專利名稱：對(duì)準(zhǔn)機(jī)加工工具和在結(jié)構(gòu)件上的目標(biāo)位置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開總體上涉及用于結(jié)構(gòu)件(structure)的構(gòu)造的和組裝的機(jī)加工工 具，更具體地(但不是排他地)，涉及對(duì)準(zhǔn)機(jī)加工工具例如鉆或者切割工具和 結(jié)構(gòu)件上的目標(biāo)位置。
背景技術(shù)：
在本部分的陳述僅提供與本公開有關(guān)的背景信息，可以不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。
在飛行器的構(gòu)造中，兩個(gè)或更多的部分可以拼接在一起以形成才幾身部 分。 一個(gè)部分典型地覆蓋在另一個(gè)上面，可以鉆孔通過對(duì)準(zhǔn)的部分以容納 緊固件。在所述部分中鉆削的位置典型地根據(jù)名義設(shè)計(jì)規(guī)格選定。在一些 拼接應(yīng)用中，可以使用鉆模來？ 1導(dǎo)鉆削工具到名義鉆削位置。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)構(gòu)型中，本公開針對(duì)用于對(duì)準(zhǔn)機(jī)加工工具和結(jié)構(gòu)件上的目標(biāo)位 置的設(shè)備。該設(shè)備包括可定位在結(jié)構(gòu)件上的機(jī)加工板(machine plate)。該板 具有板襯套，其提供通過機(jī)加工板的孔。該設(shè)備還包括用于導(dǎo)引工具的遠(yuǎn) 端通過板襯套到目標(biāo)位置的鼻形塊(nosepiece)。鼻形塊具有筒夾，其配置的 以至少部分地移動(dòng)通過板襯套并且在板襯套中向著側(cè)面以在目標(biāo)位置定心 鼻形塊在從結(jié)構(gòu)件突起的部件上。鼻形塊配置的以附著到板襯套以建立工 具相對(duì)于突起部件的預(yù)定的接近角。
在另一構(gòu)型中，本公開針對(duì)機(jī)加工組件，其包括用于對(duì)準(zhǔn)機(jī)加工工具 的遠(yuǎn)端與在結(jié)構(gòu)件上的目標(biāo)位置的設(shè)備和機(jī)加工工具。該設(shè)備包括機(jī)加工 板，其可定位在結(jié)構(gòu)件上并具有一個(gè)或多個(gè)板襯套，其每一提供通過機(jī)加 工板的孔。該設(shè)備還包括用于當(dāng)板襯套布置在目標(biāo)位置上時(shí)導(dǎo)引工具遠(yuǎn)端 通過板襯套到目標(biāo)位置的鼻形塊。鼻形塊具有殼體和附著到殼體并從殼體 遠(yuǎn)端地延伸的筒夾。筒夾具有配置的以通過板襯套的遠(yuǎn)端。筒夾還配置的
以在板襯套中徑向移動(dòng)以在目標(biāo)位置定心鼻形塊在從結(jié)構(gòu)件突起的部件之 上。殼體配置的以附著到板襯套以建立工具相對(duì)題突起部件的垂直。
在另 一實(shí)施例中，本公開針對(duì)對(duì)準(zhǔn)機(jī)加工工具和在結(jié)構(gòu)件上的目標(biāo)位 置的方法。機(jī)加工工具的遠(yuǎn)端被插入到用于引導(dǎo)工具的遠(yuǎn)端的鼻形塊中。 鼻形塊具有殼體和附著到殼體并從殼體遠(yuǎn)端地延伸的筒夾。該方法包括將 筒夾的遠(yuǎn)端插入通過在目標(biāo)位置定位在從結(jié)構(gòu)件突起的部件上的機(jī)加工板 中的板襯套。筒夾在板襯套中徑向移動(dòng)以定心筒夾遠(yuǎn)端在從結(jié)構(gòu)件突起的 部件上面。該方法包括附著定心的筒夾遠(yuǎn)端到突起部件，并附著殼體的遠(yuǎn) 端到板襯套。
在另一構(gòu)型中，本公開針對(duì)用于機(jī)加工工具的機(jī)加工板。機(jī)加工板具 有主體，其包括至少一個(gè)具有可相對(duì)在結(jié)構(gòu)件上的目標(biāo)位置定位的孔的板 襯套。板襯套包括可由鼻形塊夾住的邊緣，機(jī)加工工具可通過其操作。板 襯套配置的以允許附著到鼻形塊的筒夾的遠(yuǎn)端的通過其中的通道。板襯套 還配置的以允許用于在目標(biāo)位置定心筒夾在從結(jié)構(gòu)件突起的部件之上的筒 夾在其中的徑向移動(dòng)。當(dāng)鼻形塊已經(jīng)夾住板襯套的邊緣時(shí)，板襯套還配置 的以建立機(jī)加工工具相對(duì)于突起部件的預(yù)定的接近角。
本公開的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例包括一種機(jī)加工組件，該機(jī)加工組件包括 機(jī)力口工工具；和
用于對(duì)準(zhǔn)機(jī)加工工具的遠(yuǎn)端與在結(jié)構(gòu)件上的目標(biāo)位置的設(shè)備，該設(shè)備 包括機(jī)加工板，其可定位在結(jié)構(gòu)件上并具有一個(gè)或多個(gè)板襯套，其每一個(gè) 提供通過機(jī)加工板的孔，和用于當(dāng)板襯套布置在目標(biāo)位置上時(shí)引導(dǎo)工具遠(yuǎn) 端通過板襯套到目標(biāo)位置的鼻形塊，所述鼻形塊具有殼體和附著到殼體并
從殼體遠(yuǎn)端地延伸的筒夾；
筒夾，其具有配置的以通過板襯套的遠(yuǎn)端；
筒夾還配置的以在板村套中徑向移動(dòng)以在目標(biāo)位置定心鼻形塊在從結(jié)
構(gòu)件突起的部件上面；
殼體，其配置的以附著到板襯套以建立工具相對(duì)于突起部件的垂直。 在本公開的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，殼體具有配置的以配合在板襯套上的遠(yuǎn)端。
在本公開的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，鼻形塊還包括夾具，其可操作以夾緊 筒夾到突起部件上。在本公開的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，鼻形塊還包括夾具和活塞，其可操作 以推動(dòng)夾具至少部分地通過殼體以夾緊筒夾到突起部件上以及殼體到板襯 套上。
在本公開的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，活塞附著到夾具。
在本公開的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，板襯套包括配置的與殼體的遠(yuǎn)端配合 的近端邊緣。
在本公開的 一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，還包括附著到設(shè)備并可操作以啟動(dòng)機(jī) 加工工具的機(jī)加工模塊。
在本公開的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，機(jī)加工模塊包括軌道鉆削(orbital drill)單元。
本公開的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例包括一種用于才幾力p工工具的才幾加工板，所述 機(jī)加工板包括主體，其包括至少一個(gè)具有可相對(duì)在結(jié)構(gòu)件上的目標(biāo)位置定 位的孔的板襯套；
所述板襯套包括可由鼻形塊夾持的邊緣，機(jī)加工工具可通過其操作， 所述板襯套配置的以允許附著到鼻形塊的筒夾的遠(yuǎn)端的通過其中，所述板 襯套還配置的以允許用于在目標(biāo)位置定心所述筒夾在從所述結(jié)構(gòu)件突起的 部件上的筒夾在其中的徑向運(yùn)動(dòng)；
當(dāng)所述鼻形塊已經(jīng)抓住所述板襯套的邊緣時(shí)，所述板襯套還配置的以 建立所述機(jī)加工工具相對(duì)于所述突起部件的預(yù)定接近角。
在本公開的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述板襯套配置的以允許所述筒夾定 心在所述結(jié)構(gòu)件中的孔中的襯套上。
在本公開的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述板襯套的邊緣包括多個(gè)配置的以 與所述鼻形塊配合的葉片。
本公開可應(yīng)用性的其它領(lǐng)域從在此提供的描述變得明顯。應(yīng)當(dāng)理解， 該描述和特定的例子僅僅是示例性的目的，并不意在限制本公開的范圍。


在此描述的附圖僅僅是用于示例性的目的，并不意在以任何方式限制 本公開的范圍。
圖1是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)件的橫截面視圖，用于對(duì)準(zhǔn)機(jī) 加工工具的設(shè)備可相對(duì)其使用；
圖2是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的機(jī)加工板的頂部透視圖3是根據(jù)本公開的 一個(gè)實(shí)施例的鼻形塊和板襯套的分解側(cè)面透視圖4是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的板襯套的透視圖5是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的鼻形塊殼體的遠(yuǎn)端的透視圖6是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的附著到板襯套的鼻形塊的側(cè)視圖7是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的鼻形塊和板襯套的縱向截面視圖，
鼻形塊示出為未夾緊位置；
圖8是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的定心在目標(biāo)襯套上的板襯套的頂部
平面視圖9是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的處于夾緊位置的鼻形塊的側(cè)面透視
圖IO是飛行器制造和維修方法的流程圖； 圖11是飛行器的方框圖12是根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的用于對(duì)準(zhǔn)機(jī)加工工具和處在夾緊位 置的在結(jié)構(gòu)件上的目標(biāo)位置的設(shè)備的方框圖；和
圖13是根據(jù)本公開的對(duì)準(zhǔn)機(jī)加工工具和在結(jié)構(gòu)上的目標(biāo)位置的方法的 流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面的描述在本質(zhì)上僅僅是示例性的，并不意在限制本公開、應(yīng)用或 者使用。應(yīng)當(dāng)理解，在整個(gè)附圖中，對(duì)應(yīng)的標(biāo)號(hào)表示相同或者對(duì)應(yīng)的部分 和特征。
更具體地參照附圖，本公開的實(shí)施例可以在如圖IO所示的飛行器制造 和維修方法60以及如圖11所示的飛行器80的情形下進(jìn)行描述。在預(yù)生產(chǎn) 過程中，示例性方法60可以包括材料獲取64和飛行器80的規(guī)劃和設(shè)計(jì)62。 在生產(chǎn)過程中，進(jìn)行飛行器80的系統(tǒng)集成68和部件和子組件制造66。然 后，飛行器80可通過認(rèn)證和交付70以投入服役72。盡管在由客戶的維修 中，飛行器80定期常規(guī)保養(yǎng)和維修74(其還可包括修改、重新配置、整修 等)。
方法60的每一處理可以由系統(tǒng)集成商、第三方和/或操作者(例如客戶) 執(zhí)行。為了該描述的目的，系統(tǒng)集成商可以非限定性地包括任何數(shù)量的飛 行器制造商和主系統(tǒng)分包商；第三方可非限定性地包括任何數(shù)量的賣主、 分包商和供應(yīng)商；而操作者可以是航空公司、租賃公司、軍隊(duì)實(shí)體、維修 組織等。
如圖11所示，通過示例性的方法60生產(chǎn)的飛行器80可包括機(jī)身82 和多個(gè)系統(tǒng)84以及內(nèi)部86。高水平系統(tǒng)84的例子包括一個(gè)或多個(gè)推進(jìn)系 統(tǒng)88、電氣系統(tǒng)90、液壓系統(tǒng)92和環(huán)境系統(tǒng)94。可以包括任何數(shù)量的其 它系統(tǒng)。盡管示出航空的例子，但是本發(fā)明的原理可以應(yīng)用到其它行業(yè)， 例如汽車4亍業(yè)。
個(gè)階^a的過程中。例如，對(duì)應(yīng)生產(chǎn)過程66的部件或者子組件可以以與當(dāng)飛 行器80是在維修中生產(chǎn)的部件或者子組件類似的方式建造或者制造。再者， 一個(gè)或多個(gè)設(shè)備實(shí)施例、方法實(shí)施例或其組合可以應(yīng)用在生產(chǎn)階^殳66和68 的過程中，例如，通過實(shí)質(zhì)上加速飛行器80的組裝或者降低飛行器80的 成本。類似地， 一個(gè)或多個(gè)設(shè)備實(shí)施例、方法實(shí)施例或者其組合可以應(yīng)用 在當(dāng)飛行器80是在維修中時(shí)，例如，并且非限定性地，以保養(yǎng)和維修74。
在各個(gè)實(shí)施例中，本公開針對(duì)用于對(duì)準(zhǔn)才幾加工工具和結(jié)構(gòu)件上的目標(biāo) 位置的方法和設(shè)備。^/L加工工具可以通過例如使用軌道鉆削單元或者其它 的機(jī)加工模塊操作。本公開的各個(gè)實(shí)施例使得其可能在目標(biāo)位置執(zhí)行機(jī)加 工，其可以偏離名義4/l加工位置。
用于對(duì)準(zhǔn)機(jī)加工工具和在才幾構(gòu)上的目標(biāo)位置的i殳備的一個(gè)構(gòu)型的方塊 圖在圖12中用標(biāo)號(hào)200總體表示。設(shè)備200包括可定位在結(jié)構(gòu)件上的機(jī)加 工板204。板具有板襯套208，其提供通過機(jī)加工板204的孔。設(shè)備還包括 用于導(dǎo)引工具的遠(yuǎn)端(未示出)通過板襯套208到目標(biāo)位置(未示出)的鼻形塊 212。鼻形塊212具有配置的以至少部分地移動(dòng)通過板襯套208并在板襯套 208中向著側(cè)面以在目標(biāo)位置定心鼻形塊212在從結(jié)構(gòu)件突起的部件(未示 出)上的筒夾216。鼻形塊212配置的以附著到板襯套208以建立工具相對(duì) 于突起部件的預(yù)定的接近角。
應(yīng)當(dāng)注意到，本公開可以與很多類型的設(shè)備和/或工具相關(guān)聯(lián)地實(shí)施， 包括但不限于切削設(shè)備和工具以及無軌道鉆。動(dòng)力進(jìn)給(power feed)或者正 進(jìn)給(positive feed)鉆削電機(jī)、等離子切割炬、水射流噴管、激光鉆和/或標(biāo) 刻設(shè)備、孔鋸、鉸孔頭和/或各種類型的機(jī)加工頭可以適于根據(jù)本公開使用。
此外，盡管各個(gè)實(shí)施例可以參照拼接應(yīng)用進(jìn)行描述，但是本公開并不限于 此。本公開可以在很多應(yīng)用中實(shí)施，其中會(huì)期望定心機(jī)加工工具在機(jī)加工 位置上并以利用工具沿著特定的矢量或者相對(duì)于該位置的接近角。
其中可以執(zhí)行拼接的結(jié)構(gòu)件的示例性橫截面在圖1用標(biāo)號(hào)20總體表 示。軌道鉆削單元可以根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例用于鉆穿例如數(shù)個(gè)對(duì)準(zhǔn)的 部分24。部分24可以由不同的材料制成，包括但不限于碳纖維增強(qiáng)塑料、 金屬等。在本例子中，將在多個(gè)目標(biāo)位置28執(zhí)行鉆削，其中之一在圖1中 示出。鉆削將沿著路徑30通過部分24進(jìn)行，在目標(biāo)位置28開始，其由襯 在上拼接板40的孔36中的襯套32限定。在本公開以及權(quán)利要求中該襯套 可以稱作"目標(biāo)襯套"。這樣，鉆削可以被限定到在用標(biāo)號(hào)46總體表示的 名義位置進(jìn)行。但是，應(yīng)該注意到，名義鉆削位置46可以與目標(biāo)位置28 剛好重合或者不重合，取決于例如名義鉆削規(guī)格提供的公差。目標(biāo)襯套32 的凸緣50從結(jié)構(gòu)件20的上表面54突起。
用于對(duì)準(zhǔn)機(jī)加工工具和在結(jié)構(gòu)件上的目標(biāo)位置的設(shè)備的各種構(gòu)型包括 機(jī)加工板和鼻形塊，例如如圖2和3所示。目標(biāo)位置可以是例如安裝在結(jié) 構(gòu)件20中的目標(biāo)襯套32，各種對(duì)準(zhǔn)設(shè)備構(gòu)型在下面參照結(jié)結(jié)構(gòu)件20和目 標(biāo)襯套32進(jìn)行描述。但是，應(yīng)該注意到，各個(gè)實(shí)施例可以是關(guān)于其它類型 的目標(biāo)位置的。例如，孔的存在對(duì)于設(shè)備的構(gòu)型并不必須在目標(biāo)位置以對(duì) 準(zhǔn)機(jī)加工工具。此外，替代地，本公開可以關(guān)于從結(jié)構(gòu)件表面突起的襯套 之外的部件例如釘頭、螺栓頭等實(shí)施。盡管這樣的突起可以是圓形和/或球 形的，但是它們可以具有其它或者另外的形狀。
機(jī)加工板的一個(gè)構(gòu)型在圖2中用標(biāo)號(hào)100總體表示。鼻形塊的一個(gè)構(gòu) 型在圖3中用標(biāo)號(hào)102總體表示。如在下面進(jìn)一步描述，鼻形塊102可以 用以引導(dǎo)才幾加工工具108的遠(yuǎn)端104通過4幾加工板100到結(jié)構(gòu)件20上的目 標(biāo)鉆削位置28。機(jī)加工工具108是例如可通過軌道鉆削單元(在圖3中未示 出)操作的切削工具。術(shù)語"近端"和"遠(yuǎn)端"是參照機(jī)加工工具108的用 戶而言的。
現(xiàn)參照?qǐng)D2,機(jī)加工板100可以定位在結(jié)構(gòu)件表面54上或者附著到結(jié) 構(gòu)件表面54。機(jī)加工板100具有由例如實(shí)心(solid)鋁制成的主體112,其可 以從表面54例如通過多個(gè)支撐件116升高。多個(gè)板襯套120安裝在機(jī)加工 板主體112中以提供多個(gè)通過主體112的孔118。每個(gè)襯套120可以定位在
結(jié)構(gòu)件20上的對(duì)應(yīng)的目標(biāo)鉆削位置上。在本示例性的構(gòu)型中，襯套120配 置的以建立機(jī)加工工具相對(duì)于目標(biāo)位置垂直，如在下面進(jìn)一步描述。但是， 在一些其它構(gòu)型中，板襯套可以配置的以建立對(duì)于機(jī)加工工具不是九十度 的接近角。應(yīng)當(dāng)注意到， 一般地，不同形狀的并具有不同尺度和數(shù)量的孔 并包括具有單一孔的構(gòu)型的機(jī)加工板構(gòu)型是可以考慮的。
在本構(gòu)型中，每個(gè)板襯套120具有固定地安裝在機(jī)加工板主體112上 的遠(yuǎn)端部分122和在機(jī)加工^反主體112的近端表面126上面延伸的近端部 分124。板襯套120可以由例如硬質(zhì)工具鋼制成，在圖3和圖4中更加詳細(xì) 地示出。板襯套近端部分124具有突起邊緣128,其可以由鼻形塊102夾住， 如下面進(jìn)一步描述。在本構(gòu)型中，襯套邊緣128包括多個(gè)葉片130。
現(xiàn)參照?qǐng)D3、 5、 6和7，鼻形塊102包括多個(gè)實(shí)質(zhì)上同心的部件，例如， 具有近端部分134和遠(yuǎn)端部分136的殼體132、筒夾138、筒夾夾具140、 活塞142和活塞缸144。殼體132可由一片實(shí)心的鋼例如可熱處理不^"鋼或 者工具鋼制成?；钊?42和活塞缸144可以由例如不銹鋼制成。
在本構(gòu)型中，如圖4和5所示，鼻形塊殼體132的遠(yuǎn)端部分136配置 的以與板襯套120的葉片130配合。具體地，遠(yuǎn)端部分136的末端146具 有孔148，其形狀適于當(dāng)用戶相對(duì)于板襯套120定位鼻形塊時(shí)配合在葉片 130上面。如下面進(jìn)一步描述，用戶可以使得鼻形塊殼體132通過凹槽152 鎖定在葉片130上并抵著葉片130提供的遠(yuǎn)端表面150(如圖7所示)擠壓。
現(xiàn)參照?qǐng)D3和6,切削工具108是由配置的以附著到軌道鉆削單元156 上的工具保持器154保持。軌道鉆削單元156和附著的切削工具108可以 在多個(gè)殼體凸緣158處與鼻形塊殼體132剛性連接，其中兩個(gè)在圖6中示 出。在各個(gè)構(gòu)型中，工具保持器154提供在工具108和軌道鉆削單元156 之間的標(biāo)準(zhǔn)接口，例如HSK安裝和熱收縮工具保持器接口。在其它構(gòu)型中，
其它或者另外類型的工具保持器接口，例如，CAT、 SK、 BT接口。鼻形塊 殼體132包括用于通過外真空系統(tǒng)和管道(未示出)的切屑排出的側(cè)孔160。
筒夾138的近端部分162通過活塞缸144剛性地固定到鼻形塊殼體 132。如圖7所示，從殼體132延伸的筒夾的槽形遠(yuǎn)端部分164包括唇形部 166。筒夾可以由單一的一片例如可熱處理的不lf鋼或者工具鋼的材料制 成。當(dāng)筒夾夾具140在筒夾的遠(yuǎn)端部分164上滑動(dòng)時(shí)，凹槽178允許唇形
部166的接觸表面的才幾加工的直徑收縮。唇形部166配置的以配合在襯套 32的突起凸緣50上面。在其它實(shí)施例中，筒夾可以配置的以配合在具有從 工件表面突起的不同形狀和/或不同類型的部件上面。
具有一體的筒夾138的鼻形塊102配置的以在板襯套120中徑向運(yùn)動(dòng) 以允許筒夾138和固定的鼻形塊102定心在目標(biāo)襯套凸緣50上。相應(yīng)地， 板襯套120的尺度是基于目標(biāo)襯套32和筒夾138的尺度，例如，如圖8所 示。圖8是定心在目標(biāo)襯套32上面的板襯套120的頂部平面視圖。板襯套 120的內(nèi)徑168可以通過增加兩倍的筒夾138壁厚至一定的余量到目標(biāo)襯套 凸緣50的直徑170而建立。例如，其中增加0.050英寸的余量到兩倍的筒 夾壁厚，所導(dǎo)致的板襯套內(nèi)徑168允許當(dāng)筒夾138在板襯套120中移動(dòng)以 定心鼻形塊102在目標(biāo)襯套凸緣50上時(shí)筒夾138從名義鉆削位置徑向位移 0.025英寸。這樣，在本構(gòu)型中，用于筒夾138的徑向運(yùn)動(dòng)的余量是直徑168 和170與筒夾夾具140的外部尺度的差除以2的函數(shù)。
板襯套120的外徑172可以是用于鉆削板制造的標(biāo)準(zhǔn)尺寸。在本示例 性構(gòu)型中，機(jī)加工板100和板支撐件116制造的以提供機(jī)加工板高度，其 允許每個(gè)板襯套120位于從工件表面54的適當(dāng)?shù)母叨纫员ＷC由筒夾138在 目標(biāo)襯套凸緣50上的充分的接觸。
筒夾夾具140具有配置的以在筒夾138上面延伸的遠(yuǎn)端174以將筒夾 138夾緊到目標(biāo)襯套凸緣50上。夾具140可以由高彈性材料例如縮醛共聚 物制成。這樣的材料允許筒夾138閉合在目標(biāo)襯套凸緣預(yù)定周圍，在例如 直徑地從名義目標(biāo)襯套凸緣外部尺度正負(fù)O.OIO英寸的范圍內(nèi)，并仍然實(shí)質(zhì) 上閉合鼻形塊殼體、板襯套120、筒夾夾具140之間的間隙176(如圖7所示)。
從氣壓/真空系統(tǒng)(未示出)延伸到殼體132中的空氣軟管180(如圖6所 示)氣動(dòng)連接壓力/真空系統(tǒng)和限定在活塞缸144之間的空間182。活塞142 剛性地附著到夾具140,并可操作以推動(dòng)夾具140至少部分地通過殼體132 以夾緊筒夾138到目標(biāo)襯套凸緣50上以及夾緊殼體132到板襯套120上。 殼體132可以夾緊到板襯套120上并抵著葉片遠(yuǎn)端表面150以建立工具108 相對(duì)于目標(biāo)襯套凸緣50垂直。
包括前面的對(duì)準(zhǔn)i殳備的才幾加工組件可以與4九道鉆削單元組合，并以下 面的方式使用。用戶安裝工具108在工具保持器154中并安裝工具保持器 154在軌道鉆削單元156中。用戶然后附著軌道鉆削單元到鼻形塊殼體132
的近端凸緣158以使得工具108可延伸通過鼻形塊102。機(jī)加工板100定位 在結(jié)構(gòu)件20上面以使得一個(gè)或多個(gè)板襯套120定位在一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)鉆削 位置28，例如在一個(gè)或多個(gè)從結(jié)構(gòu)件表面54突起的目標(biāo)襯套凸緣50上面。 機(jī)加工板的布置可以根據(jù)名義鉆削位置規(guī)格。
用戶將鼻形塊102插入板襯套120中以使得夾具140和筒夾138的遠(yuǎn) 端向著目標(biāo)襯套凸緣50延伸通過板襯套120。為了定位筒夾唇形部166在 目標(biāo)襯套凸緣50周圍，用戶可以"浮動(dòng)，，鉆削單元電機(jī)，從而保持工具遠(yuǎn) 端104從板襯套120縮回，并可以在板襯套中縱向和/或側(cè)向移動(dòng)筒夾138 直到筒夾138定心在襯套凸緣50上。為了相對(duì)于板襯套120定位鼻形塊102， 用戶可以轉(zhuǎn)動(dòng)鼻形塊，例如直到大約60度以配合鼻形塊孔148和板襯套120 的葉片130。當(dāng)鼻形塊和葉片已經(jīng)配合好時(shí)，活塞142可以向著殼體132的 遠(yuǎn)端啟動(dòng)以將板襯套葉片130鎖定到鼻形塊殼體132的遠(yuǎn)端146中。應(yīng)當(dāng) 注意到，除非筒夾138定位在目標(biāo)襯套凸緣50之上方并定位到目標(biāo)襯套凸 緣50上面，鼻形塊102不能轉(zhuǎn)動(dòng)，因此不能鎖定到板襯套葉片130上。以 這樣的方式，可以避免不正確地定位筒夾到凸緣50上。
當(dāng)鼻形塊102已經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)到在板襯套葉片130上方的位置時(shí)，用戶可以 通過例如從氣壓系統(tǒng)通過空氣軟管180引入氣體或液體壓力到活塞缸144 中而啟動(dòng)夾具140。在活塞缸中可以供給在大約100和200磅/平方英寸之 間的氣壓。在一些構(gòu)型中，可以在活塞缸中提供約400磅/平方英寸高的氣 壓。壓力使得活塞142在活塞缸144中遠(yuǎn)端地推動(dòng)夾具140。夾具140閉合 筒夾138在目標(biāo)襯套32的凸緣50周圍，^人而定心^L加工工具108和鉆削 單元156在目標(biāo)襯套32上。夾具還抵著板襯套葉片130夾緊鼻形塊102。 鼻形塊被使得抵著葉片表面150，從而使得機(jī)加工工具108和鉆削單元156 與目標(biāo)襯套32垂直。由活塞142的單一沖程引起的該雙倍的夾緊作用限制 鼻形塊102和鉆削單元在機(jī)加工板100中在6個(gè)自由度中。鉆削單元156 能因此用于鉆削通過目標(biāo)襯套32。在圖9中，鼻形塊102示出在夾緊位置。
為了從機(jī)加工板IOO拆除鉆削單元和鼻形塊102,用戶啟動(dòng)空氣系統(tǒng)以 在活塞缸144中產(chǎn)生真空，從而使得活塞142收回夾具140并允許鼻形塊 102從目標(biāo)襯套凸緣50和板襯套葉片130拆除。應(yīng)當(dāng)注意到， 一般地，夾 具140可以以其它或者另外的方法操作。例如，在一些實(shí)施例中可以考慮 筒夾夾具的手工操作。同樣應(yīng)當(dāng)注意到的是，許多不同類型的夾持機(jī)構(gòu)可
以用于代替邊緣128和葉片130。例如，邊緣和/或鼻形塊遠(yuǎn)端可以包括各 種輪廓，而不是或者除了平面之外。
根據(jù)本公開的一個(gè)實(shí)施例的對(duì)準(zhǔn)機(jī)加工工具和結(jié)構(gòu)件上的目標(biāo)位置的 方法的流程圖在圖13中用標(biāo)號(hào)300總體表示。在步驟304中，機(jī)加工工具 的遠(yuǎn)端被插入鼻形塊中以引導(dǎo)工具的遠(yuǎn)端。鼻形塊具有殼體和附著到殼體 并從殼體遠(yuǎn)端地延伸的筒夾。在步驟308中，筒夾的遠(yuǎn)端插入通過在目標(biāo) 位置定位在從結(jié)構(gòu)件突起的部件上的機(jī)加工板中的板襯套。在步驟312中， 筒夾在板襯套中徑向移動(dòng)以定心筒夾遠(yuǎn)端在從結(jié)構(gòu)件突起的部件上面。在 步驟316中，定心的筒夾遠(yuǎn)端附著到突起部件。在步驟320中，殼體的遠(yuǎn) 端附著到板襯套。
前面的設(shè)備和方法使得可能使用名義規(guī)格以定位鉆削板在工件上面， 然后基于在下面的結(jié)構(gòu)件上的"陸標(biāo)"的位置執(zhí)行鉆削。機(jī)加工板和鼻形 塊接口的構(gòu)型使得可能實(shí)現(xiàn)在孔處理中既同心又垂直?？赡茔@削偏離名義 位置，同時(shí)保證最后的孔被處理得與要求的目標(biāo)位置例如安裝的襯套同心。 在鉆削工具一次安裝在鼻形塊之后，鉆削單元和鼻形塊可以插入多個(gè)板襯 套中以鉆削多個(gè)孔位置而無需重新安裝工具到鼻形塊中或者執(zhí)行其它費(fèi)時(shí) 的步驟。
單作用的活塞缸提供足夠的力以閉合筒夾，其找到安裝的工件襯套的 中心并提供用于軌道鉆削單元處理孔的垂直和剛度?？椎闹行木€并不由鉆 削套確定而是由安裝的襯套或者在結(jié)構(gòu)件上的其它突起部件的定位確定。 利用前面的設(shè)備和方法可以提高提高生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)周期以產(chǎn)生高質(zhì)量 的孔。
上面的對(duì)準(zhǔn)設(shè)備可以用于軌道鉆削，其好處可以包括能夠從單一的切 削器獲得多個(gè)孔直徑、低的切削力、碳纖維復(fù)合物的高表面英尺/分鐘機(jī)加 工、不銹鋼和/或鈦質(zhì)結(jié)構(gòu)、最少的入口和/或出口毛邊和基本沒有復(fù)合物分 層。提供軌道鉆削電機(jī)的簡(jiǎn)單接口，以及能夠快速定位緊固件的中心線的 能力。操作者進(jìn)行的"插入、轉(zhuǎn)動(dòng)和鎖定"處理是簡(jiǎn)單的，并快速執(zhí)行。 該處理對(duì)于操作者高度可見，并且因?yàn)橛杏糜诿總€(gè)緊固件直徑的專門的板 襯套尺寸，誤差可以得以降低或者消除。
盡管已經(jīng)描述各個(gè)實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以作出 修改或者變化，其并未超出本公開。例子示出各個(gè)實(shí)施例，并且并不意在 限制本公開。因此，說明書和權(quán)利要求應(yīng)當(dāng)字面地理解為僅有相對(duì)于現(xiàn)有 技術(shù)有必需的這樣的限制。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)準(zhǔn)機(jī)加工工具和結(jié)構(gòu)件上的目標(biāo)位置的設(shè)備，所述設(shè)備包括機(jī)加工板，其可定位在所述結(jié)構(gòu)件上，所述板具有板襯套，其提供通過所述機(jī)加工板的孔；和鼻形塊，其用于引導(dǎo)所述工具的遠(yuǎn)端通過所述板襯套到所述目標(biāo)位置，所述鼻形塊具有配置的以至少部分地移動(dòng)通過所述板襯套并在所述板襯套中向著側(cè)面以在所述目標(biāo)位置定心所述鼻形塊在從所述結(jié)構(gòu)件突起的部件上的筒夾；所述鼻形塊配置的以附著到所述板襯套以建立所述工具相對(duì)于所述突起部件的預(yù)定的接近角。
2. 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述鼻形塊包括具有配置的以配合在所 述板襯套的邊緣上的遠(yuǎn)端的殼體。
3. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，所述鼻形塊還包括具有遠(yuǎn)端的夾具，其 配置的以使得沿著所述工具的中心軸以夾緊所述筒夾到所述突起部件上。
4. 如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，所述鼻形塊還包括殼體，其具有可操作以及夾緊所述殼體到所述板襯套上的活塞。
5. 如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，所述活塞附著到所述夾具。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，所述板襯套包括配置的以與所述殼體的 遠(yuǎn)端配合的近端邊緣。
7. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，其中，所述突起部件包括在所述結(jié)構(gòu)件 中的孔的襯套。
8. 如權(quán)利要求l所述的設(shè)備，還包括附著到所述殼體并且可操作以啟 動(dòng)所述才幾加工工具的4幾加工才莫塊。
9. 一種對(duì)準(zhǔn)機(jī)加工工具和在結(jié)構(gòu)件上的目標(biāo)位置的方法，該方法包括 將所述機(jī)加工工具的遠(yuǎn)端插入用于引導(dǎo)所述工具的遠(yuǎn)端的鼻形塊，所述鼻形塊具有殼體和附著到所述殼體并從所述殼體遠(yuǎn)端地延伸的筒夾；將所述筒夾的遠(yuǎn)端插入通過在所述目標(biāo)位置定位在從所述結(jié)構(gòu)件突起 的部件上面的機(jī)加工板中的板襯套； 在所述板襯套中徑向地移動(dòng)所述筒夾以定心所述筒夾遠(yuǎn)端在從所述結(jié)構(gòu)件突起的所述部件上面；附著所述定心的筒夾遠(yuǎn)端到所述突起部件；以及 附著所述殼體的遠(yuǎn)端到所述板襯套。
10. 如權(quán)利要求9所述方法，還包括啟動(dòng)在所述殼體中的夾具以夾緊所 述殼體的所述遠(yuǎn)端到所述板襯套和夾緊所述筒夾遠(yuǎn)端到所述突起部件。
11. 如權(quán)利要求9所述的方法，還包括操作所述工具通過所述殼體和筒夾。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，通過利用控制所述工具的近端的機(jī)加 工模塊執(zhí)行。
13. 如權(quán)利要求9所述的方法，還包括轉(zhuǎn)動(dòng)所述殼體以配合所述殼體的 所述遠(yuǎn)端和所述板襯套的近端邊緣的多個(gè)葉片。
全文摘要
一種用于對(duì)準(zhǔn)機(jī)加工工具和在結(jié)構(gòu)件上的目標(biāo)位置的設(shè)備。可定位在結(jié)構(gòu)件上的機(jī)加工板具有提供通過板的孔的板襯套。設(shè)備還包括用于引導(dǎo)工具的遠(yuǎn)端通過板襯套到目標(biāo)位置的鼻形塊。鼻形塊具有配置的以至少部分地移動(dòng)通過板襯套并在板襯套中向著側(cè)面以在目標(biāo)位置定心鼻形塊在從結(jié)構(gòu)件突起的部件上的筒夾。鼻形塊可以附著到板襯套以建立工具相對(duì)于突起部件的垂直。
文檔編號(hào)B23Q15/22GK101357442SQ20081014550
公開日2009年2月4日 申請(qǐng)日期2008年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月1日
發(fā)明者加里·A·利普津斯基, 埃里克·溫納姆 申請(qǐng)人:波音公司