间距离为钣金结构件的高度,如图2所示,所述钣金结构件包括条形支撑板21以及条形支撑板上的双向角片22,所述条形支撑板21为倒T形板结构,所述倒T形板结构的横向板上开设通孔,用于穿设螺纹连接件后连接至返回舱侧壁金属结构上,所述倒T形板结构的纵向板上缘连接双向角片,双向角片22朝向两侧展开,用于在钣金结构件两侧分别连接返回舱侧壁防热结构,通过钣金结构件在返回舱侧壁金属结构上的安装定位,实现返回舱侧壁防热结构的安装定位;

如图3~5所示,所述可调节辅助加工支撑装置位于所述条形支撑板的横向板与双向角片22之间,用于角片上通孔穿设及角片倾斜角度调节,角片上通孔位置根据所述返回舱侧壁防热结构上通孔位置确定,所述角片倾斜角度根据所述返回舱侧壁防热结构所需角度确定;所述可调节辅助加工支撑装置包括:包括调节螺钉11、锁紧螺母12和支撑底座13;所述支撑底座13自顶部开设有螺纹孔,所述调节螺钉11与支撑底座13的螺纹孔配合,通过调节调节螺钉11的高度来实现支撑装置的高度调节,所述锁紧螺母12与所述调节螺钉11和支撑底座13通过螺纹连接,套设于调节螺钉11与支撑底座13的对接部位处,通过将锁紧螺母12向支撑底座13端拧紧,实施支撑装置的锁紧功能。

在一种优选的实施方式中,所述支撑底座13包括位于下部的大端支撑结构和位于上部的小端连接结构,所述大端支撑结构用于支撑和承重,所述小端连接结构自大端支撑结构收缩,用于形成螺纹孔入口段,便于调节螺钉11的装配。

在一种优选的实施方式中,所述调节螺钉11的大端和锁紧螺母12的外表面上加工有轴向条纹,便于旋拧操作。

本发明还提供了一种用于空间弱刚度钣金结构件的可调节辅助加工支撑方法,如图6所示,包括如下步骤:

步骤1,将钣金结构件固定至返回舱侧壁金属结构上;

步骤2,测量钣金结构件上同侧角片至横向板之间的距离;

步骤3,同侧角片至横向板之间的距离相等且大于5mm时,如图4所示,将第一方面所述的可调节辅助加工支撑装置调整到所需高度(优选等于钣金结构件上同侧角片至横向板之间的距离),置于钣金结构件横向板与角片之间,起到辅助支撑的作用,保证加工精度;

步骤4,根据返回舱侧壁防热结构所需角度确定角片倾斜角度,并调整角片倾斜角度,然后根据返回舱侧壁防热结构上通孔位置确定角片上打孔位置,实施打孔。

在一种实施方式中,若钣金结构件上角片具有倾斜角度,且同侧角片至横向板之间的距离大于5mm时,如图5所示,多点量取角片至横向板之间的距离,将第一方面所述的可调节辅助加工支撑装置调整到所需高度,然后置于钣金结构件横向板与角片之间;为了使角片与可调节辅助加工支撑装置之间无间隙,在角片与可调节辅助加工支撑装置之间放置楔形垫块(如橡胶垫)。其中,将所述的可调节辅助加工支撑装置调整到所需高度中,所需高度小于角片上最低点至横向板之间的距离。

在一种实施方式中,若同侧角片至横向板之间的距离小于5mm时,钣金结构件横向板与角片之间放置所需高度的柔性低刚度的橡胶垫来辅助支撑,配合精度为过盈配合,保证橡胶垫将间隙完全填充,避免加工过程中的震颤,保证加工精度。优选地,所述橡胶垫的高度大于角片至横向板之间距离0.2~0.5mm。

本发明还提供了一种空间弱刚度钣金结构件安装配套装置,包括钣金结构件和可调节辅助加工支撑装置,所述钣金结构件用于返回舱侧壁金属结构与返回舱侧壁防热结构的连接,其中,所述返回舱侧壁金属结构位于所述返回舱侧壁防热结构的外侧,两者之间距离为钣金结构件的高度,所述钣金结构件包括条形支撑板21以及条形支撑板上的双向角片22,所述条形支撑板21为倒T形板结构,所述倒T形板结构的横向板上开设通孔,用于穿设螺纹连接件后连接至返回舱侧壁金属结构上,所述倒T形板结构的纵向板上缘连接双向角片22,双向角片22朝向两侧展开,用于在钣金结构件两侧分别连接返回舱侧壁防热结构;

所述可调节辅助加工支撑装置位于所述条形支撑板的横向板与角片22之间,用于角片22上通孔穿设及角片22倾斜角度调节,角片22上通孔位置根据所述返回舱侧壁防热结构上通孔位置确定,所述角片22的倾斜角度根据所述返回舱侧壁防热结构所需角度确定;所述可调节辅助加工支撑装置包括:调节螺钉11、锁紧螺母12和支撑底座13;所述支撑底座13自顶部开设有螺纹孔,所述调节螺钉11与支撑底座13的螺纹孔配合,通过调节调节螺钉11的高度来实现支撑装置的高度调节,所述锁紧螺母12与所述调节螺钉11和支撑底座13通过螺纹连接,套设于调节螺钉11与支撑底座13的对接部位处,通过将锁紧螺母12向支撑底座13端拧紧,实施支撑装置的锁紧功能。

本发明还提供了一种空间弱刚度钣金结构件安装配套装置的使用方法,包括如下步骤:

步骤1,将钣金结构件固定至返回舱侧壁金属结构上;

步骤2,测量钣金结构件上同侧角片至横向板之间的距离;

步骤3,若同侧角片至横向板之间的距离相等且大于5mm时,将可调节辅助加工支撑装置调整到所需高度,置于钣金结构件横向板与角片之间;

若钣金结构件上角片具有倾斜角度,且同侧角片至横向板之间的距离大于5mm时,多点量取角片至横向板之间的距离,将可调节辅助加工支撑装置调整到所需高度,然后置于钣金结构件横向板与角片之间;在角片与可调节辅助加工支撑装置之间放置楔形垫块,使角片与可调节辅助加工支撑装置之间无间隙;

步骤4,根据返回舱侧壁防热结构所需角度确定角片倾斜角度,并调整角片倾斜角度,然后根据返回舱侧壁防热结构上通孔位置确定角片上打孔位置,实施打孔。

本发明中,所述可调节辅助加工支撑装置与钣金结构件为返回舱侧壁金属结构与返回舱侧壁防热结构的连接配套装置,采用本发明中钣金结构件、可调节辅助加工支撑装置及方法,可完成返回舱侧壁金属结构与返回舱侧壁防热结构间的高准确度定位与安装,尺寸精度达到±0.1mm,平面度达到0.1mm。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明,不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解,在不偏离本发明精神和范围的情况下,可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进,这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

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