[發(fā)明專利]組合式可重構(gòu)柔性蒙皮拉伸成形模具

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810056659.3
• 申請日: 2008-01-23
• 公開（公告）號: CN101219453A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李東升;羅紅宇;陳麗;秦雁;黃源
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: B21D37/10
• 分類號: B21D37/10;B21D37/12;B21D22/20
• 代理公司: 北京慧泉知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王順榮;唐愛華

(一)技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種組合式可重構(gòu)柔性蒙皮拉伸成形模具，屬于機械工程/板料成形領(lǐng)域。

(二)背景技術(shù)：

飛機蒙皮零件具有外形復(fù)雜多樣、零件種類繁多等特點，其表面質(zhì)量和形狀精度對飛機的整體性能有重要影響，蒙皮主要采用拉伸成形(簡稱拉形)。

目前，在蒙皮拉形、測量和切邊過程中，均采用實體模具，因此每一個蒙皮零件都有一套對應(yīng)的實體模具，實體模具的設(shè)計、制造占據(jù)了飛機蒙皮制造周期的80％，并占用了大量的存放空間，且搬運、堆放等消耗也相當(dāng)可觀。因此，傳統(tǒng)的模具工裝和工藝方法已不適應(yīng)現(xiàn)代飛機的快速研制和批生產(chǎn)的需要，是實現(xiàn)飛機數(shù)字化制造的一個瓶頸問題。

基于多點成形原理的可重構(gòu)柔性模具的應(yīng)用是解決上述問題的一個很好的途徑。它通過多個密集沖頭組合成一個柔性拉形模具，通過調(diào)整每個沖頭的高度，構(gòu)成不同的包絡(luò)曲面，適用多種不同蒙皮零件的拉伸成形。柔性模具的應(yīng)用，大量減少專用夾具和工裝，降低了成本，減少了協(xié)調(diào)環(huán)節(jié)，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，經(jīng)濟(jì)和時間效益顯著。

可重構(gòu)柔性模具從結(jié)構(gòu)上看，分為調(diào)形沖頭，驅(qū)動系統(tǒng)，支撐底板和緊固外框4個部分。調(diào)形沖頭與驅(qū)動系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，采用不同的驅(qū)動形式?jīng)Q定了調(diào)形沖頭的設(shè)計與安裝形式。目前在實際生產(chǎn)中應(yīng)用可重構(gòu)柔性模具主要分為兩種：一、調(diào)形沖頭與驅(qū)動系統(tǒng)分離的串行式調(diào)形柔性模具；二、調(diào)形沖頭與驅(qū)動系統(tǒng)一體化設(shè)計的并行式調(diào)形柔性模具。串行式調(diào)形柔性模具成本低，但是調(diào)形速度慢，拉形過程中需要反復(fù)搬運柔性模具，不利于生產(chǎn)現(xiàn)場的應(yīng)用。并行式調(diào)形柔性模具成本較高，調(diào)形模塊與控制系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜，但其模塊化設(shè)計便于系統(tǒng)擴(kuò)展與維護(hù)，且調(diào)形速度快，適用于生產(chǎn)現(xiàn)場的應(yīng)用。

目前的并行式調(diào)形柔性模具設(shè)計只有原理圖，各個機構(gòu)和模具設(shè)計均無參考資料。本發(fā)明將基于并行調(diào)形的原理，對調(diào)形沖頭和驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行一體化設(shè)計，組成單元化、模塊化的調(diào)形單元，并根據(jù)調(diào)形單元的設(shè)計形式，進(jìn)行支撐底板和緊固外框的設(shè)計。

(三)發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于提供一種組合式可重構(gòu)柔性蒙皮拉伸成形模具，以克服當(dāng)前蒙皮拉伸成形實體模具數(shù)量過多的問題該模具通過調(diào)整每個沖頭的行程，構(gòu)造不同的包絡(luò)面，來完成多種蒙皮的拉伸成形，從而實現(xiàn)一套模具完成多種型號蒙皮拉伸成形，減少工裝，縮短工期。

本發(fā)明一種組合式可重構(gòu)柔性蒙皮拉伸成形模具，主要包括調(diào)形單元、底部支撐定位單元、邊框緊固單元和壓邊緊固單元。

所述的調(diào)形單元，如圖3所示，為一個獨立的、單元化的可調(diào)整沖頭運動系統(tǒng)，是整個可重構(gòu)柔性模具的關(guān)鍵部件，調(diào)形單元底部與底部支撐定位單元的定位板接觸，每個調(diào)形單元相互擠靠，在所有調(diào)形單元擺放完畢后，通過邊框緊固單元的大側(cè)板和小側(cè)板的連接緊固而固定。調(diào)形單元包括釘身裝配單元、連接單元和箱體單元。該調(diào)形單元作為一個發(fā)明專利另案申請。

所述的底部支撐定位單元是一組定位和支撐裝置，由定位板、墊塊和支撐板組成。定位板與調(diào)形單元底部接觸，是調(diào)形單元的定位基準(zhǔn)。在定位板上設(shè)置有與調(diào)形單元對應(yīng)的定位板通孔，用于調(diào)形單元電源線和數(shù)據(jù)線的聯(lián)結(jié)；定位板下表面設(shè)有與墊塊通孔對應(yīng)的定位板螺紋孔；支撐板是整個組合式柔性模具的承受體，它與拉伸成形機工作平臺相連，是整個柔性模具的基準(zhǔn)塊，其上設(shè)置有階梯軸孔。墊塊是一個長方形長條，其上設(shè)有通孔，與支撐板上的階梯軸孔相對應(yīng)。連接螺釘通過階梯軸孔、墊塊通孔和定位板螺紋孔將支撐板、墊塊和定位板固定連接。

其中，整個底部支撐定位單元承受蒙皮拉伸成形過程中，通過調(diào)形單元傳遞過來的Z向壓力。

所述的邊框緊固單元由大側(cè)板、小側(cè)板、緊固螺釘組成。大側(cè)板和小側(cè)板的側(cè)面均有兩個相互垂直的定位連接面，每個定位連接面上相隔適當(dāng)距離設(shè)置有螺紋安裝孔。相鄰的大側(cè)板和小側(cè)板的定位連接面互相錯開，利用過定位裝配方式進(jìn)行連接，并通過緊固螺釘將大側(cè)板和小側(cè)板進(jìn)行螺接緊固；由此構(gòu)成一個整體外框，即邊框緊固單元，從而實現(xiàn)對調(diào)形單元的定位，以及承受蒙皮拉伸成形過程中通過調(diào)形單元傳遞過來的側(cè)向力。

其中，大側(cè)板下部開有通孔，用于通過調(diào)形單元電機的電源線和數(shù)據(jù)線。

所述的壓邊緊固單元由壓邊塊和壓邊螺釘組成。大側(cè)板和小側(cè)板通過螺釘與底部支撐單元中支撐板連接，利用壓邊塊進(jìn)行壓緊固定。壓邊緊固單元通過壓邊塊和壓邊螺釘，將邊框緊固單元和底部支撐定位單元進(jìn)行螺接緊固。

其中，壓邊塊為橫“L”形，上部開有長圓孔，這樣不僅可以起到壓緊作用，而且可以調(diào)整大側(cè)板、小側(cè)板和支撐板連接之間的間隙。