CN114076651B - 一种复合材料临时紧固件验证装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合材料临时紧固件验证装置及其使用方法，属于机械装配技术领域。该复合材料临时紧固件验证装置包括底板；***，其能够在底板上进行滑动；扭矩传感器，其能够在底板上进行滑动，扭矩传感器与***的输出轴连接，扭矩传感器用于检测***的输出轴的扭矩；安装器，其一端与扭矩传感器连接，另一端安装有复合材料临时紧固件，***用于驱动安装器及复合材料临时紧固件在底板上滑动，以将复合材料临时紧固件安装至复合材料板内；压力传感器，其用于检测复合材料临时紧固件安装至复合材料板时产生的夹紧力，且复合材料临时紧固件、安装器、扭矩传感器、压力传感器与***同轴。其优点在于：能够实现复合材料临时紧固件的精准安装。

Description

一种复合材料临时紧固件验证装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及机械装配技术领域，尤其涉及一种复合材料临时紧固件验证装置及其使用方法。

背景技术

机械产品的装配过程中，在执行复合材料薄壁结构的最终装配前，需要在复合材料薄壁结构上钻出一排或多排的安装孔，以便于最终装配。其中，为了消除零件间的间隙、避免出现较多的毛刺影响安装孔的加工质量，以及避免加工时出现零件间的窜动以影响最终装配时安装孔的对齐，需要在预先加工好的定位孔中装入紧固件。但在装配现场中，由于装配空间的限制，只能对复合材料薄壁结构进行单面操作，此时就需要采用复合材料临时紧固件，并用气动工具将复合材料临时紧固件安装至复合材料薄壁结构上的安装孔内。

由于气动工具不同的输入气压会产生不同的扭矩，以产生不同的复合材料临时紧固件的夹紧力。但目前，在复合材料临时紧固件的安装过程中，气动工具的安装气压、扭矩与复合材料临时紧固件的夹紧力之间的映射关系不明确，只能靠安装人员的感觉进行安装，很容易出现夹紧力过大或者过小；而过大的夹紧力可能给复合材料零件的孔壁、孔边造成损伤，给机械的承载性能、疲劳寿命带来隐患；而过小的夹紧力容易导致复合材料薄壁零件之间的窜动，从而影响最终装配。

针对以上问题，亟需一种复合材料临时紧固件验证装置及其使用方法来解决以上问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种复合材料临时紧固件验证装置，能够实现复合材料临时紧固件的精准安装。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种复合材料临时紧固件验证装置，用于验证***的安装工艺参数与复合材料临时紧固件的夹紧力之间的映射关系，包括：

底板；

***，其能够在所述底板上进行滑动；

扭矩传感器，其能够在所述底板上进行滑动，所述扭矩传感器与所述***的输出轴连接，所述扭矩传感器用于检测所述***的输出轴的扭矩；

安装器，其能够在所述底板上进行滑动，所述安装器的一端与所述扭矩传感器连接，另一端安装有复合材料临时紧固件，所述***用于驱动所述安装器及所述复合材料临时紧固件在所述底板上滑动，以将所述复合材料临时紧固件安装至复合材料板内；

压力传感器，其用于检测所述所述复合材料临时紧固件安装至所述复合材料板时产生的夹紧力，且所述复合材料临时紧固件、所述安装器、所述扭矩传感器、所述压力传感器与所述***同轴。

优选地，所述复合材料临时紧固件验证装置还包括：

定位架，其上设置有用于放置并固定所述复合材料板的U型架，且所述U型架的厚度可调；

侧板，其分别设置在所述定位架的两侧并抵接所述复合材料板的两端。

优选地，所述复合材料临时紧固件验证装置还包括：

第一定位件，其滑动设置在所述底板上，所述第一定位件用于定位所述***；

第一夹紧件，其设置在所述第一定位件的顶端，以夹紧所述***。

优选地，所述复合材料临时紧固件验证装置还包括：

第一支撑件，其滑动设置在所述底板上；

第二定位件，其固定设置在所述第一支撑件的顶端，所述扭矩传感器固定设置在所述第二定位件的顶端。

优选地，所述复合材料临时紧固件验证装置还包括：

第三定位件，其滑动设置在所述底板上，所述第三定位件用于定位所述安装器；

第二夹紧件，其设置在所述第三定位件的顶端，以夹紧所述安装器。

优选地，所述复合材料临时紧固件验证装置还包括：

第二支撑件，其滑动设置在所述底板上，所述第二支撑件用于支撑所述压力传感器；

第四定位件，其设置在所述压力传感器与所述复合材料临时紧固件之间，所述第四定位件用于定位所述压力传感器。

优选地，所述底板上还设置有滑轨，所述滑轨上滑动设置有多个滑块，所述滑块能够沿所述滑轨滑动，多个所述滑块分别设置在所述第一定位件、所述第一支撑件、所述第三定位件及所述第二支撑件的底端。

优选地，在所述滑轨上远离所述复合材料板的一端设置有挡板，所述挡板用于抵挡所述滑块。

优选地，所述安装器与所述扭矩传感器之间设置有六角卡轴，所述六角卡轴与所述安装器内侧的六棱柱过渡配合。

本发明的另一个目的在于提出一种复合材料临时紧固件验证装置的使用方法，操作简单，且能够实现复合材料临时紧固件的精准安装。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种如上述的复合材料临时紧固件验证装置的使用方法，包括以下步骤：

根据所述复合材料临时紧固件，选择相匹配的所述***，并将所述***夹紧，将所述复合材料临时紧固件装入所述安装器中；

推动所述***，以使所述***与所述扭矩传感器、所述扭矩传感器与所述安装器、所述安装器与所述复合材料临时紧固件、所述复合材料临时紧固件与所述复合材料板相连接；

扣动所述***，将所述复合材料临时紧固件安装至所述复合材料板内；

记录所述扭矩传感器及所述压力传感器的显示参数，并计算得出所述***的气压、扭矩与所述所述复合材料临时紧固件产生的夹紧力之间的映射关系。

本发明的有益效果为：

通过设置***、用于检测***的输出轴的扭矩的扭矩传感器、安装复合材料临时紧固件的安装器、以及用于检测复合材料临时紧固件安装至复合材料板时产生的夹紧力的压力传感器，以使***驱动安装器及复合材料临时紧固件在底板上进行滑动，以将复合材料临时紧固件安装至复合材料板内；同时记录扭矩传感器及压力传感器的显示参数，并计算得出***的气压、扭矩与复合材料临时紧固件产生的夹紧力之间的映射关系，从而能够实现复合材料临时紧固件的精准安装，不会出现夹紧力过大或者过小，从而影响复合材料板的最终装配的问题；且验证操作简单，对实际生产现场具有重要的指导意义，有助于实现对复合材料薄壁结构的精准预连接；且复合材料临时紧固件、安装器、扭矩传感器、压力传感器与***同轴，能够保证测试验证的准确性。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的复合材料临时紧固件验证装置的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的复合材料临时紧固件验证装置的分解示意图；

图3是本发明实施例二提供的复合材料临时紧固件验证装置的使用方法的流程示意图。

附图标记说明：

1-底板；2-滑轨；3-挡板；4-滑块；5-第一定位件；6-***；7-第一夹紧件；8-内六角螺钉；9-第一联轴器；10-第一支撑件；11-第二定位件；12-扭矩传感器；13-第三定位件；14-第二夹紧件；15-安装器；16-复合材料临时紧固件；17-第二支撑件；18-第四定位件；19-压力传感器；20-复合材料板；21-长梅花螺钉；22-定位架；23-侧板；24-立板；25-六角卡轴。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而己。在整个说明书中，同样的附图标记指示同样的元件。

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

本实施例中，提出了一种复合材料临时紧固件验证装置，能够用于准确验证***6的安装工艺参数与复合材料临时紧固件16产生的夹紧力之间的映射关系，以实现复合材料临时紧固件16的精准安装。

具体地，如图1和图2所示，复合材料临时紧固件验证装置包括底板1、能够在底板1上进行滑动的***6、扭矩传感器12、安装器15及压力传感器19。其中，扭矩传感器12能够在底板1上进行滑动，扭矩传感器12与***6的输出轴通过第一联轴器9同轴连接，扭矩传感器12用于检测***6的输出轴的扭矩；安装器15能够在底板1上进行滑动，安装器15的一端与扭矩传感器12之间通过六角卡轴25连接，六角卡轴25与扭矩传感器12的输出轴通过第二联轴器连接，且六角卡轴25与安装器15内的六棱柱之间过渡配合，以实现***6对安装器15的带动，进而实现对复合材料临时紧固件16的安装与拆卸；安装器15的另一端安装有复合材料临时紧固件16，***6用于驱动安装器15及复合材料临时紧固件16在底板1上滑动，以将复合材料临时紧固件16安装至复合材料板20内；压力传感器19用于检测复合材料临时紧固件16安装至复合材料板20时产生的夹紧力，且复合材料临时紧固件16、安装器15、扭矩传感器12、压力传感器19与***6同轴。

通过设置***6、用于检测***6的输出轴的扭矩的扭矩传感器12、安装复合材料临时紧固件16的安装器15、以及用于检测复合材料临时紧固件16安装至复合材料板20时产生的夹紧力的压力传感器19，以使***6驱动安装器15及复合材料临时紧固件16在底板1上进行滑动，以将复合材料临时紧固件16安装至复合材料板20内；同时记录扭矩传感器12及压力传感器19的显示参数，并计算得出***6的气压、扭矩与复合材料临时紧固件16产生的夹紧力之间的映射关系，从而能够实现复合材料临时紧固件16的精准安装，不会出现夹紧力过大或者过小，从而影响复合材料板20的最终装配的问题，且验证操作简单，对实际生产现场具有重要的指导意义，有助于实现对复合材料薄壁结构的精准预连接；且复合材料临时紧固件16、安装器15、扭矩传感器12、压力传感器19与***6同轴，能够保证测试验证的准确性。

进一步地，如图2所示，复合材料临时紧固件验证装置还包括定位架22及侧板23。其中，定位架22上设置有用于放置并固定复合材料板20的U型架，且U型架的厚度可调，以便于在U型架内放置不同厚度的复合材料板20，进而能够对不同厚度的复合材料板20进行夹紧力验证试验；侧板23分别设置在定位架22的两侧并抵接复合材料板20的两端，以防止复合材料板20从定位架22上滑落，影响整个安装过程。其中，在U型架的立板24上设置有多个长梅花螺钉21，通过调节长梅花螺钉21的端部进入立板24内的长度，从而调节U型架的厚度。本实施例中，长梅花螺钉21的数量设置为四个，在每个立板24上均设置有两个长梅花螺钉21，以将复合材料板20固定在U型架上。

具体地，如图2所示，复合材料临时紧固件验证装置还包括第一定位件5及第一夹紧件7。第一定位件5滑动设置在底板1的顶端，第一定位件5用于定位并放置***6；第一夹紧件7设置在第一定位件5的顶端，将***6放置在第一定位件5与第一夹紧件7之间，并使用内六角螺钉8将第一定位件5与第一夹紧件7相固定，以夹紧***6。

进一步地，如图2所示，复合材料临时紧固件验证装置还包括第一支撑件10及第二定位件11。第一支撑件10滑动设置在底板1上，第一支撑件10用于支撑扭矩传感器12；第二定位件11固定设置在第一支撑件10的顶端，扭矩传感器12固定设置在第二定位件11的顶端，第二定位件11用于定位扭矩传感器12。

具体地，如图2所示，复合材料临时紧固件验证装置还包括第三定位件13及第二夹紧件14。其中，第三定位件13滑动设置在底板1的顶端，第三定位件13用于定位并放置安装器15；第二夹紧件14设置在第三定位件13的顶端，安装器15放置在第三定位件13与第二夹紧件14之间，并用内六角螺钉8固定第三定位件13与第二夹紧件14，以夹紧安装器15。

进一步地，如图2所示，复合材料临时紧固件验证装置还包括第二支撑件17及第四定位件18。第二支撑件17滑动设置在底板1的顶端，第二支撑件17用于支撑压力传感器19；第四定位件18设置在压力传感器19与复合材料临时紧固件16之间，第四定位件18用于定位压力传感器19。其中，底板1、第一定位件5、第一支撑件10、第一夹紧件7、第二定位件11、第三定位件13、第二夹紧件14、第四定位件18、第二支撑件17、定位架22、侧板23均为铝合金材质，并均在外侧表面进行喷砂处理，以改善其外侧表面的机械性能，提高其抗疲劳性。其中，能够将复合材料板20、第四定位件18拔出，以进行复合材料临时紧固件16产生的夹紧力随时间变化的关系探究，或者其它映射关系的探究，以便对复合材料临时紧固件验证装置的充分利用，使其实用性较好。

具体地，如图2所示，在底板1上还设置有滑轨2，在滑轨2上滑动设置有多个滑块4，滑块4能够沿滑轨2滑动；本实施例中，滑块4的数量设置为四个，四个滑块4分别设置在第一定位件5、第一支撑件10、第三定位件13及第二支撑件17的底端，以用于***6的进退，以便完成对复合材料临时紧固件16的顶紧以及对复合材料临时紧固件16的拆装。其中，在滑轨2上远离复合材料板20的一端设置有挡板3，挡板3用于抵挡滑块4，以避免设置在第一定位件5底端的滑块4从滑轨2上脱离，以保证在整个验证过程中，复合材料临时紧固件16、安装器15、扭矩传感器12、压力传感器19与***6始终同轴，从而保证了测试验证的准确性。

实施例二

本实施例中，提出了一种如实施例一中的复合材料临时紧固件验证装置的使用方法，包括以下步骤：如图3所示，首先，根据待测试的复合材料临时紧固件16，选择与之相匹配的***6型号，并将***6装入第一定位件5与第一夹紧件7之间，以夹紧***6，同时将复合材料临时紧固件16装入安装器15中；再推动***6，以使***6与扭矩传感器12、扭矩传感器12与安装器15、安装器15与复合材料临时紧固件16、复合材料临时紧固件16与复合材料板20相连接。

然后，当复合材料临时紧固件16在复合材料板20上顶紧之后，扣动***6扳机，以推动复合材料临时紧固件16向靠近复合材料板20的方向移动，以将复合材料临时紧固件16安装至复合材料板20内；通过使***6在不同输入气压下，能够输出不同的转速、扭矩以用于复合材料临时紧固件16的安装，进而使复合材料临时紧固件16产生不同的夹紧力，同时记录扭矩传感器12及压力传感器19的不同的显示参数。

最后，拨动***6上控制正反转的拨片并扣动***6扳机，以将复合材料临时紧固件16进行拆卸，并根据记录的扭矩传感器12及压力传感器19的不同的显示参数，准确计算得出***6的气压、扭矩与复合材料临时紧固件16产生的夹紧力之间的映射关系。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种复合材料临时紧固件验证装置，用于验证***(6)的安装工艺参数与复合材料临时紧固件(16)的夹紧力之间的映射关系，其特征在于，包括：

底板(1)；

***(6)，其能够在所述底板(1)上进行滑动；

扭矩传感器(12)，其能够在所述底板(1)上进行滑动，所述扭矩传感器(12)与所述***(6)的输出轴连接，所述扭矩传感器(12)用于检测所述***(6)的输出轴的扭矩；

安装器(15)，其能够在所述底板(1)上进行滑动，所述安装器(15)的一端与所述扭矩传感器(12)连接，另一端安装有复合材料临时紧固件(16)，所述***(6)用于驱动所述安装器(15)及所述复合材料临时紧固件(16)在所述底板(1)上滑动，以将所述复合材料临时紧固件(16)安装至复合材料板(20)内；

压力传感器(19)，其用于检测所述复合材料临时紧固件(16)安装至所述复合材料板(20)时产生的夹紧力，且所述复合材料临时紧固件(16)、所述安装器(15)、所述扭矩传感器(12)、所述压力传感器(19)与所述***(6)同轴；

定位架(22)，其上设置有用于放置并固定所述复合材料板(20)的U型架，且所述U型架的厚度可调；

侧板(23)，其分别设置在所述定位架(22)的两侧并抵接所述复合材料板(20)的两端；

所述映射关系由以下步骤获得：

根据所述复合材料临时紧固件(16)，选择相匹配的所述***(6)，并将所述***(6)夹紧，将所述复合材料临时紧固件(16)装入所述安装器(15)中；

推动所述***(6)，以使所述***(6)与所述扭矩传感器(12)、所述扭矩传感器(12)与所述安装器(15)、所述安装器(15)与所述复合材料临时紧固件(16)、所述复合材料临时紧固件(16)与所述复合材料板(20)相连接；

扣动所述***(6)，将所述复合材料临时紧固件(16)安装至所述复合材料板(20)内；

记录所述扭矩传感器(12)及所述压力传感器(19)的显示参数，并计算得出所述***(6)的气压、扭矩与所述复合材料临时紧固件(16)产生的夹紧力之间的所述映射关系。

2.如权利要求1所述的复合材料临时紧固件验证装置，其特征在于，所述复合材料临时紧固件验证装置还包括：

第一定位件(5)，其滑动设置在所述底板(1)上，所述第一定位件(5)用于定位所述***(6)；

第一夹紧件(7)，其设置在所述第一定位件(5)的顶端，以夹紧所述***(6)。

3.如权利要求2所述的复合材料临时紧固件验证装置，其特征在于，所述复合材料临时紧固件验证装置还包括：

第一支撑件(10)，其滑动设置在所述底板(1)上；

第二定位件(11)，其固定设置在所述第一支撑件(10)的顶端，所述扭矩传感器(12)固定设置在所述第二定位件(11)的顶端。

4.如权利要求3所述的复合材料临时紧固件验证装置，其特征在于，所述复合材料临时紧固件验证装置还包括：

第三定位件(13)，其滑动设置在所述底板(1)上，所述第三定位件(13)用于定位所述安装器(15)；

第二夹紧件(14)，其设置在所述第三定位件(13)的顶端，以夹紧所述安装器(15)。

5.如权利要求4所述的复合材料临时紧固件验证装置，其特征在于，所述复合材料临时紧固件验证装置还包括：

第二支撑件(17)，其滑动设置在所述底板(1)上，所述第二支撑件(17)用于支撑所述压力传感器(19)；

第四定位件(18)，其设置在所述压力传感器(19)与所述复合材料临时紧固件(16)之间，所述第四定位件(18)用于定位所述压力传感器(19)。

6.如权利要求5所述的复合材料临时紧固件验证装置，其特征在于，所述底板(1)上还设置有滑轨(2)，所述滑轨(2)上滑动设置有多个滑块(4)，所述滑块(4)能够沿所述滑轨(2)滑动，多个所述滑块(4)分别设置在所述第一定位件(5)、所述第一支撑件(10)、所述第三定位件(13)及所述第二支撑件(17)的底端。

7.如权利要求6所述的复合材料临时紧固件验证装置，其特征在于，在所述滑轨(2)上远离所述复合材料板(20)的一端设置有挡板(3)，所述挡板(3)用于抵挡所述滑块(4)。

8.如权利要求1所述的复合材料临时紧固件验证装置，其特征在于，所述安装器(15)与所述扭矩传感器(12)之间设置有六角卡轴(25)，所述六角卡轴(25)与所述安装器(15)内侧的六棱柱过渡配合。