復合材料部件的緊固方法
【專利摘要】一種復合材料部件的緊固方法，測定配置在第一帶沉頭孔的孔的第一緊固部件的第一平滑度，該第一帶沉頭孔的孔形成在作為重疊的多個復合材料部件的第一被緊固物?；诘谝黄交葲Q定第二沉頭孔深度。在作為重疊的多個復合材料部件的第二被緊固物形成具有第二沉頭孔深度的第二帶沉頭孔的孔。利用配置在第二帶沉頭孔的孔的第二緊固部件緊固第二被緊固物。
【專利說明】復合材料部件的緊固方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及ー種利用螺栓、鉚釘這樣的緊固部件(緊固件)緊固復合材料部件的緊固方法。
【背景技術(shù)】
[0002]專利文獻I (特開2007-203307號公報)公開了接合被接合物的打釘裝置。打釘裝置基于被接合物的板厚，調(diào)節(jié)使鉚釘沒入被接合物的壓入量。由此，鉚釘?shù)谋砻婧捅唤雍衔锏谋砻娉蔀橥幻妗?br> [0003]圖1 表示通過緊固部件420以及螺母440被緊固的被緊固物300。緊固部件420包括平頭螺栓。被緊固物300包括重疊的部件351以及352。在被緊固物300形成有帶沉頭孔的孔300a，該帶沉頭孔的孔300a從被緊固物300的ー側(cè)的表面300b向另ー側(cè)的表面300c貫通。該帶沉頭孔的孔300a的沉頭孔部分配置在表面300b側(cè)。緊固被緊固物300的方法包括在帶沉頭孔的孔300a配置緊固部件420和在緊固部件420安裝螺母440。在此，作為從表面300b到緊固部件420的頭部上表面421a的帶沉頭孔的孔300a軸向距離的平滑度B3tltl被管理在規(guī)定的范圍。平滑度B3tltl表示頭部上表面421a的從表面300b的沒入或者突出。
[0004]近年來，代替金屬部件，像纖維強化塑料這樣的復合材料的部件被使用的例子在増加。例如，在航空器中采用許多復合材料部件。在航空器的制造中，為了空氣阻カ的降低，平滑度的管理特別重要。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:(日本)特開2007-203307號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明人具有如下的認識。復合材料在受到壓縮カ時的破損比金屬大。因此，在部件351以及352是復合材料的情況下，即使測量擰緊螺母440前的被緊固物300的厚度，也難以僅根據(jù)該厚度管理平滑度B300。在使用鉚釘緊固復合材料的被緊固物的情況下，也由于相同的理由，難以僅根據(jù)緊固前的被緊固物的厚度管理鉚釘?shù)钠交取?br> [0009]因此，本發(fā)明g在提供一種緊固部件的平滑度管理容易的緊固方法，該緊固部件用于緊固復合材料部件。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的第一觀點的復合材料部件的緊固方法，包括:測定配置在第一帶沉頭孔的孔的第一緊固部件的第一平滑度，該第一帶沉頭孔的孔形成在作為重疊的多個復合材料部件的第一被緊固物；基于所述第一平滑度決定第二沉頭孔深度；在作為重疊的多個復合材料部件的第二被緊固物形成具有所述第二沉頭孔深度的第二帶沉頭孔的孔；利用配置在所述第二帶沉頭孔的孔的第二緊固部件緊固所述第二被緊固物。
[0011]優(yōu)選地，上述緊固方法進ー步包括:在測定所述第一平滑度之后，利用所述第一緊固部件緊固所述第一被緊固物；在緊固所述第一被緊固物之后，測定所述第一緊固部件的第二平滑度。在決定所述第二沉頭孔深度時，基于所述第一平滑度以及所述第二平滑度決定所述第二沉頭孔深度。
[0012]優(yōu)選地，上述緊固方法進ー步包括:測定在應當形成所述第二帶沉頭孔的孔的部位的所述第二被緊固物的厚度；基于所述第二沉頭孔深度以及所述厚度選擇所述第二緊固部件。
[0013]優(yōu)選地，在決定所述第二沉頭孔深度時，利用沉頭孔深度的計算式?jīng)Q定所述第二沉頭孔深度。上述緊固方法進ー步包括:在緊固所述第二被緊固物之前，測定配置在所述第二帶沉頭孔的孔的所述第二緊固部件的第二緊固部件第一平滑度；在緊固所述第二被緊固物之后，測定配置在所述第二帶沉頭孔的孔的所述第二緊固部件的第二緊固部件第二平滑度；基于所述第二緊固部件第一平滑度、所述第二緊固部件第二平滑度以及所述第二沉頭孔深度更新所述沉頭孔深度計算式；基于更新的所述沉頭孔深度計算式?jīng)Q定第三沉頭孔深度；在作為重疊的多個復合材料部件的第三被緊固物形成具有所述第三沉頭孔深度的第三帶沉頭孔的孔；利用配置在所述第三帶沉頭孔的孔的第三緊固部件緊固所述第三被緊固物。
[0014]優(yōu)選地，所述第一緊固部件具有第一平頭螺栓。所述第二緊固部件具有第二平頭螺栓。緊固所述第二被緊固物包括在所述第二平頭螺栓安裝螺母。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種緊固部件的平滑度管理容易的緊固方法，該緊固部件用于緊固復合材料部件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]結(jié)合附圖，通過實施方式的說明，使本發(fā)明的上述目的、其他目的、效果以及特征更加清楚。
[0017]圖1是通過緊固部件緊固的部件的剖視圖。
[0018]圖2是本發(fā)明的第一實施方式涉及的緊固方法中用于說明數(shù)據(jù)庫構(gòu)筑的示意圖。
[0019]圖3是第一實施方式涉及的緊固方法中用于說明測定被緊固物的厚度的エ序的被緊固物剖視圖。
[0020]圖4是第一實施方式涉及的緊固方法中用于說明形成沉頭孔的エ序的被緊固物的剖視圖。
[0021]圖5表示在第一實施方式涉及的緊固方法中用于緊固被緊固物的緊固部件。
[0022]圖6是第一實施方式涉及的緊固方法中配置緊固部件的被緊固物的剖視圖。
[0023]圖7是第一實施方式涉及的緊固方法中作為結(jié)果物的結(jié)合體。
[0024]圖8是第一實施方式涉及的緊固方法中用于說明求出沉頭孔深度計算式的エ序的示意圖。
[0025]圖9是第一實施方式涉及的緊固方法中用于說明利用沉頭孔深度計算式緊固被緊固物的方法的示意圖。
[0026]圖10是本發(fā)明的第二實施方式涉及的緊固方法中用于說明利用把握長度決定表格緊固被緊固物的方法的示意圖?！揪唧w實施方式】
[0027]參照附圖，對根據(jù)本發(fā)明的緊固方法的實施形態(tài)進行如下說明。
[0028](第一實施方式)
[0029]參照圖2，說明本發(fā)明的第一實施方式涉及的緊固方法。在本實施方式涉及的緊固方法中，從作為被緊固物的エ件100，經(jīng)過鉆孔エ序、緊固部件配置エ序以及緊固エ序，制造結(jié)合體200。在鉆孔エ序中，在エ件100形成多個帶沉頭孔的孔。在緊固部件配置エ序中，在多個帶沉頭孔的孔各自配置多個緊固部件。在緊固エ序中，在多個緊固部件分別安裝多個螺母，緊固エ件100。下面，針對作為多個帶沉頭孔的孔中的一個的第N孔進行說明，但是對于其它孔是相同的。
[0030]在鉆孔エ序中，測定厚度t以及沉頭孔深度d。在緊固部件配置エ序中，測定平滑度A。在緊固エ序中，測定平滑度B。
[0031]參照圖3，說明鉆孔エ序中的厚度t的測定。厚度t是在應當形成后述的帶沉頭孔的孔IOOa的部位的エ件100的厚度。エ件100包括重疊的多個復合材料部件51以及52。例如，在エ件100的ー側(cè)的表面IOOb以及另ー側(cè)的表面IOOc接觸厚度測定器15，測定厚度t。厚度t是在エ件100形成帶沉頭孔的孔IOOa之前測定的。
[0032]參照圖4，在鉆孔エ序中，在エ件100形成從表面IOOb向表面IOOc貫通的帶沉頭孔的孔100a。帶沉頭孔的孔IOOa是形成在エ件100的多個帶沉頭孔的孔中的第N孔。帶沉頭孔的孔IOOa的沉頭孔部分配置在表面IOOb側(cè)。檢測帶沉頭孔的孔IOOa的沉頭孔深度d。例如，可以基于沉頭孔形成工具16的實際給進量檢測沉頭孔深度d，也可以基于沉頭孔形成工具16的給進量的指令值形成沉頭孔深度d，還可以在形成帶沉頭孔的孔IOOa之后通過其它方法檢測沉頭孔深度d。
[0033]參照圖5，用于エ件100的緊固的緊固部件(緊固件)25包括平頭螺栓20和套筒40。平頭螺栓20包括頭部21、圓筒部22、螺紋部23。頭部21具有頭部上表面21a。圓筒部22配置在頭部21和螺桿部23之間。在圓筒部22沒有形成螺紋。套筒40包住圓筒部22。套筒40的頭部21附近側(cè)的端部40a和圓筒部22的螺紋部23附近側(cè)的端部22a之間的緊固部件25的軸向距離被稱為緊固部件25的把握長度し
[0034]參照圖6，在緊固部件配置工程中，將緊固部件25插入帶沉頭孔的孔100a，進ー步利用氣錘等將緊固部件25打入，將緊固部件25配置在帶沉頭孔的孔100a。在將緊固部件25配置在帶沉頭孔的孔IOOa的狀態(tài)下，頭部21配置在帶沉頭孔的孔IOOa的沉頭孔部分，螺紋部23從表面IOOc突出。將緊固部件25配置在帶沉頭孔的孔IOOa之后，測定平滑度A以及突出量P。平滑度A是從表面IOOb到頭部上表面21a的帶沉頭孔的孔IOOa的軸向距離。平滑度A表示頭部上表面21a的從表面IOOb的沒入或者突出。突出量P是從表面IOOc到圓筒部22的端部22a的帶沉頭孔的孔IOOa的軸向距離。為了像如后所述那樣將螺母30安裝在螺紋部23來緊固復合材料部件51以及52，有必要使突出量P處于規(guī)定的范圍內(nèi)。此外，在突出量P不在規(guī)定的范圍內(nèi)的情況下，取下緊固部件25，在帶沉頭孔的孔IOOa配置具有與取下的緊固部件25不同的把握長度L的其它緊固部件25。
[0035]參照圖7，在緊固エ序中，將螺母30安裝在螺紋部23，緊固復合材料部件51以及52，制造結(jié)合體200。緊固之后，測定平滑度B。平滑度B是從表面IOOb到頭部上表面21a的帶沉頭孔的孔IOOa的軸向距離。平滑度B表示頭部上表面21a的從表面IOOb的沒入或者突出。有必要將平滑度B管理在規(guī)定的范圍。在此，通過將螺母30向緊固部件25安裝，復合材料部件51以及52被緊固而破損。其結(jié)果，頭部上表面21a向帶沉頭孔的孔IOOa的深處鉆入。將平滑度B和平滑度A的差(B-A)作為緊固部件25的鉆入量At定義。
[0036]參照圖2，エ件101~110的每ー個是エ件100。結(jié)合體201~210的每ー個是結(jié)合體200。從エ件101~110，經(jīng)過鉆孔エ序、緊固部件配置エ序以及緊固エ序，制造結(jié)合體201~210。此時，構(gòu)筑存儲在計算機10的數(shù)據(jù)庫11。分別測定エ件101的作為第N孔的、厚度t、沉頭孔深度d、平滑度A、以及作為平滑度B的厚度b、沉頭孔深度Cl1、平滑度A1、以及平滑度も。對于エ件102~110也同樣地測定厚度t2~t1(l、沉頭孔深度d2~d1(l、平滑度A2~Altl以及平滑度B2~Bltl。數(shù)據(jù)庫11被構(gòu)筑成對于第N孔包括厚度h~t1(l、沉頭孔深度Cl1~d1(l、平滑度A1~Altl以及平滑度B1~B1(l。這樣，在數(shù)據(jù)庫11，對每個孔進行數(shù)據(jù)管理。 [0037]參照圖8，在本實施方式涉及的緊固方法中，基于數(shù)據(jù)庫11和結(jié)合體200的圖面數(shù)據(jù)12，決定針對第N孔的沉頭孔深度計算式13。在此，圖面數(shù)據(jù)12是指定結(jié)合體200的尺寸等的數(shù)據(jù)。例如，基于沉頭孔深度Cl1~d1(l、平滑度A1~Altl以及平滑度B1~Bltl決定沉頭孔深度計算式13。沉頭孔深度計算式13是用于如下用途的式:從在前的エ件100 (在前被緊固的エ件)的平滑度A以及B，決定在后的エ件100 (在后被緊固的エ件)的沉頭孔深度山使在后的エ件100的平滑度B在規(guī)定的范圍內(nèi)。通過利用沉頭孔深度計算式13，能夠預先考慮鉆入量△ t而決定沉頭孔深度d。
[0038]參照圖9，利用沉頭孔深度計算式13說明從エ件111~121制造結(jié)合體211~221的方法。エ件111~121的每ー個是エ件100。結(jié)合體211~221的每ー個是結(jié)合體200。從エ件111~121，經(jīng)過鉆孔エ序、緊固部件配置エ序以及緊固エ序，制造結(jié)合體211~221。利用沉頭孔深度計算式13從エ件111~121制造結(jié)合體211~221的方法，除下述說明之外，與參照圖2~圖7說明的上述方法相同。由于要利用于エ件111的鉆孔エ序，計算機10利用沉頭孔深度計算式13從平滑度Altl以及Bltl決定沉頭孔深度dn，輸出沉頭孔深度dn。在エ件111的鉆孔エ序中，形成具有沉頭孔深度dn的帶沉頭孔的孔100a。測定エ件111的厚度tn、沉頭孔深度dn、平滑度A11以及平滑度B11,追加到數(shù)據(jù)庫11。對于エ件112~221也與エ件111的情況相同地，利用沉頭孔深度計算式13從前ー個エ件的平滑度A以及B決定沉頭孔深度d12~d21,形成具有沉頭孔深度d12~d21的帶沉頭孔的孔100a。進一歩地，對エ件112~221測定厚度t12~t21、沉頭孔深度d12~d21、平滑度A12~A21以及平滑度B12~B21，追加到數(shù)據(jù)庫11。
[0039]根據(jù)本實施方式，由于基于在前的エ件100的平滑度A以及B決定在后的エ件100的沉頭孔深度d，所以能夠容易地將在后的エ件100的平滑度B管理在規(guī)定的范圍。
[0040]也可以從平滑度A11~A2tl的平均值以及平滑度B11~B2tl的平均值決定エ件121的沉頭孔深度d21，以代替從平滑度A20以及平滑度B2tl決定エ件121的沉頭孔深度d21。利用多個エ件100的數(shù)據(jù)決定應當在在后的エ件100形成的帶沉頭孔的孔IOOa的沉頭孔深度山所以在只有一個顯示異常鉆入量At的エ件100存在時，防止該エ件100的平滑度A以及B對決定在后的エ件的沉頭孔深度d帶來大的影響。
[0041]此外，優(yōu)選地，如果能夠看出平滑度A和平滑度B之間的相關(guān)關(guān)系，則以能夠僅從平滑度A決定沉頭孔深度d的方式?jīng)Q定沉頭孔深度計算式13，利用該沉頭孔深度計算式13從在前的エ件100的平滑度A決定在后的エ件100的沉頭孔深度d。這樣，就能夠在在前的エ件100的緊固エ序結(jié)束之前執(zhí)行在后的エ件100的鉆孔エ序。
[0042](第二實施方式)
[0043]本發(fā)明的第二實施方式涉及的緊固方法，除下述說明之外與第一實施方式涉及的緊固方法相同。
[0044]參照圖10，說明利用把握長度決定表格14從エ件111?121制造結(jié)合體211?221的方法。把握長度決定表格14是如下所述的表格-J人工件100的厚度t以及沉頭孔深度d決定用于該エ件100的緊固的緊固部件25的把握長度L，使該エ件100的突出量P在規(guī)定的范圍內(nèi)。為了利用于エ件111的緊固部件配置エ序，計算機10利用把握長度決定表格14從厚度tn以及沉頭孔深度dn決定把握長度し在エ件111的緊固部件配置エ序中，選擇具有被決定的把握長度L的緊固部件25，將選擇的緊固部件配置在エ件111的帶沉頭孔的孔100a。對于エ件112?121也與エ件111的情況相同地，選擇應當在エ件112?121的帶沉頭孔的孔IOOa配置的緊固部件25。
[0045]根據(jù)本實施方式，能夠使突出量P可靠地處于規(guī)定的范圍內(nèi)。因此，不需要將配置在帶沉頭孔的孔IOOa的緊固部件25更換成其它的緊固部件25。
[0046]此外，優(yōu)選地，在上述第一實施方式以及第ニ實施方式中，基于在決定沉頭孔深度計算式13之后獲得的數(shù)據(jù)(例如，エ件111?115的沉頭孔深度dn?d15、平滑度A11?A15以及平滑度B11?B15)更新沉頭孔深度計算式13，利用更新的沉頭孔深度計算式13決定エ件121的沉頭孔深度d21。這樣，能夠?qū)⒆钚碌臄?shù)據(jù)反映在沉頭孔深度計算式13。
[0047]以上，參照實施方式說明了根據(jù)本發(fā)明的緊固方法，但是本發(fā)明并不限于此，上述實施方式的各種變更也包含在本發(fā)明中。例如，本發(fā)明也適用與利用鉚釘?shù)木o固方法。
[0048]以上，參照實施方式說明了本發(fā)明，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式，能夠在上述實施方式進行各種變更。也能夠?qū)⑸鲜鰧嵤┓绞交ハ嘟M合。
[0049]本申請以2011年4月28日申請的日本申請?zhí)卦?011-100643號作為基礎(chǔ)主張優(yōu)先權(quán)，在此引用其公開的全部內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種復合材料部件的緊固方法，包括: 測定配置在第一帶沉頭孔的孔的第一緊固部件的第一平滑度，該第一帶沉頭孔的孔形成在作為重疊的多個復合材料部件的第一被緊固物； 基于所述第一平滑度決定第二沉頭孔深度； 在作為重疊的多個復合材料部件的第二被緊固物形成具有所述第二沉頭孔深度的第ニ帶沉頭孔的孔； 利用配置在所述第二帶沉頭孔的孔的第二緊固部件緊固所述第二被緊固物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合材料部件的緊固方法，其特征在干，進ー步包括: 在測定所述第一平滑度之后，利用所述第一緊固部件緊固所述第一被緊固物； 在緊固所述第一被緊固物之后，測定所述第一緊固部件的第二平滑度， 在決定所述第二沉頭孔深度時，基于所述第一平滑度以及所述第二平滑度決定所述第ニ沉頭孔深度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的復合材料部件的緊固方法，其特征在干，進ー步包括: 測定在應當形成所述第二帶沉頭孔的孔的部位的所述第二被緊固物的厚度； 基于所述第二沉頭孔深度以及所述厚度選擇所述第二緊固部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的復合材料部件的緊固方法，其特征在干，進ー步包括: 在決定所述第二沉頭孔深度時，利用沉頭孔深度計算式?jīng)Q定所述第二沉頭孔深度；在緊固所述第二被緊固物之前，測定配置在所述第二帶沉頭孔的孔的所述第二緊固部件的第二緊固部件第一平滑度； 在緊固所述第二被緊固物之后，測定配置在所述第二帶沉頭孔的孔的所述第二緊固部件的第二緊固部件第二平滑度； 基于所述第二緊固部件第一平滑度、所述第二緊固部件第二平滑度以及所述第二沉頭孔深度更新所述沉頭孔深度計算式； 基于更新的所述沉頭孔深度計算式?jīng)Q定第三沉頭孔深度； 在作為重疊的多個復合材料部件的第三被緊固物形成具有所述第三沉頭孔深度的第三帶沉頭孔的孔； 利用配置在所述第三帶沉頭孔的孔的第三緊固部件緊固所述第三被緊固物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的復合材料部件的緊固方法，其特征在干， 所述第一緊固部件具有第一平頭螺栓， 所述第二緊固部件具有第二平頭螺栓， 緊固所述第二被緊固物包括在所述第二平頭螺栓安裝螺母。
【文檔編號】B21J15/28GK103492729SQ201280020246
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月28日
【發(fā)明者】池田結(jié)輔, 船渡俊行, 稻垣隆大, 中村干夫, 池田陽介, 黑井邦宏, 鈴木章仁, 近藤裕司, 山下貢丸 申請人:三菱重工業(yè)株式會社