用于形成飞机缝翼的净边线的划线装置及设备的制作方法

1.本实用新型涉及机械加工领域，具体涉及一种用于形成飞机缝翼的净边线的划线装置。


背景技术：

2.在飞机缝翼加工中，需要在缝翼外侧的下型面上划出净边线，净边线是将缝翼加工至净边的参考线，即沿着净边线切割去除多余材料，最终形成缝翼的下边沿。
3.通常，缝翼达10多米长，以前的划线方法是依靠人工经验划线，划线精度差，容易出现划线偏差等严重问题。目前的缝翼净边线划线方案是制作若干段柔性划线尺，先从缝翼肋的耳片中的孔定位缝翼检测卡板，再从检测卡板上的转接孔，将柔性划线尺定位贴至缝翼上，这种方案的尺子需材质柔软，可贴合缝翼外侧的气动型面。
4.虽然现场有些用于定位铆钉孔位置的方法也是如此，但这种方案的缺点是划线尺型面精度要求高。尺子厚度薄，长度长达1.5m，宽度 10-20mm，所以工装难以加工，且精度难以保证。工装制造过程存在形状公差不可控、持续精度不可控的问题，柔性划线尺即使是按钣金展开的形状加工，实际使用时也需折叠成翼面型面状，后续测量难以进行，且使用过程难以保证定位准确，只能通过直尺靠边定位，定位方式粗糙不可靠。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于，提供一种用于形成飞机缝翼的净边线的划线装置，其包括：两个定位板，所述两个定位板分别可拆卸地安装在相邻的两个缝翼肋上；划线尺，所述划线尺设置在所述两个定位板之间并沿着所述飞机缝翼的翼展方向延伸，所述划线尺上形成有沿着划线尺的长度方向延伸的引导槽；划线臂，所述划线臂包括连接到所述划线尺上的第一端、与所述第一端隔开并相对设置的第二端以及连接第一端和第二端的连接部，其中，所述第一端被构造成能够沿着所述划线尺的引导槽滑动；和划线笔，所述划线笔固定在所述划线臂的第二端，其笔尖从所述划线臂的第二端的面朝所述第一端的表面伸出，用于在飞机缝翼上划出净边线；其中，所述划线笔被布置成与所述引导槽对齐，使得所述划线笔的运动轨迹和所述引导槽的形状相对应，而且所述引导槽和净边线在平行于翼展方向的平面上的投影重合。根据本实用新型的划线装置，解决从缝翼肋连接孔为基准在缝翼外侧划线困难的问题，替代原使用柔性划线尺划线的方案，工作原理简单，定位准确，以简单的结构、较少的部件能够容易、高精度、完整地划出净边线，提供更加准确可控的划线方案。
6.在一种实施方式中，所述划线臂的第二端开设有螺纹孔，所述划线笔的外表面上形成有外螺纹，从而使得所述划线笔能够通过螺纹安装在所述第二端上。根据本实施方式的划线装置，通过螺纹实现划线笔的可拆卸连接，便于替换和重复利用。
7.在一种实施方式中，所述划线笔包括：圆柱形的套筒，所述套筒内部形成有中空的容纳腔，所述套筒的第一端和与之相对设置的第二端均形成有开口；笔芯，所述笔芯安置在所述套筒的容纳腔中，并使得笔尖从所述套筒的第一端伸出，而且所述笔芯的位于所述套
筒的容纳腔内的部分的外周表面上形成有凸缘；弹簧，所述弹簧安装在形成于所述凸缘与套筒的第二端之间的空间中。根据本实施方式的划线装置，通过划线笔的这种结构，可以调节弹簧的松紧，进而调节划线笔的划刻力大小，适应不同的应用场合。
8.在一种实施方式中，所述划线笔还包括螺母，所述螺母将所述划线笔紧固在所述划线臂的第二端的背离所述划线臂的第一端的表面上。根据本实施方式的划线装置，螺母既可以用于固定划线笔，又可以与弹簧一起调节划线力的大小。
9.在一种实施方式中，所述划线臂具有c形轮廓形状，其第一端具有能够插入到引导槽中的轴杆。根据本实施方式的划线装置，c形轮廓结构简单、易于制造，而且便于将划线笔、划线尺连接在一起，并使二者对齐。
10.在一种实施方式中，缝翼肋具有耳片，所述定位板具有抵靠所述耳片的第一表面、与所述第一表面相对的第二表面以及从所述第二表面上伸出的悬置架，所述划线尺安装在所述悬置架上。根据本实施方式的划线装置，定位板结构简单、易于制造，通过悬置架可以方便地安装划线尺。
11.在一种实施方式中，所述耳片上开设有定位孔，所述定位板形成有与所述定位孔相对应的插孔，所述定位板通过穿过所述定位孔和所述插孔的插销连接到所述耳片上。根据本实施方式的划线装置，孔与插销的紧固布置方式易于实现，使定位板拆卸方便，便于划线装置的重复利用。
12.在一种实施方式中，所述划线尺通过穿过所述悬置架的紧固件固定在所述悬置架上。根据本实施方式的划线装置，通过常见的紧固件，划线尺的安装简单便捷，容易拆卸。
13.本实用新型还提供一种用于形成飞机缝翼的净边线的划线设备，其包括多个如上所述的用于形成飞机缝翼的净边线的划线装置，飞机缝翼包括多个缝翼肋，每两个缝翼肋之间布置一个用于形成飞机缝翼的净边线的划线装置。
14.本实用新型结构简单，零件数量少，易于制造，成本低，安装和使用方便，而且定位准确，能够以高精度完整地划出预定净边线。
附图说明
15.为了更好地理解本实用新型的上述及其他目的、特征、优点和功能，可以参考附图中所示的优选实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解，附图旨在示意性地阐明本实用新型的优选实施方式，对本实用新型的范围没有任何限制作用，图中各个部件并非按比例绘制。
16.图1为根据本实用新型的一个优选实施方式的用于形成飞机缝翼的净边线的划线装置的透视图。
17.图2为根据本实用新型的一个优选实施方式的划线装置的局部视图。
18.图3为根据本实用新型的一个优选实施方式的划线装置的划线臂和划线笔的透视图。
19.图4为根据本实用新型的一个优选实施方式的划线装置的局部剖视图。
20.图5为根据本实用新型的一个优选实施方式的划线装置的划线笔的剖视图。
21.附图标记：100-缝翼肋；101-耳片；102-定位孔；103-插销；1
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定位板；11-第一表面；12-第二表面；13-悬置架；14-插孔；2-划线尺； 21-引导槽；22-紧固件；3-划线臂；31-第
一端；32-第二端；33-连接部；34-轴杆；4-划线笔；41-套筒；42-笔芯；421-凸缘；43-弹簧；44
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螺母；45-笔芯套；46-笔帽。
具体实施方式
22.现在参考附图，详细描述本实用新型的具体实施方式。这里所描述的仅仅是根据本实用新型的优选实施方式，本领域技术人员可以在所述优选实施方式的基础上想到能够实现本实用新型的其他方式，所述其他方式同样落入本实用新型的范围。
23.本实用新型提供了一种用于形成飞机缝翼的净边线划线方案，解决从缝翼肋中的连接孔(例如耳片中的孔)为基准在缝翼外侧划线困难的问题，替代原使用柔性划线尺划线的方案，提供更加准确可控的划线方案。
24.如图1所示，示出了缝翼的结构，其朝向一侧敞开形成开口，缝翼的外侧为气动型面，而其内部包括在翼展方向上彼此间隔开的多个缝翼肋100，为了便于清楚的说明，图中示出了两个肋之间的缝翼段。这些肋的总体轮廓遵循气动型面的形状，每个肋的内侧面贴合并连接到气动型面而用于支撑气动型面，并且在外侧面上设置有耳片101，耳片上设置有两个定位孔102，用于安装划线装置。两个定位孔仅是示例而非限制，可以根据工程实际设置更多或更少的定位孔，例如仅设置一个定位孔，或者设置3个或以上的定位孔。
25.耳片下方为缝翼的下型面(或者称为缝翼的下边沿)，需要在此下型面上划出净边线进行后续加工。由于外侧的气动型面为三维曲面，因此在气动型面上划出的净边线为空间曲线。本实用新型的构思是将此净边线空间曲线进行分解转化，分解为第一方向上的曲线分量和第二方向上的曲线分量。例如，将净边线进行投影分解，其在翼展方向上的投影分量为一条二维曲线，在垂直于翼展方向的高度方向上的投影分量为对应的剩余分量，这些投影分量分别通过下文所述的划线尺和划线笔实现。
26.参见图1至图3，用于形成飞机缝翼的净边线的划线装置包括：两个定位板1，分别可拆卸地安装在相邻的两个缝翼肋100上；划线尺2，设置在两个定位板1之间并沿着飞机缝翼的翼展方向延伸，划线尺2上形成有沿着划线尺2的长度方向延伸的引导槽21；划线臂3，包括连接到划线尺2上的第一端31、与第一端31隔开并相对设置的第二端32以及连接第一端31和第二端32的连接部33，其中，第一端31被构造成能够沿着划线尺2的引导槽21滑动；和划线笔4，固定在划线臂3的第二端32，其笔尖从划线臂3的第二端32的面朝第一端31的表面伸出，用于在飞机缝翼上划出净边线。其中，划线笔4 被布置成与引导槽21对齐，使得划线笔4的运动轨迹和引导槽21的形状相对应，而且引导槽21和净边线在平行于翼展方向的平面上的投影重合。
27.如上所述，净边线在翼展方向上的投影分量通过引导槽21实现。引导槽21为贯通槽，根据净边线的实际形状，其形状可以为各种二维曲线，例如简单凸形曲线、凹形曲线、甚至正弦曲线，或者可以是直线。净边线在高度方向上的投影分量通过划线笔4实现，划线笔4 抵靠缝翼，贴合缝翼的气动型面，其在高度方向上的运动轨迹反映了净边线在高度方向上的投影分量。由于划线笔4和引导槽21对齐并抵紧缝翼的下边沿，因此在划线臂3带动划线笔4沿着引导槽21滑动时，划线笔4的空间运动轨迹是引导槽21的形状曲线与下边沿在高度方向上的形状分量(即净边线在高度方向上的投影分量)的合成曲线。此处的合成运动是上述净边线空间曲线分解过程的逆过程，准确完美地再现了净边线的真实曲线形状，因此划
线笔在缝翼上划出预定的空间曲线，从而完成划线任务。
28.如图1、图2和图4所示，定位板1安装在缝翼肋100的耳片101 上。定位板1具有抵靠耳片101的第一表面11、与第一表面11相对的第二表面12以及从第二表面12上伸出的悬置架13，划线尺2安装在悬置架13上。悬置架13呈现平板形状，但不限于此，可以包括其他形状，只要其起到支撑划线尺2的作用即可。
29.耳片101上开设有定位孔102，定位板1形成有与定位孔102相对应的插孔14，定位板1通过穿过定位孔102和插孔14的插销103 连接到耳片101上。本示例中，定位孔102、插孔14和插销103的数量为两个，但不限于此，可以根据实际需要设置得更多或更少；此外，通过孔和插销连接耳片和定位板仅是一个示例，也可以通过其他方式进行连接，例如通过螺纹孔和螺纹紧固件进行连接，均落在本实用新型的保护范围内。
30.在相邻的两个缝翼肋100之间，划线尺2两端分别安装在两个定位板1的悬置架13上。图中示出了，划线尺2在一端设置有两个插孔，与其对应的悬置架13上也设有对应的两个插孔，通过穿过这些插孔的两个紧固件22将划线尺2牢固地固定在悬置架13上；因此，划线尺2在另一端没有设置插孔而是直接搁置在对应的悬置架13上。但不限于此，划线尺2可以在两端均设置插孔并通过紧固件22安装在悬置架13上，每端的插孔以及紧固件的数量均可以是1个、2个或更多个，或者两端的插孔以及紧固件的数量可以彼此不同，只要能将划线尺2牢固地固定在悬置架13上即可，这些布置均落入本实用新型的保护范围内。插孔以及紧固件22可以是插孔和插销，也可以是例如螺纹孔和螺纹紧固件或其他起到紧固作用的部件。
31.如图3所示，划线臂3具有c形轮廓形状，其第一端31具有能够插入到引导槽21中的轴杆34，轴杆34将划线臂3连接到划线尺2 并且在引导槽21中滑动，带动划线臂3和划线笔4运动以执行划线动作。划线臂3也可以具有其他轮廓，例如更复杂的异形件轮廓，只要能够将划线笔4连接到下边沿和划线尺2的形状都落入本实用新型的保护范围内。
32.划线臂3的第二端32开设有螺纹孔，划线笔4的外表面上形成有外螺纹，从而使得划线笔4能够通过螺纹安装在第二端32上。如图4和图5所示，划线笔4包括圆柱形的套筒41、笔芯42和弹簧43。套筒41内部形成有中空的容纳腔，套筒41的第一端和与之相对设置的第二端均形成有开口，套筒41的外表面上形成有外螺纹并通过其第一端拧入划线臂3的第二端32的螺纹孔中。笔芯42穿过套筒41 的第二端的开口安置在套筒41的容纳腔中，其笔尖从套筒41的第一端的开口伸出，并突出到划线臂3的第二端32上方而抵靠在缝翼的下边沿上。
33.笔芯42的位于套筒41的容纳腔内的部分的外周表面上形成有位于容纳腔中的凸缘421，弹簧43安装在位于凸缘421与套筒41的第二端之间的空间中。凸缘421可以与笔芯42一体形成；如图5所示，也可以单独提供笔芯套45，笔芯42安装在笔芯套45中，凸缘421 设置在笔芯套45的外表面上。如图所示，笔尖上还可以设置笔帽46，套设在笔尖和笔芯套45上。划线笔4还可以包括螺母44，螺母44 将划线笔4紧固在划线臂3的第二端32的背离划线臂3的第一端31 的表面上。螺母44可以是星型螺母，拧在套筒41的外表面上以将套筒紧固到划线臂3的第二端32。
34.划线笔4抵靠在缝翼的下边沿并且划线时需要一定的刻划力，这是通过弹簧43实现的。弹簧43可以是压缩弹簧，划线笔4在压缩弹簧43的作用力下，可保持向上的划线推力。通过拧入螺纹孔中的深度，套筒41以及螺母44可以调节压缩弹簧的松紧程度，可根据实际
情况调节划线推力大小。
35.通过这种弹簧力，划线装置保证轴杆34、引导槽21和划线笔4 的对齐，使划线笔准确地把缝翼净边线轨迹转接至缝翼的外侧气动型面。通过轴杆34贴合划线尺2并沿着引导槽21滑动，划线笔4抵靠缝翼外侧气动型面，并顺应气动型面的形状竖向运动，即可在缝翼上划出预定净边线。
36.划线笔承担划线作用，其笔尖的推力可调，根据缝翼型面的位置合理调节笔尖推力，使之适合不同位置的划线需求，无需制作多种规格的划线笔。另外笔芯可更换，避免因划线磨损导致划线误差的问题。
37.本实用新型还提供一种用于形成飞机缝翼的净边线的划线设备，其包括多个上述划线装置，其中，飞机缝翼包括多个缝翼肋100，每两个缝翼肋100之间布置一个上述划线装置。
38.相比制作柔性划线尺的方式，本实用新型将缝翼净边线的复杂空间三维曲线投影转化为两个方向的二维曲线，即横向(翼展方向)二维投影曲线和纵向(垂直于翼展方向的竖直方向)的二维曲线。横向二维投影曲线即为划线尺的引导槽的形状，由此制作的划线尺的引导槽的精度可控，通过三轴机床即可加工，方便工装制造。另外划线尺的定位方式稳定，通过插销定位准确可控，方便现场安装和使用。
39.本实用新型的划线方案避免需要靠着柔性尺划线的不准确性，防止反复定位不准确导致的划线偏差。而且本划线装置可在此基础上改进，例如在划线尺上安装自动滑轨，并设置驱动装置(例如电机和相应的传动机构)，将划线装置安装至自动滑轨上，使划线装置的划线过程可自动运行。
40.本划线装置以应用于飞机缝翼为例进行描述，但不限于此，该装置也可以推广应用于其他飞机部件以及需要划线的各种其他应用场合。
41.虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。