一种FET1200型蒙皮拉形机的模具快速更换系统的制作方法

本发明涉及飞机蒙皮制造技术领域，具体为一种fet1200型蒙皮拉形机的模具快速更换系统。

背景技术：

飞机蒙皮是指包围在飞机骨架结构外且用粘接剂或铆钉固定于骨架上，形成飞机气动力外形的维形构件。在制作飞机蒙皮时，通常是根据飞机骨架结构各部分的轮廓制作蒙皮零件，再将其铆接在飞机骨架上形成完整的构件，故蒙皮零件的外形复杂、产品种类多、生产批量小。

目前，通常采用拉伸成形工艺制作飞机蒙皮零件，法国acb公司生产的fet1200型蒙皮拉形机是一种用于蒙皮零件横向拉伸成形的设备，其主要包括机架、垫块、移动龙门装置和两套拉伸装置，该拉伸装置设置于垫块的两侧，其包括液压钳口、两个水平油缸和两个垂直油缸，液压钳口在两个水平油缸和两个垂直油缸的带动下可进行多自由度的移动。模具通过垫块垫设在机架上方，两套拉伸装置分设于模具两侧。在使用时，将与待加工蒙皮零件相匹配的的模具安装在垫块上，坯料置于模具上，其两侧被液压钳口夹紧，在上述油缸的带动下，两个液压钳口夹持坯料的两端并以模具为基准进行拉伸，直至完成蒙皮零件的制作。

然而，因上述飞机蒙皮零件外形复杂、产品种类多、生产批量小，实际生产过程中需要频繁地进行模具的更换工作。而现有技术中蒙皮拉形机的模具更换工作主要是利用生产车间内的桥式起重机进行模具运输，再通过人工安装对齐的方式进行，该更换模具的工作在蒙皮拉形机的工作区域进行，当更换模具时，蒙皮拉形机处于停机等待的状态，无法进行拉形作业，这导致该蒙皮拉形机的工作效率低，其生产产能已经无法满足我国航空事业高速发展的需要。

另外，在采用拉伸成形工艺制作蒙皮零件时，主要包括初拉、淬火处理、终拉（补拉）等工序。由于蒙皮零件在淬火过程中会产生淬火残余应力，影响蒙皮零件的加工质量，故在实际生产中，要求蒙皮零件必须在淬火后规定时间内（一般为2h）通过补拉工作来实现消除淬火残余应力的目的。现有技术中的模具更换方式，其更换速度和更换质量通常由操作人员的经验决定，难以保证中途换模后，初拉和终拉工作时模具处于同一位置，同时亦难以保证在规定时间内完成模具更换，这都会对蒙皮零件的加工质量造成影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种fet1200型蒙皮拉形机的模具快速更换系统，其自动化程度高，模具更换快捷方便，更易于保证蒙皮零件的加工精度。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种fet1200型蒙皮拉形机的模具快速更换系统，包括模具更换轨道装置和两个移动工作台，两个所述移动工作台均可移动的设置于所述模具更换轨道装置上；

所述模具更换轨道装置包括工作区轨道装置和两个准备区轨道装置，两个所述准备区轨道装置分别与所述工作区轨道装置的两端连接；

所述工作区轨道装置和所述移动工作台俯视均呈王字形，所述工作区轨道装置和所述移动工作台的王字形缺口尺寸相适配。

进一步的，所述准备区轨道装置包括中心轨道a和平行设置于中心轨道a两侧的侧边轨道a，所述工作区轨道装置包括中心轨道b和平行设置于中心轨道b两侧的侧边轨道b，所述中心轨道b的两端分别与两根中心轨道a连接，所述侧边轨道b的两端分别与位于两个所述准备区轨道装置同侧的两根侧边轨道a连接；

所述侧边轨道b为分段轨道，所述侧边轨道b的分段位置与所述工作区轨道装置的王字形缺口位置对应。

进一步的，所述移动工作台包括王字形结构的平台车身，所述平台车身的底部居中位置设置有若干主动车轮装置和若干从动车轮，所述从动车轮与所述中心轨道a和中心轨道b均相适配；

所述主动车轮装置包括双输出轴的减速电机，所述减速电机的两个输出轴均固定连接有万向联轴器，所述万向联轴器的另一端固定连接有主动车轮，所述主动车轮与所述侧边轨道a和侧边轨道b均相适配。

进一步的，所述主动车轮装置设置有四组，所述从动车轮设置有两个。

进一步的，所述中心轨道b和侧边轨道b均包含若干可升降的轨道段，所述工作区轨道装置上固定设置有若干顶升液压缸，所述顶升液压缸的活塞杆端部与所述轨道段的底部固定连接，所述顶升液压缸用于带动所述轨道段升降。

进一步的，还包括固定式龙门机构，所述固定式龙门机构包括四根支撑柱和滑块装置，所述滑块装置设置于所述工作区轨道装置的正上方，四根所述支撑柱分别固定设置在所述工作区轨道装置外的四周，所述支撑柱用于支撑所述滑块装置。

进一步的，所述工作区轨道装置的王字形各缺口处均设置有可伸缩的覆盖板。

本发明的有益效果是：

1.该fet1200型蒙皮拉形机的模具快速更换系统设置更换轨道装置和两个移动工作台，更换轨道装置包括工作区轨道装置和两个准备区轨道装置，当一个移动工作台在工作区轨道装置上进行蒙皮拉形作业时，另一个移动工作台在准备区轨道装置上可同步进行模具更换工作。当蒙皮拉形作业完成后仅需转换两个移动工作台位置即可完成模具更换工作，相比于传统的模具更换方式，减少了蒙皮拉形机的停机等待时间，显著的提高了蒙皮拉形生产的工作效率。

2.上述移动工作台采用王字形的结构设计方式，解决移动工作台与拉形机垂直油缸的运动干涉问题；设置四组主动车轮和两个从动车轮，避免出现因车轮悬空而导致的车体失衡，使移动工作台的移动更加平稳。

3.上述工作区轨道装置中设置有若干可升降的轨道段，各轨道段分别与移动工作台的各车轮相对应，由顶升液压缸带动其升降。当轨道段升起时，其顶面与轨道顶面齐平，供移动工作台正常行走；当轨道段下降时，可带动移动工作台的车轮一起下降，移动工作台的平台车身整体与工作区轨道装置接触承力，承力更为稳定，消除了蒙皮拉形工作中潜在的安全隐患。

4.将传统的移动龙门机构改造为四点固定的固定式龙门机构，不仅解决了移动工作台与移动龙门机构之间的运动干涉问题，同时提高了蒙皮拉形工作的工作效率和加工精度。

附图说明

图1为本发明一种fet1200型蒙皮拉形机的模具快速更换系统的结构示意图；

图2为模具更换轨道装置的结构示意图；

图3为工作区轨道装置的结构示意图；

图4为移动工作台底部的结构示意图；

图5为现有技术中fet1200型蒙皮拉形机的结构示意图；

图6为本发明一种fet1200型蒙皮拉形机的模具快速更换系统用于蒙皮拉形机时的使用状态图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图5所示，现有技术中fet1200蒙皮拉形机主要包括机架、垫块55、移动龙门装置54和两套拉伸装置5，上述两套拉伸装置5设置于垫块的两侧，其包括液压钳口53、两个水平油缸51和两个垂直油缸52。两个水平油缸51布置在机架顶平面上，其缸筒的一端与机架铰接，其活塞杆的一端与液压钳口53铰接。两个垂直油缸52与水平油缸51约为垂直布置，垂直油缸52的活塞杆穿过机架，其活塞杆端部与液压钳口53铰接。液压钳口53在两个水平油缸51和两个垂直油缸52的带动下可进行多自由度的移动。在制作飞机蒙皮零件时，模具通过垫块55垫设在机架上方，两套拉伸装置5分设于模具两侧。在使用时，将与待加工蒙皮零件相匹配的的模具安装在垫块55上，坯料置于模具上，其两侧被液压钳口53夹紧，在上述油缸的带动下，两个液压钳口53夹持坯料的两端并以模具为基准进行拉伸，直至完成蒙皮零件的制作。因飞机蒙皮零件外形复杂、产品种类多、生产批量小，实际生产过程中需要频繁地进行模具的更换工作。而上述蒙皮拉形机的模具更换工作主要是利用生产车间内的桥式起重机进行模具运输，再通过人工安装对齐的方式进行，该更换模具的工作在蒙皮拉形机的工作区域进行，当更换模具时，蒙皮拉形机处于停机等待的状态，无法进行拉形作业，这导致该蒙皮拉形机的工作效率低。该种模具更换方式，其更换速度和更换质量通常由操作人员的经验决定，难以保证准确和快速的更换模具，甚至于会对蒙皮零件的加工质量造成影响。

基于上述原因，本发明提供一种fet1200型蒙皮拉形机的模具快速更换系统，其结构如图1至图4所示，包括模具更换轨道装置和两个移动工作台1，两个移动工作台1均可移动的设置于模具更换轨道装置上。模具更换轨道装置包括工作区轨道装置2和两个准备区轨道装置3，两个准备区轨道装置3分别与工作区轨道装置2的两端连接。工作区轨道装置2和移动工作台1俯视均呈王字形，工作区轨道装置2和移动工作台1的王字形缺口尺寸相适配。

在实施时，该模具快速更换系统用于fet1200型蒙皮拉形机中，其安装结构如图6所示，工作区轨道装置2固定设置在蒙皮拉形机的两个拉伸装置5之间，工作区轨道装置2的王字形各缺口位置分别与四个垂直油缸52的位置相对应。当进行蒙皮作业时，垂直油缸52会绕其尾部的耳环中心摆动，通过上述设置，上述各缺口内形成了摆动区域，允许垂直油缸在其内摆动而不会发生干涉。进一步的，工作区轨道装置2的王字形各缺口处均设置有可伸缩的覆盖板20，该覆盖板20为多层窄板依次可滑动连接的结构，其一端固定设置，另一端与垂直油缸52连接，随垂直油缸52的摆动而伸缩，可有效对该缺口位置进行必要的覆盖，避免工具、零件等从该缺口处跌落。

上述整个模具更换轨道装置垂直与蒙皮拉形机的水平油缸51布置，在使用时，一个移动工作台1行走至工作区轨道装置2上，进行蒙皮零件的拉形作业；另一个移动工作台1停留在其中一个准备区轨道装置3上，同步进行垫块、模具的更换工作。通过两个移动工作台1的位置转换，两个移动工作台1可交替进入工作区轨道装置2上，实现了双工位的同时作业，即在进行蒙皮拉形作业时同步进行下一次拉形所用的模具更换工作。当本次拉形作业完成时，下次所需模具更换已经完成，仅需要通过移动移动工作台1即可快进行拉形工作，免除了蒙皮拉形机停机等待的时间，其模具更换速度快，极大的提高了蒙皮拉形机的工作效率，亦有利于保证蒙皮零件的加工质量。

上述准备区轨道装置3包括中心轨道a31和平行设置于中心轨道a31两侧的侧边轨道a32，工作区轨道装置2包括中心轨道b21和平行设置于中心轨道b21两侧的侧边轨道b22，中心轨道b21的两端分别与两根中心轨道a31连接，侧边轨道b22的两端分别与位于两个准备区轨道装置3同侧的两根侧边轨道a32连接。侧边轨道b22为分段轨道，侧边轨道b22的分段位置与工作区轨道装置2的王字形缺口位置对应，该侧边轨道b22的分段位置亦用于避免与垂直油缸52发生干涉。移动工作台1包括王字形结构的平台车身11，平台车身11的底部居中位置设置有若干主动车轮装置和若干从动车轮12，从动车轮12与中心轨道a31和中心轨道b21均相适配。主动车轮装置包括双输出轴的减速电机13，减速电机13的两个输出轴均固定连接有万向联轴器14，万向联轴器14的另一端固定连接有主动车轮15，主动车轮15与侧边轨道a32和侧边轨道b22均相适配。在减速电机13的带动下，其输出轴带动两根万向联轴器14转动，进一步带动主动车轮15转动，从而实现移动工作台1在工作区轨道装置2和准备区轨道装置3上来回移动，进一步完成上述两个移动工作台1转换的过程，以实现快速更换模具的目的。设置从动车轮12在中心轨道a31和中心轨道b21上滚动，可使得移动工作台1在工作区轨道装置2和准备区轨道装置3上的转换过程中，有效避免当主动车轮15经过上述侧边轨道b22的分段位置而出现悬空时，出现的工作台整体失衡的情况。在具体实施时，主动车轮装置设置有四组，从动车轮12设置有两个。上述模具更换轨道装置整体可理解为包含三根平行的导轨。该三根导轨中，中心的导轨是连续的，两个从动车轮12行走在中心导轨上；两侧的导轨为避免与垂直油缸52发生干涉是断开的，每组主动车轮装置的两个主动车轮15分别行走在两侧的导轨上。在该具体设置中，当有主动车轮15出现悬空时，有上述从动车轮12和至少两组以上的主动车轮15与导轨保持接触，可有效确保移动工作台1行走时的平衡稳定。

因在进行蒙皮零件的拉形工作时，蒙皮拉形机的两个液压钳口53施加在模具上的压力高达1200吨，单纯以主动车轮15和从动车轮12作为拉形的承载部件，易造成移动工作台1发生结构损坏，存在极大的安全隐患。故中心轨道b21和侧边轨道b22均包含若干可升降的轨道段24，工作区轨道装置2上固定设置有若干顶升液压缸23，顶升液压缸23的活塞杆端部与轨道段24的底部固定连接，顶升液压缸23用于带动轨道段24升降。上述若干轨道段24分别与主动车轮15和从动车轮12相对应，当需要进行蒙皮作业时，移动工作台1行走至该工作区轨道装置2的上方，各主动车轮15和从动车轮12分别位于其对应的轨道段24的上方，此时顶升液压缸23的活塞杆缩回，主动车轮15和从动车轮12随轨道段24一起下降，直至平台车身11的底面与工作区轨道装置2的顶面接触，此时平台车身11整体为承力结构，其承力状态更为稳定，亦避免了因承力过大而造成结构损坏的情况。当蒙皮作业完成后，顶升液压缸23的活塞杆伸出时，轨道段24带动各车轮上升，直至轨道段24的顶面与整体轨道顶面齐平，可供移动工作台1在其上方畅通行走。另外，通过轨道段24的尺寸设计，可使其具备定位功能，当移动工作台1行走至各车轮刚好处于各轨道段24上时，即表示移动工作台1已进入工作位置，而不需要再由人工去将其与蒙皮拉形机的两个拉伸装置5对正，其操作方便、定位准确。

进一步的，该fet1200型蒙皮拉形机的模具快速更换系统，还包括固定式龙门机构4，固定式龙门机构包括四根支撑柱41和滑块装置42，滑块装置42设置于工作区轨道装置2的正上方，四根支撑柱41分别固定设置在工作区轨道装置2外的四周，支撑柱41用于支撑滑块装置。因飞机蒙皮零件的曲面形状尺寸各异，其拉形工作所使用的模具除了普通的凸型模具，还会使用到组合模具，即包含了上模和下模两个部分的模具。故此，现有的蒙皮拉形机设置有龙门机构，为了避免龙门机构与模具更换工作之间的干涉问题，该龙门机构通常为移动龙门机构。在进行此类蒙皮零件的拉形工作时，移动龙门机构驶入工作区并将上模固定在其滑块装置上，然后在滑块装置的作用下使上模升降以实现模具的开闭。当拉形工作结束后，取下上模，移动龙门机构驶回初始位置。该过程中，龙门机构需要频繁的在其初始位置与工作区之间进行移动，这种设计方式降低了蒙皮拉形生产的工作效率；同时，由于移动龙门机构的运动精度较差，影响了蒙皮拉形工作的加工精度。而依旧采用移动式龙门机构，其运行轨道将导致该快速更换系统的轨道无法铺设。故此，改为上述固定式龙门机构4，其四个支撑柱41分别固定设置在工作区轨道装置2外的四周，并不会对移动工作台1的位置转换产生影响，同时因换模工作在准备区轨道装置3上进行，亦不会对模具的更换工作造成干涉。相比于移动式龙门机构，其无需频繁运动，亦不会因运行精度低而影响加工精度，可有效提高蒙皮拉形工作的效率和蒙皮零件的加工质量。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。