CN101229598A - 组合式蒙皮型面切边柔性多点支撑装置 - Google Patents
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Abstract
本发明组合式蒙皮型面切边柔性多点支撑装置，由若干个定位板、若干个调形组件组成；该定位板为扁“T”型，其上有螺纹孔和配合面，该调形组件由基枕和钉高调整单元组成；调形组件在X方向上平行放置，中心间距为定值，定位板在Y方向上分成对称的两列，每个定位板联结两相邻的调形组件的同一端；该基枕呈长方体，其上有定位孔、螺纹孔、配合面；基枕上一字排开均匀分布着定位孔，钉高调整单元固定于其中；该钉高调整单元由大螺柱、螺钉、锁紧螺母、旋转钉、可换钉套、联结筒、万向装置、真空发生器、真空吸盘组成。本发明的装置实现了柔性夹持，减少了专用夹具和工装，经济和时间效益显著。
Description
(一)技术领域：
本发明涉及一种组合式蒙皮型面切边柔性多点支撑装置，属于机械工程/板料成形领域。
(二)背景技术：
飞机蒙皮零件具有外形复杂多样、零件种类繁多等特点，其表面质量和形状精度对飞机的整体性能有重要影响。目前，蒙皮成形和切边、测量中，主要采用实体模具，因此需要给每一个蒙皮设计实体模，导致研制周期中绝大部分时间用于模具和相关工装的设计制造。因此，传统的模具工装和工艺方法已不适应现代飞机的快速研制和批生产的需要，而省时高效的柔性多点成形技术逐渐应用于工厂生产。
(三)发明内容：
本发明的目的在于提供一种组合式蒙皮型面切边柔性多点支撑装置，以解决当前蒙皮拉形后的切边过程中所需要的实体模具数量过多、工装重用性差、工装制造时间长的问题。本发明将传统的实体模具离散化，变成形状可调的“柔性模具”，由若干个钉高调整单元的顶端调节形成的不同的包络面，来实现对任意形状任意大小的板材夹持。
本发明采用模块化的设计思想，整个装置由若干个定位板、若干个调形组件组成。
所述的定位板为扁“T”型，其上有螺纹孔和配合面，用来实现调形组件之间的联结定位。
所述的调形组件是由基枕和钉高调整单元组成的。
若干个调形组件在X方向上平行放置，中心间距均为定值，该值由相邻两个调形组件之间的定位板的长度决定。若干个定位板在Y方向上分成对称的两列，每个定位板联结两个相邻的调形组件的同一端。不同数量的调形组件和定位板的联结组合，可以形成尺寸规格不同的支撑装置。调形组件和定位板的个数可根据蒙皮零件的尺寸来确定。
所述的基枕呈长方体，其上有定位孔、螺纹孔、配合面等。基枕上一字排开均匀分布着5个定位孔，所述的钉高调整单元固定于其中。整个装置安装完成后，每个调形组件中有5个钉高调整单元，每个钉高调整单元横向、纵向间距都是相同的。这些间距保证了手动调节钉高时需要的工作空间足够充分。
基枕和定位板通过螺钉、配合面联结，构成整个装置的底部框架。该框架是一个方形结构：在X方向上有若干个间距相同的平行基枕；在Y方向上有两列平行的对称的定位板。
所述的钉高调整单元是由大螺柱、螺钉、锁紧螺母、旋转钉、联结筒、万向装置、真空发生器、真空吸盘组成的。
所述的大螺柱的根部安装在基枕的定位孔中。大螺柱的上半部分有细螺纹，下半部分有一个平台，平台上有通孔，螺钉通过该通孔与基枕联结固定。
所述的锁紧螺母和旋转钉都旋合在大螺柱上。锁紧螺母在旋转钉的下方
所述的联结筒是一个圆筒形的联结零件，联结旋转钉和万向装置。
所述的万向装置由万向I、万向II、万向III、万向IV组成。万向I与联结筒相联，万向III与真空发生器相联。万向II和万向IV闭合，其间有一个球腔；万向III的一端是球形，该球形端被所述的球腔包裹并可以在球腔内转动，从而实现该装置的转向作用。
所述的真空发生器是一个整体化的零件，一端直接安装在真空吸盘上，另一端的螺纹连接可方便的与万向III联接。该发生器是可以从市场上直接采购的。
所述的真空吸盘是直接吸附、接触蒙皮零件的装置，根据相关计算，从市场上直接采购。
锁紧螺母和旋转钉在大螺柱上的旋转升降，带动真空吸盘的升降。于是若干个真空吸盘的顶端就可以形成包络面，从而实现本装置的柔性支撑功能。
在钉高调整单元中，可以在旋转钉和联结筒之间加装可换钉套，可换钉套分为二级钉套和三级钉套两种，从而实现更大范围的钉高调节。钉高调节范围：使用二级钉套时是0-130mm，使用三级钉套时是0-180mm。
所述的二级钉套和三级钉套是空心的圆柱体，它们的结构相同，只是长度尺寸不同。
万向装置最大能够偏离铅锤方向30°，能够保证真空吸盘在适应不同曲率形状的蒙皮时的转动要求。
本发明一种组合式蒙皮型面切边柔性多点支撑装置，其优点及功效在于：
1.将实体模具离散化，把形状固定的模具变为形状可调的柔性多点支撑装置，从而使一套本装置完成了若干个不同实体模具的支撑功能，大大减少了工装的数量；
2.将本装置模块化设计，整个装置由若干个定位板、若干个调形组件组成，减少了零部件，提高了装置的整体装配性能；
3.可以根据蒙皮零件的尺寸，选择定位板、调形组件的数量，实现了一套本装置对不同尺寸的蒙皮零件的支撑，而这是单个实体模具无法实现的；
4.在具体的结构设计上的创新：定位块、钉高调整单元等。这些有效地实现了节省材料和空间的目的，并且使装置的结构简单可靠。
综上，组合式蒙皮型面切边柔性多点支撑装置，实现了柔性夹持，大量减少专用夹具和工装，降低了成本，减少了协调环节，缩短了生产准备周期，经济和时间效益显著。
(四)附图说明：
图1为本实用新型的立体结构示意图。
图2为本实用新型的主视图。
图3为本实用新型的俯视图。
图4为本实用新型的左视图。
图5为本实用新型的局部爆炸示意图。
图6为钉高调整单元爆炸示意图。
图中标号及符号说明如下：
1、螺钉 2、定位板 3、基枕 4、钉高调整单元
5、大螺柱 6、螺钉 7、锁紧螺母 8、旋转钉
9、可换钉套 10、联结筒 11、万向I 12、万向II
13、万向III 14、万向IV 15、真空发生器 16、真空吸盘
17、调形组件 18、定位孔 19、配合面I 20、配合面II
(五)具体实施方式：
本发明一种组合式蒙皮型面切边柔性多点支撑装置，采用模块化的设计思想，如图1所示，是由若干个定位板2、若干个由基枕3和钉高调整单元4组成的调形组件17构成。
如图2、图3、图4中：横向放置的为调形组件17，纵向放置的为定位板2。
定位板2为扁“T”型，其上设有螺纹孔和配合面20。
如图5所示，所述的调形组件17是由基枕3和钉高调整单元4组成的。
基枕3呈长方体，其上设有定位孔18、螺纹孔、配合面等。基枕上一字排开均匀分布着5个定位孔，钉高调整单元4分别插入基枕3的定位孔18中。
调形组件17通过基枕3和定位板2以螺钉1联结紧固，定位板2上的配合面20和基枕3上的配合面19为相互接触的面，这一对配合面起定位作用，如图5所示。每个调形组件17的中心的间距为定值，该值由定位板2的两个对称的配合面20决定。整个装置安装完成后，每个调形组件中有5个钉高调整单元，每个钉高调整单元横向、纵向间距都是相同的。这些间距保证了手动调节钉高时需要的工作空间足够充分。
其中，所述的钉高调整单元4是由大螺柱5、螺钉6、锁紧螺母7、旋转钉8、可换钉套9、联结筒10、万向I11、万向II12、万向III13、万向IV14、真空发生器15、真空吸盘16组成的；如图7所示。大螺柱5的上半部分上有较大长度的细螺纹，下半部分有一个平台，平台上有通孔；旋转钉8的底部有一定长度的内螺纹。大螺柱5的根部插入基枕3的定位孔18中，起到定位作用。螺钉6通过大螺柱平台上的通孔实现大螺柱5和基枕3的联结紧固。锁紧螺母7和旋转钉8都旋合在大螺柱5上，锁紧螺母7在旋转钉8的下方。可换钉套9为空心的圆柱体，安装在旋转钉8的顶部。联结筒10为圆筒形零件，一端联结可换钉套9，另一端联结万向I11，万向II12和万向IV14闭合，其间有一个球腔；万向III13的一端是球形，该球形端被所述的球腔包裹并可以在球腔内转动，从而实现该装置的转向作用；另一端与真空发生器相联。
所述的真空发生器15是一个整体化的零件，一端直接安装在真空吸盘16上，另一端的螺纹连接可方便的与万向III联接。该发生器是可以从市场上直接采购的。
所述的真空吸盘16是直接吸附、接触蒙皮零件的装置，与真空发生器相联结；该真空吸盘可根据相关计算，从市场上直接采购。
在不需要使用可换钉套9的时候，联结筒10直接安装在旋转钉8的顶端。
由于基枕3的长度约为670mm、定位板2的长度约为140mm，根据蒙皮零件的尺寸，选择调形组件17(基枕3)和定位板的数量，就可以组成几何尺寸不同的支撑装置。举例说：当蒙皮零件的尺寸为600mm×800mm时，基枕3和定位板2的个数分别为6和10；当蒙皮零件的尺寸为600mm×900mm时，基枕3和定位板2的个数分别为7和12；当蒙皮零件的尺寸为1000mm×1000mm时，基枕3和定位板2的个数分别为14和24。
钉高调节的具体操作如下：
如图8所示，将锁紧螺母7旋到最低，旋转钉8在大螺柱5上旋转，圆周运动变为直线运动，引起顶端的真空吸盘16的上下运动。当把真空吸盘16调节到需要的高度的时候，使锁紧螺母7的上端面和旋转钉8的下端面紧紧贴合，从而确定了钉高不再变化。若干个已经分别调节好钉高的真空吸盘16的顶端就形成了包络面，从而实现对蒙皮型面的有效支撑。当需要改变钉高的时候，重复上面的过程即可。
Claims (9)
1.一种组合式蒙皮型面切边柔性多点支撑装置，采用模块化的设计思想，由若干个定位板、若干个调形组件组成，其特征在于：该定位板为扁“T”型，其上有螺纹孔和配合面，用来实现调形组件之间的联结定位；该调形组件是由基枕和钉高调整单元组成的；调形组件在X方向上平行放置，中心间距均为定值，定位板在Y方向上分成对称的两列，每个定位板联结两个相邻的调形组件的同一端；不同数量的调形组件和定位板的联结组合，形成尺寸规格不同的支撑装置；
该基枕呈长方体，其上有定位孔、螺纹孔、配合面；基枕上一字排开均匀分布着定位孔，该钉高调整单元固定于其中；
该基枕和该定位板通过螺钉、配合面联结，构成整个装置的底部框架；
该钉高调整单元是由大螺柱、螺钉、锁紧螺母、旋转钉、联结筒、万向装置、真空发生器、真空吸盘组成的；该大螺柱的根部安装在基枕的定位孔中，大螺柱的上半部分有细螺纹，下半部分有一个平台，平台上有通孔，螺钉通过该通孔与基枕联结固定；该锁紧螺母和旋转钉都旋合在大螺柱上，锁紧螺母在旋转钉的下方；该联结筒是一个圆筒形的联结零件，联结旋转钉和万向装置；该万向装置由万向I、万向II、万向III、万向IV组成，万向I与联结筒相联，万向III与真空发生器相联，万向II和万向IV闭合，其间有一个球腔，万向III的一端是球形，该球形端被该球腔包裹并可以在球腔内转动，从而实现该装置的转向作用；该真空发生器一端直接安装在真空吸盘上，另一端的螺纹连接与万向III联接；该真空吸盘是直接吸附、接触蒙皮零件的装置，与真空发生器相联结。
2.根据权利要求1所述的组合式蒙皮型面切边柔性多点支撑装置，其特征在于：该调形组件中心间距的定值是由相邻两个调形组件之间的定位板长度决定的。
3.根据权利要求1所述的组合式蒙皮型面切边柔性多点支撑装置，其特征在于：该调形组件和该定位板的个数根据蒙皮零件的尺寸来确定。
4.根据权利要求1所述的组合式蒙皮型面切边柔性多点支撑装置，其特征在于：该框架是一个方形结构：在X方向上有间距相同的平行基枕；在Y方向上有两列平行的对称的定位板。
5.根据权利要求1所述的组合式蒙皮型面切边柔性多点支撑装置，其特征在于：该锁紧螺母和该旋转钉在大螺柱上旋转升降，带动真空吸盘的升降；复数个真空吸盘的顶端形成包络面，实现柔性支撑。
6.根据权利要求1所述的组合式蒙皮型面切边柔性多点支撑装置，其特征在于：该钉高调整单元中，在旋转钉和联结筒之间加装可换钉套。
7.根据权利要求6所述的组合式蒙皮型面切边柔性多点支撑装置，其特征在于：该可换钉套分为二级钉套和三级钉套两种，从而实现更大范围的钉高调节。
8.根据权利要求7所述的组合式蒙皮型面切边柔性多点支撑装置，其特征在于：该二级钉套和三级钉套是空心的圆柱体，它们的结构相同，只是长度尺寸不同。
9.根据权利要求1所述的组合式蒙皮型面切边柔性多点支撑装置，其特征在于：该万向装置最大能够偏离铅锤方向30°，保证真空吸盘在适应不同曲率形状的蒙皮时的转动要求。
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