專利名稱：組合式可重構(gòu)柔性蒙皮拉伸成形模具的制作方法
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?；诙帱c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 備周期，經(jīng)濟和時間效益顯著?？芍貥?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)擴展與維護，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，進行支撐 底板和緊固外框的設(shè)計。
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。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 配方式進行連接，并通過緊固螺釘將大側(cè)板和小側(cè)板進行螺接緊固；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。本發(fā)明一種組合式可重構(gòu)柔性蒙皮拉伸成形模具，其優(yōu)點和功效在于本 發(fā)明的模具設(shè)計基于模塊化設(shè)計思想具有很強的柔性。調(diào)形單元的獨立性很 強，便于安裝、維護和擴充；可根據(jù)實際需要更改底部支撐定位單元和邊框緊 固單元零件尺寸而獲得不同規(guī)格的模具(從120mmX60mm到1200nimX800腿，乃至更大尺寸)；整個系統(tǒng)抗干擾性強，模塊化程度高，易于維護；模具適應(yīng)范圍 廣，可根據(jù)蒙皮零件形狀調(diào)整出對應(yīng)的沖頭包絡(luò)面進行拉伸成形，極大的減少 了拉伸成形模具的數(shù)量。且本發(fā)明的可重構(gòu)柔性蒙皮拉伸成形模具使用效果良 好，能完成不同型面蒙皮拉伸成形，成形的蒙皮零件表面質(zhì)量好，貼模度等指 標均能滿足設(shè)計要求。

-圖1為組合式可重構(gòu)柔性蒙皮拉伸成形模具裝配2為組合式可重構(gòu)柔性蒙皮拉伸成形模具裝配爆炸3為調(diào)形單元結(jié)構(gòu)示意圖 '圖4為大側(cè)板示意5為小側(cè)板示意6為壓邊塊示意7為定位板示意圖 圖8為支撐板示意圖 圖9為墊塊示意中標號及符號說明如下 1、調(diào)形單元； 2、小側(cè)板;5、壓邊螺釘； 6、壓邊塊；9、連接螺釘； 10、22、小側(cè)板定位連接面；31-32、大側(cè)板定連接位面；71、81、通孔； 91、3、大側(cè)板； 4、緊固螺釘；7、定位板；8、墊塊； 支撐板； 21、小側(cè)板定位連接面;大側(cè)板定位連接面；定位板通孔； 72、定位板螺紋孔；支撐板階梯軸孔。具體實施例方式本發(fā)明一種組合式可重構(gòu)柔性蒙皮拉伸成形模具，如圖l、 2所示，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l，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1底部與底部支撐定位單元的定位板7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3和小側(cè)板2的連接緊固而固定。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7、墊塊8和 支撐板10組成。定位板7與調(diào)形單元1底部接觸，定位板7的上下兩面是定位 基準面，有很高的平面度和平行度要求。并為了便于調(diào)形單元l電源線和數(shù)據(jù) 線的連接，在定位板7與調(diào)形單元對應(yīng)安裝位置，有35個06mm的定位板通孔 71 (如圖7所示)。在定位板7的下表面，有12個與墊塊8的通孔相對應(yīng)的M16 深20ram的定位板螺紋孔72 (如圖7所示)。墊塊8設(shè)有3個①18mm的通孔81 (如圖9)，與定位板通孔71和支撐板階梯軸孔91相對應(yīng)。支撐板10上設(shè)有 與墊塊的通孔81相對應(yīng)的12個支撐板階梯通孔91 (下端為026mm，上端為① 18mm)，如圖8所示，使連接螺釘9能夠沉入其中。此外，支撐板10在四周還 有4個M16深20的螺紋 L用于于邊框緊固單元和壓邊緊固單元連接。支撐板IO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 性模具的基準塊。底部支撐定位單元的組裝，是使用連接螺釘9穿過支撐板10 與墊塊8后，與定位板7連接；12個連接螺釘9通過定位板螺紋孔72、墊塊通 孔81和支撐板階梯軸孔91將定位板7、墊塊8和支撐板10螺接在一起，調(diào)形 單元1的數(shù)據(jù)線和電源線通過定位板7和支撐板10之間的間隙(即幾個墊塊8 之間的空間)，穿過大側(cè)板3底部的通孔與柔性模具的控制系統(tǒng)連接。所述的邊框緊固單元由大側(cè)板3、小側(cè)板2、緊固螺釘4組成。大側(cè)板3 和小側(cè)板2的側(cè)面均有兩個相互垂直的定位連接面31、 32、 21、 22 (如圖4、 5), 每個定位連接面上相隔適當距離設(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行連接，并通過緊固螺釘4將大 側(cè)板3和小側(cè)板2進行螺接緊固；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。大側(cè)板3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。其中，所述的壓邊緊固單元由壓邊塊6和壓邊螺釘5組成。大側(cè)板3和小 側(cè)板2通過螺釘與底部支撐單元中支撐板10連接后，利用壓邊塊6進行壓緊固 定。壓邊塊為橫"L"形，上部開有長圓孔(如圖6)，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。當?shù)撞恐味?位單元和邊框緊固單元裝配完畢后，壓邊塊6的長圓形孔與小側(cè)板2底部的槽 孔和支撐板10的螺紋孔配合，通過壓邊螺釘5將底部支撐定位單元和邊框緊固 單元組裝起來。本發(fā)明一種組合式可重構(gòu)柔性蒙皮拉伸成形模具，其具體的裝配流程如下1、 裝配底部支撐定位單元；2、 用一塊大側(cè)板和小側(cè)板構(gòu)成一個開環(huán)的邊框緊固單元；3、 放置調(diào)形單元(35套)；4、 用另外的一套大側(cè)板和小側(cè)板封閉調(diào)形單元；5、 螺接各連接處，壓邊緊固。
權(quán)利要求
1、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，其特征在于該底部支撐定位單元由定位板、墊塊和支撐板組成；該定位板與該調(diào)形單元底部接觸，是調(diào)形單元的定位基準；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)；該定位板下表面設(shè)有與墊塊通孔對應(yīng)的定位板螺紋孔；該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塊，其上設(shè)有階梯軸孔；該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；該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，每個定位連接面上均設(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行連接，并通過緊固螺釘將大側(cè)板和小側(cè)板進行螺接緊固；該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后，利用壓邊塊進行壓緊固定；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行螺接緊固。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式可重構(gòu)柔性蒙皮拉伸成形模具，其特征在 于該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。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式可重構(gòu)柔性蒙皮拉伸成形模具，其特征在 于該邊框緊固單元實現(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。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式可重構(gòu)柔性蒙皮拉伸成形模具，其特征在于該大側(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。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式可重構(gòu)柔性蒙皮拉伸成形模具，其特征在 于該壓邊塊為橫"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。
全文摘要
本發(fā)明一種組合式可重構(gòu)柔性蒙皮拉伸成形模具，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；該底部支撐定位單元由定位板、墊塊和支撐板組成；該定位板與該調(diào)形單元底部接觸；定位板上設(shè)置有與調(diào)形單元對應(yīng)的定位板通孔；該支撐板上設(shè)有階梯軸孔；該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對應(yīng)；該邊框緊固單元由大側(cè)板、小側(cè)板、緊固螺釘組成；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連接；該壓邊緊固單元由壓邊塊和壓邊螺釘組成；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螺接緊固。本發(fā)明能完成不同型面蒙皮拉伸成形，成形的蒙皮零件表面質(zhì)量好。
文檔編號B21D37/10GK101219453SQ200810056659
公開日2008年7月16日 申請日期2008年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月23日
發(fā)明者李東升, 雁 秦, 羅紅宇, 麗 陳, 源 黃 申請人:北京航空航天大學(xué)