專利名稱：輕型產(chǎn)品平臺結(jié)構(gòu)裝配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
產(chǎn)品發(fā)明涉及一種某產(chǎn)品平臺的結(jié)構(gòu)裝配方法，產(chǎn)品方法依托于一套工藝裝備， 應(yīng)用于輕型化產(chǎn)品平臺，更具體地，涉及產(chǎn)品平臺結(jié)構(gòu)裝配方法、精度保證方法及其應(yīng)用的
ZC ο
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的中、大型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)由中心承力筒、層板、隔板、大梁、撐桿、側(cè)板組成，具有較高的剛度和結(jié)構(gòu)精度保持能力；產(chǎn)品研制過程中的各項動作對結(jié)構(gòu)精度的影響也較小，能夠滿足產(chǎn)品研制要求。但在生產(chǎn)、科研過程中，某些產(chǎn)品對重量控制有很嚴格的要求，需要采用輕型化結(jié)構(gòu)。圖1為在一個實例中，某一應(yīng)用于衛(wèi)星的典型的輕型化產(chǎn)品平臺的結(jié)構(gòu)分解圖，該產(chǎn)品平臺包括頂板、底板、中心十字隔板、中層板、側(cè)板等零件，各零件同樣采用輕量化設(shè)計。這種結(jié)構(gòu)剛度較低，精度保持能力較差，特別是在研制過程中需要拆除側(cè)板的狀態(tài)下。從設(shè)計角度上講，在側(cè)板安裝在產(chǎn)品體上的情況下，上述產(chǎn)品平臺的結(jié)構(gòu)剛度足以滿足產(chǎn)品的精度。但是在研制過程中，由于需要進行大量的產(chǎn)品內(nèi)操作，還需要在臥式鏜床上進行組合加工，這些操作都需要拆除側(cè)板，甚至有時候在產(chǎn)品體上同時安裝兩塊側(cè)板都無法得到保證。當側(cè)板不能安裝在產(chǎn)品體上時，結(jié)構(gòu)剛度將大幅度下降，整個產(chǎn)品的精度也將無法得到保證。例如，產(chǎn)品在殼體裝配時，側(cè)板拆裝一次引起的頂板上太陽翼安裝鉸鏈處精度變化為0. 3mm，超出了研制要求，這是不能容許的。另外，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)主要由鋁蜂窩夾層結(jié)構(gòu)件組成，鋁蜂窩夾層結(jié)構(gòu)件的平面度精度不高，單個的鋁蜂窩夾層結(jié)構(gòu)件的剛度一般也不高。此類結(jié)構(gòu)在輕型化設(shè)計時，在裝配過程中容易產(chǎn)生變形，而且變形無規(guī)律。這就造成輕型某產(chǎn)品平臺結(jié)構(gòu)裝配后形位精度保證困難，重復裝配精度保證困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服輕型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)平臺由于其重量輕、剛性低、易變形的特點而使得其精度保持能力、重復裝配精度保證能力無法滿足設(shè)計要求的缺陷，從而提供一套能夠提高產(chǎn)品研制過程中的結(jié)構(gòu)剛度與結(jié)構(gòu)的精度保持能力，提高重復裝配精度的工藝裝配和方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種輕型產(chǎn)品平臺的結(jié)構(gòu)裝配方法，所述輕型產(chǎn)品平臺包括頂板、底板、下隔板、上隔板、中層板、側(cè)板；所述底板上安裝有下隔板，所述下隔板上安裝有多數(shù)中層板，所述中層板上安裝所述上隔板，所述上隔板上再安裝所述頂板； 所述側(cè)板垂直安裝在所述頂板與底板之間，且位于所述下隔板、中層板、上隔板的外側(cè)；該方法包括步驟1)、確定所述輕型產(chǎn)品平臺的主基準與輔助基準；所述主基準為所述底板反面四邊上的四個圓形凸臺，所述輔助基準為所述底板在II象限兩側(cè)的兩個平面；步驟2~)、將所述側(cè)板中的至少兩個加工成工藝側(cè)板，并在所述側(cè)板和所述工藝側(cè)板上設(shè)立定位銷；其中，所述工藝側(cè)板為鏤空式的側(cè)板；步驟幻、將高精度轉(zhuǎn)臺調(diào)水平，將工藝適配器固定在所述高精度轉(zhuǎn)臺上，調(diào)好水平度和同軸度以作為產(chǎn)品的主基準，然后將所述底板固定在所述工藝適配器上，利用基準刻線和定位銷找準位置，接著對準基準刻線依次從下而上裝配所述輕型產(chǎn)品平臺的各個零部組件，并在裝配過程中進行精度修正。上述技術(shù)方案中，在每個所述的側(cè)板或工藝側(cè)板上至少設(shè)立5個定位銷，其中2個定位銷對應(yīng)底板，其中1個定位銷對應(yīng)中層板，其中2個定位銷對應(yīng)頂板。上述技術(shù)方案中，在所述的步驟；3)中，所述工藝適配器包括上下兩個圓環(huán)，兩圓環(huán)之間通過柱體連接；在所述上、下圓環(huán)上各有4個定位孔，所述4個定位孔在圓環(huán)上成90 度對稱排列，其中相對的2個定位孔的圓心連線通過所述圓環(huán)的圓心。上述技術(shù)方案中，在所述的步驟幻中，在從下而上裝配所述輕型產(chǎn)品平臺的各個零部組件的過程中，所述頂板、中層板、底板之間的平行度至少為0. 5mm，位置度至少為 0. 5mmο上述技術(shù)方案中，在所述的步驟幻中，在裝配過程中進行精度修正包括在安裝下隔板后，對安裝后的下隔板頂部做修正，以保證所述中層板的整體平面度和平行度至少為 0. 2mmο上述技術(shù)方案中，還包括在所述頂板與側(cè)板間安裝隔熱墊片的步驟，該步驟包括 首先將所述隔熱墊片粘貼在側(cè)板上，然后進行試裝，根據(jù)所述隔熱墊片與所述頂板的自然貼合情況，對隔熱墊片進行修正，使得兩者在自然狀態(tài)下能很好的貼合，然后用力矩扳手擰緊所述頂板與所述側(cè)板的垂直連接螺釘，使得所述頂板的受迫變形控制在0. 05mm以內(nèi)，而且重復精度在0. 02mm。本發(fā)明的優(yōu)點在于本發(fā)明能夠保證輕型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)平臺在裝配時的精度。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對產(chǎn)品發(fā)明作進一步說明，其中附圖1為在一個實例中某一應(yīng)用于衛(wèi)星的典型的輕型化產(chǎn)品平臺的結(jié)構(gòu)分解圖；附圖2為本發(fā)明的裝配方法的流程圖；附圖3為本發(fā)明中所涉及的工藝適配器示意圖；附圖4為本發(fā)明中所涉及的工藝側(cè)板示意圖。
具體實施例方式在下面的實施例中，將以圖1中所提到的應(yīng)用于衛(wèi)星的某一輕型化產(chǎn)品平臺為例，對其裝配方法進行說明。參考圖2，該裝配方法包括步驟1、確立產(chǎn)品平臺的主基準與輔助基準。在對產(chǎn)品平臺進行加工、裝配前，首先需要確立產(chǎn)品平臺的主基準與輔助基準。在背景技術(shù)中所提到的傳統(tǒng)的大型、中型產(chǎn)品的主基準為底板與上裙的圓環(huán)形連接面，這個主基準的上方是中心承力筒，下方是上裙、過渡段，使用包帶進行產(chǎn)品箭分離。而圖1所示的產(chǎn)品平臺采用的產(chǎn)品箭分離方式不使用包帶，如產(chǎn)品直接采用四個爆炸螺栓的形式進行產(chǎn)品箭分離，因此其結(jié)構(gòu)主基準是底板反面四邊上的四個圓形小凸臺，為離散平面，與傳統(tǒng)產(chǎn)品形式完全不同，這使結(jié)構(gòu)裝配時主基準定位、連接困難。產(chǎn)品的主基準底板與適配器的連接面由四個凸臺組成，為了使這個離散的主基準便于在產(chǎn)品研制過程中使用，需要采用圖3所示的有精度要求的工藝適配器。該工藝適配器包括上下兩個圓環(huán)，兩圓環(huán)之間通過柱體連接。在所述上、下圓環(huán)上各有4個定位孔，所述4個定位孔在圓環(huán)上成90度對稱排列，其中相對的2個定位孔的圓心連線通過所述圓環(huán)的圓心。以這一工藝適配器作為產(chǎn)品裝配的基礎(chǔ)，只要將適配器的水平度調(diào)整到位，產(chǎn)品的基準也就得到了保證。再通過基準十字刻線和定位銷確保研制過程中基準和精度的一致性。對該工藝適配器的使用在下文中將有相應(yīng)描述。主基準確立之后，在產(chǎn)品組合加工前，按照主坐標系和基準刻線，在底板的II象限兩側(cè)加工出兩個小平面，就得到了產(chǎn)品平臺的輔助基準。步驟2、將所述側(cè)板中的至少兩個加工成工藝側(cè)板，并在所述側(cè)板和所述工藝側(cè)板上設(shè)立定位銷。要得到本實施例的輕型產(chǎn)品平臺，需要對其各個零部件做裝配與組合加工。所述的組合加工是保證產(chǎn)品結(jié)構(gòu)精度的最后一道措施，在組合加工過程中首先需要解決的是拆裝側(cè)板的精度復位和研制過程中精度保持的問題，這個問題如果無法得到解決，那么結(jié)構(gòu)精度也就無從談起了，可以說這是某產(chǎn)品殼體裝配中最重要也是最具特殊性的問題。因此在裝配及組合加工之前需要采用安裝定位銷和工藝側(cè)板的方法來確保復位精度。本實施例中所涉及的輕型化產(chǎn)品平臺在沒有安裝側(cè)板的狀態(tài)下剛性很差，一個單機的重量就足以使層板發(fā)生變形，而且側(cè)板與層板的連接孔位多，每次拆裝側(cè)板不可能在同一個位置，層板也不可能在同一個狀態(tài)，這些變化足以破壞中層板上精度單機安裝面的精度和I、III象限太陽翼安裝面的精度。考慮到從側(cè)板安裝面看，三塊層板是柔性的，而側(cè)板是剛性的，因此可以利用側(cè)板的剛性來定位三塊層板，利用側(cè)板及定位銷來解決拆裝側(cè)板的結(jié)構(gòu)精度復位問題。決定產(chǎn)品結(jié)構(gòu)精度的要素主要有I、III象限頂板的太陽翼鉸鏈位置、底板的太陽翼壓緊支架位置，中層板的精度單機安裝面位置和姿軌控機組安裝位置。 根據(jù)上述分析結(jié)果本實施例在Ι、ΙΙΙ象限側(cè)板分別設(shè)立5個定位銷，即底板2個，中層板1 個，頂板2個。底板上的2個定位銷用于確保2個太陽翼壓緊支架的位置，中層板上的1個定位銷用于確保底板與中層板的相對位置，頂板上的2個定位銷用于確保2個鉸鏈的位置和三塊層板的相對位置。通過側(cè)板與層板配打定位銷，利用側(cè)板的剛性來解決層板剛度差的問題，利用側(cè)板和定位銷來保證層板的精度復位，這樣的方法，既有力的解決了產(chǎn)品體結(jié)構(gòu)剛性差容易喪失精度的問題，又有效的提高了太陽翼鉸鏈安裝位置的精度。通過這種方式能夠達到復位精度在0. 03mm左右。由于在產(chǎn)品研制過程中側(cè)板不能保證一直安裝在產(chǎn)品上，需要對產(chǎn)品體內(nèi)部進行組合加工和大量的產(chǎn)品內(nèi)操作，為了解決研制過程中及組合加工時的精度保持問題，采取了利用工藝側(cè)板的方法。工藝側(cè)板即為鏤空式的側(cè)板，如附圖4所示，通過鏤空來保證操作位置，同時又不減少與層板、隔板的連接，來保證結(jié)構(gòu)的精度。這樣就能保證產(chǎn)品在研制過程中始終有兩塊側(cè)板或工藝側(cè)板安裝在產(chǎn)品體上，有力的保證了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的精度和精度穩(wěn)定性。為了使工藝側(cè)板能有與正式側(cè)板相當?shù)墓潭ㄐЧ膊捎门c正式側(cè)板相同的方式配打了定位銷。可以說工藝側(cè)板在產(chǎn)品的整個研制過程中起到了非常重要的作用，是本實施例中所涉及的產(chǎn)品平臺殼體裝配和精度修正技術(shù)的重要依托之一。步驟3、對產(chǎn)品平臺進行裝配，并在裝配過程中進行精度修正。零部組件的精度、殼體裝配的精度將是后續(xù)組合加工順利實現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)精度的有力保證。殼體裝配中最基產(chǎn)品的精度目標是三塊層板(即頂板、中層板、底板)的平行度 (0. 5mm)和位置度(0. 5mm)，為此將需要用到高精度轉(zhuǎn)臺和三坐標測量機。首先將高精度轉(zhuǎn)臺調(diào)水平，工藝適配器固定在轉(zhuǎn)臺上，調(diào)好水平度和同軸度，作為產(chǎn)品的主基準，將底板固定在工藝適配器上，利用基準刻線和定位銷找準位置。然后依次從下而上裝配產(chǎn)品的各個零部組件，并對準基準刻線。在裝配產(chǎn)品平臺的零部組件時，需要保證三塊層板的平行度。
背景技術(shù)：
中所述的傳統(tǒng)的大、中型產(chǎn)品為中心承力筒結(jié)構(gòu)，層板由承力筒支撐，所以只要承力筒在加工時達到設(shè)計的平行度要求，裝配時層板的平行度也就有了保證。但本實施例中所要裝配的輕型化產(chǎn)品平臺為十字隔板結(jié)構(gòu)，十字隔板由三個零件組成，如圖1中的標示為下隔板的十字隔板由三塊隔板組裝而成，由于在裝配后，各隔板的高度很難做到完全一致，且各隔板的頂部也不是很平，這就導致三塊隔板裝配在一起之后不可能有很好的平行度和平面度。為了解決這個問題，需要在裝配的過程中，對中層板安裝面的平面度與平行度進行修正。在底板上裝配好三塊下隔板之后，就形成了中層板安裝面，由于零件加工誤差和裝配誤差的存在，使得這個中層板安裝面的平面度和平行度并不是非常理想，這時就需要根據(jù)實際測得的平面度和平行度數(shù)據(jù)對這個面進行局部的修正處理，使得有較好的整體平面度和平行度 (0. 2mm)，從而保證中層板安裝到位之后平行度能達到設(shè)計要求。同樣在安裝頂板前也需要對由三塊上隔板組成的頂板安裝面進行同樣的修正處理。本實施例中所涉及的輕型化產(chǎn)品平臺在應(yīng)用中存在這樣一種情況需要將衛(wèi)星的太陽翼安裝在頂板上。因此，頂板向II、IV象限伸長形成飛翼結(jié)構(gòu)，使得II、IV側(cè)板與頂板的螺釘連接為垂直連接，這與常用的水平連接有很大的不同(I、III側(cè)板與頂板的連接為水平連接)。由于是垂直連接，而且中間還需要粘貼玻璃鋼隔熱墊片，這使得連接面存在間隙，不能很好的貼合。在這種情況下擰緊螺釘，強行使連接面貼合，必將引起頂板的受迫變形，破壞了頂板的平面度和平行度，而恰恰頂板上的太陽翼鉸鏈安裝面有較高的形位精度要求。這種由于螺釘?shù)拇怪边B接方式嚴重的影響到殼體裝配精度的問題也是此類產(chǎn)品平臺上出現(xiàn)的一個特殊問題。為了解決這個矛盾就必須想辦法使頂板的受迫變形降到最小。為此采取了如下措施首先將隔熱墊片粘貼在側(cè)板上，在產(chǎn)品體上進行試裝，根據(jù)隔熱墊片與頂板的自然貼合情況，對隔熱墊片進行修正，使得兩者在自然狀態(tài)下能很好的貼合，然后用力矩扳手擰緊頂板與側(cè)板的垂直連接螺釘，從而保證頂板基產(chǎn)品無受迫變形。通過這種方式使得頂板的受迫變形控制在0. 05mm以內(nèi)，而且重復精度在0. 02mm。
權(quán)利要求
1.一種輕型產(chǎn)品平臺的結(jié)構(gòu)裝配方法，所述輕型產(chǎn)品平臺包括頂板、底板、下隔板、上隔板、中層板、側(cè)板；所述底板上安裝有下隔板，所述下隔板上安裝有多數(shù)中層板，所述中層板上安裝所述上隔板，所述上隔板上再安裝所述頂板；所述側(cè)板垂直安裝在所述頂板與底板之間，且位于所述下隔板、中層板、上隔板的外側(cè)；該方法包括步驟1)、確定所述輕型產(chǎn)品平臺的主基準與輔助基準；所述主基準為所述底板反面四邊上的四個圓形凸臺，所述輔助基準為所述底板在II象限兩側(cè)的兩個平面；步驟2~)、將所述側(cè)板中的至少兩個加工成工藝側(cè)板，并在所述側(cè)板和所述工藝側(cè)板上設(shè)立定位銷；其中，所述工藝側(cè)板為鏤空式的側(cè)板；步驟幻、將高精度轉(zhuǎn)臺調(diào)水平，將工藝適配器固定在所述高精度轉(zhuǎn)臺上，調(diào)好水平度和同軸度以作為產(chǎn)品的主基準，然后將所述底板固定在所述工藝適配器上，利用基準刻線和定位銷找準位置，接著對準基準刻線依次從下而上裝配所述輕型產(chǎn)品平臺的各個零部組件，并在裝配過程中進行精度修正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕型產(chǎn)品平臺的結(jié)構(gòu)裝配及精度保證方法，其特征在于，在每個所述的側(cè)板或工藝側(cè)板上至少設(shè)立5個定位銷，其中2個定位銷對應(yīng)底板，其中1個定位銷對應(yīng)中層板，其中2個定位銷對應(yīng)頂板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕型產(chǎn)品平臺的結(jié)構(gòu)裝配及精度保證方法，其特征在于，在所述的步驟幻中，所述工藝適配器包括上下兩個圓環(huán)，兩圓環(huán)之間通過柱體連接；在所述上、下圓環(huán)上各有4個定位孔，所述4個定位孔在圓環(huán)上成90度對稱排列，其中相對的2個定位孔的圓心連線通過所述圓環(huán)的圓心。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕型產(chǎn)品平臺的結(jié)構(gòu)裝配及精度保證方法，其特征在于，在所述的步驟幻中，在從下而上裝配所述輕型產(chǎn)品平臺的各個零部組件的過程中，所述頂板、中層板、底板之間的平行度至少為0. 5mm，位置度至少為0. 5mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕型產(chǎn)品平臺的結(jié)構(gòu)裝配及精度保證方法，其特征在于，在所述的步驟幻中，在裝配過程中進行精度修正包括在安裝下隔板后，對安裝后的下隔板頂部做修正，以保證所述中層板的整體平面度和平行度至少為0. 2mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕型產(chǎn)品平臺的結(jié)構(gòu)裝配及精度保證方法，其特征在于，還包括在所述頂板與側(cè)板間安裝隔熱墊片的步驟，該步驟包括首先將所述隔熱墊片粘貼在側(cè)板上，然后進行試裝，根據(jù)所述隔熱墊片與所述頂板的自然貼合情況，對隔熱墊片進行修正，使得兩者在自然狀態(tài)下能很好的貼合，然后用力矩扳手擰緊所述頂板與所述側(cè)板的垂直連接螺釘，使得所述頂板的受迫變形控制在0. 05mm以內(nèi)，而且重復精度在0. 02mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種輕型產(chǎn)品平臺的結(jié)構(gòu)裝配方法，包括確定輕型產(chǎn)品平臺的主基準與輔助基準；將所述側(cè)板中的至少兩個加工成工藝側(cè)板，并在所述側(cè)板和所述工藝側(cè)板上設(shè)立定位銷；其中，工藝側(cè)板為鏤空式的側(cè)板；將高精度轉(zhuǎn)臺調(diào)水平，將工藝適配器固定在所述高精度轉(zhuǎn)臺上，調(diào)好水平度和同軸度以作為產(chǎn)品的主基準，然后將所述底板固定在所述工藝適配器上，利用基準刻線和定位銷找準位置，接著對準基準刻線依次從下而上裝配所述輕型產(chǎn)品平臺的各個零部組件，并在裝配過程中進行精度修正。
文檔編號B64G1/10GK102556367SQ20111036245
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者吳躍鶯, 張偉, 王正華, 童利東 申請人:上海衛(wèi)星工程研究所