CN115383714A - 基于大型弧形蒙皮胶接工装的蒙皮快速自动划线装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于大型弧形蒙皮胶接工装的蒙皮快速自动划线装置，包括工装本体、划线定位组件和自动划线组件；所述划线定位组件设置在工装本体上，用于压紧蒙皮，并为蒙皮微调提供标准划线基准；所述自动划线组件用于配合所述划线定位组件对蒙皮自动划线。本发明通过设置自动划线组件实现了蒙皮的自动划线，划线过程通过保持划线刀竖向位置固定即可保证划线均匀一致，不会出现划线不均的情况，且可保证所划线为直线，避免划线出现误差。

Description

基于大型弧形蒙皮胶接工装的蒙皮快速自动划线装置

技术领域

本发明涉及航天航空加工设备技术领域，特别涉及一种基于大型弧形蒙皮胶接工装的蒙皮快速自动划线装置。

背景技术

目前，复合材料由于其优良的高比强度、高比模量、可设计性和抗疲劳性等性能，已经被广泛应用在航空、航天、汽车等多个领域。复合材料一般包括内蒙皮、外蒙皮和蜂窝板，成型方式为蜂窝板夹在内蒙皮和外蒙皮之间，三者之间胶体胶接固定。胶接过程需要在胶接工装上进行。

胶接前，因为成型误差导致内外蒙皮尺寸偏大，因此需对内、外蒙皮进行尺寸微调，微调过程为：蒙皮设置在胶接工装上，在蒙皮上划出标准尺寸线，之后以标准尺寸线为基准，切割多余部分。现有生产中，划线为手动进行，其划线过程容易导致所划线不直，造成后续加工误差；划线时施力不均，划线不清晰，需要重新划线，否则影响切割。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于大型弧形蒙皮胶接工装的蒙皮快速自动划线装置，通过设置自动划线组件实现了蒙皮的自动划线，划线过程通过保持划线刀竖向位置固定即可保证划线均匀一致，不会出现划线不均的情况，且可保证所划线为直线，避免划线出现误差。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

基于大型弧形蒙皮胶接工装的蒙皮快速自动划线装置，包括工装本体、划线定位组件和自动划线组件；

所述划线定位组件设置在工装本体上，用于压紧蒙皮，并为蒙皮微调提供标准划线基准；

所述自动划线组件用于配合所述划线定位组件对蒙皮自动划线。

进一步地，所述划线定位组件包括第一侧面划线块、第二侧面划线块、第一底面划线块和第二底面划线块，所述第一侧面划线块、第二侧面划线块、第一底面划线块和第二底面划线块形成首尾相连的划线框，划线框的内侧边与标准蒙皮的四边适配；所述第一底面面划线块内侧面设有第一安装槽，所述第一安装槽内设有第一齿条，所述第二侧面划线块内侧面设有第二安装槽，所述第二安装槽内设有第二齿条，所述第二底面划线块内侧面设有第三安装槽，所述第三安装槽内设有第三齿条，所述第二安装槽的两端分别与第一安装槽和第三安装槽连通形成凹字形结构；

所述自动划线组件包括装配盒体、划线针、伸缩连接件和行星齿轮，所述划线针通过伸缩连接件与所述装配盒体相连接，所述伸缩连接件的两端分别与所述划线针和装配盒体转动连接；所述行星齿轮设置在所述装配盒体内，所述行星齿轮的太阳轮由电机驱动，所述行星齿轮的行星小齿轮有三个且呈等边三角形设置，所述行星小齿轮的连接轴与装配盒体转动连接，三根所述连接轴上依次设有第一驱动齿轮、第二驱动齿轮、第三驱动齿轮，所述第一驱动齿轮与所述第一齿条相啮合，所述第一驱动齿轮离开第一齿条时，所述第二驱动齿轮与第二齿条相啮合，所述第二驱动齿轮离开第二齿条时，所述第三驱动齿轮与第三齿条相啮合。

进一步地，还包括装配定位块，所述装配定位块的两端设有滑槽，所述装配定位块的两端通过滑槽与第一侧面划线块和第二侧面划线块滑动配合。

进一步地，所述划线针外部设有连接圆套，所述伸缩连接件所述连接圆套转动连接。

进一步地，所述连接圆套与划线针之间设有圆柱套，所述圆柱套与所述划线针固定连接，所述连接圆套与所述圆柱套螺纹连接。

进一步地，所述第一底面划线块和第二侧面划线块之间、第二侧面划线块和第二底面划线块之间的连接面为45度斜面。

进一步地，所述第一安装槽、第二安装槽、第三安装槽内设有限位槽，所述装配盒体通过正方体或圆柱状的限位块与限位槽滑动连接。

进一步地，所述伸缩连接件包括套管和伸缩杆，所述伸缩杆可滑动的设置在套管内，所述伸缩杆和套管之间设有弹簧。

本发明的有益效果是：

本发明通过设置自动划线组件实现了蒙皮的自动划线，划线过程通过保持划线刀竖向位置固定即可保证划线均匀一致，不会出现划线不均的情况，且可保证所划线为直线，避免划线出现误差。

附图说明

图1为本发明实施例中基于大型弧形蒙皮胶接工装的蒙皮快速自动划线装置的整体结构示意图；

图2为第二侧面划线块、第一底面划线块和第二底面划线块的剖视图；

图3为图2中局部A处的放大示意图；

图4为自动化线组件的俯视图；

图5为自动化线组件的剖视图；

图6为伸缩连接件的结构示意图；

图7为第一齿条与第一驱动齿轮啮合时的结构示意图；

图8为第二齿条与第二驱动齿轮啮合时的结构示意图；

图9为第三齿条与第三驱动齿轮啮合时的结构示意图；

图中，1、工装本体；2、划线定位组件；3、自动划线组件；4、第一侧面划线块；5、第二侧面划线块；6、第一底面划线块；7、第二底面划线块；8、第一齿条；9、第二齿条；10、第三齿条；11、装配盒体；12、划线针；13、伸缩连接件；14、行星齿轮；15、连接轴；16、第一驱动齿轮；17、第二驱动齿轮；18、第三驱动齿轮；19、装配定位块；20、连接圆套；21、圆柱套；22、第一安装槽；23、第二安装槽；24、第三安装槽；25、套管；26、伸缩杆；27、弹簧。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1-图9，本发明提供一种技术方案：

实施例：

如图1-图9所示，一种基于大型弧形蒙皮胶接工装的蒙皮快速自动划线装置，包括工装本体1、划线定位组件2和自动划线组件3；

所述划线定位组件2设置在工装本体1上，用于压紧蒙皮，并为蒙皮微调提供标准划线基准；

所述自动划线组件3用于配合所述划线定位组件2对蒙皮自动划线。

其中工装本体1包括底座、弧形支撑板和弧形的型面板，所述弧形支撑板设置在底座上，所述型面板固定设置在弧形支撑板上，所述型面板与零件形状适配，具体如图所示。

如图1-图3所示，所述划线定位组件2包括第一侧面划线块4、第二侧面划线块5、第一底面划线块6和第二底面划线块7，所述第一侧面划线块4、第二侧面划线块5、第一底面划线块6和第二底面划线块7形成首尾相连的划线框，划线框的内侧边与标准蒙皮的四边适配；所述第一底面面划线块内侧面设有第一安装槽22，所述第一安装槽22内设有第一齿条8，所述第二侧面划线块5内侧面设有第二安装槽23，所述第二安装槽23内设有第二齿条9，所述第二底面划线块7内侧面设有第三安装槽24，所述第三安装槽24内设有第三齿条10，所述第二安装槽23的两端分别与第一安装槽22和第三安装槽24连通形成凹字形结构；

如图1-图9所示，所述自动划线组件3包括装配盒体11、划线针12、伸缩连接件13和行星齿轮14，所述划线针12通过伸缩连接件13与所述装配盒体11相连接，所述伸缩连接件13的两端分别与所述划线针12和装配盒体11转动连接；所述行星齿轮14设置在所述装配盒体11内，所述行星齿轮14的太阳轮由电机驱动，所述行星齿轮14的行星小齿轮有三个且呈等边三角形设置，所述行星小齿轮的连接轴15与装配盒体11转动连接，三根所述连接轴15上依次设有第一驱动齿轮16、第二驱动齿轮17、第三驱动齿轮18，所述第一驱动齿轮16与所述第一齿条8相啮合，所述第一驱动齿轮16离开第一齿条8时，所述第二驱动齿轮17与第二齿条9相啮合，所述第二驱动齿轮17离开第二齿条9时，所述第三驱动齿轮18与第三齿条10相啮合。

其中，一根连接轴15上只设置一个驱动齿轮。

所述第一底面划线块6和第二侧面划线块5之间、第二侧面划线块5和第二底面划线块7之间的连接面为45度斜面。所述伸缩连接件13包括套管25和伸缩杆26，所述伸缩杆26可滑动的设置在套管25内，所述伸缩杆26和套管25之间设有弹簧27。

工作原理：（1）将第一侧面划线块4固定到工装本体1上。

（2）将待修整蒙皮其中一个长边抵紧第一侧面划线块4，并由工装本体1支撑。

（3）将第二侧面划线块5、第一底面划线块6、第二底面划线块7装配到位，蒙皮剩余三边分别由第二侧面划线块5、第一底面划线块6、第二底面划线块7压紧。

（4）通过自动划线组件3对蒙皮自动划线。具体为：

（4.1）第一底面划线块6划线：启动电机，电机带动行星齿轮14转动，行星齿轮14转动时，其形象小齿轮同步运动，行星小齿轮带动连接轴15转动，连接轴15上第一驱动齿轮16、第二驱动齿轮17和第三驱动齿轮18。此时第一驱动齿轮16与第一齿条8啮合，第二驱动齿轮17和第三驱动齿轮18空转，第一驱动齿轮16转动时，带动自动划线组件3整体沿第一底面划线块6做直线运动，进而完成第一底面划线块6对应的标准线的划线。第一驱动齿轮16与第一齿条8脱离时，第一底面划线快划线结束，此时伸缩连接件13被拉长至原始长度的倍，该过程伸缩连接件13转动45度。

（4.2）第二侧面划线块5划线：第二驱动齿轮17与第二齿条9啮合。第二驱动齿轮17运动时，第二驱动齿轮17运动伸缩连接件13原始长度时，伸缩连接件13转动90度，此时伸缩连接件13复位。当第二驱动齿轮17继续运动时，带动自动划线组件3整体沿第二侧面划线块5做直线运动，进而完成第二侧面划线块5对应的标准线的划线。第二驱动齿轮17与第二齿条9脱离时，第二侧面划线快划线结束，此时伸缩连接件13被拉长至原始长度的倍，该过程伸缩连接件13转动45度（相对于初始时转动了135度）。

（4.3）第二底面划线块7划线：第三驱动齿轮18与第三齿条10啮合，第一驱动齿轮16、第二驱动齿轮17空转。第三驱动齿轮18运动时，第三驱动齿轮18运动伸缩连接件13原始长度时，伸缩连接件13转动90度（相对于初始时转动了180度），此时伸缩连接件13复位。当第三驱动齿轮18继续运动时，带动自动划线组件3整体沿第二底面划线块7做直线运动，进而完成第二底面划线块7对应的标准线的划线。

（5）多余部分切割：划线结束后，拆除第二侧面划线块5、第一、第二底面划线块7，取下蒙皮，手动或通过铣床，以所划线为基准线切除多余部分，完成蒙皮调整。

前述过程，自动化线分为三个阶段的直线段划线，上一阶段划线结束后自动转向，且转向为直角，避免圆角转向导致四角处无法划线。且每个阶段均由同一驱动源进行驱动，无需设置额外驱动机构，简化了自动化线组件的结构。

本发明通过设置自动划线组件3实现了蒙皮的自动划线，划线过程通过保持划线刀竖向位置固定即可保证划线均匀一致，不会出现划线不均的情况，且可保证所划线为直线，避免划线出现误差。

进一步地，如图1所示，还包括装配定位块19，所述装配定位块19的两端设有滑槽，所述装配定位块19的两端通过滑槽与第一侧面划线块4和第二侧面划线块5滑动配合。其中装配定位块19上两个滑槽的间距为标准蒙皮的宽度。

设置的装配定位块19用于两个侧面划线块的定位，装配定位块19沿第一侧面划线块4和第二侧面划线块5长度方向滑动，若从头到尾运动顺畅则证明侧面划线块装配到位，反之则侧面划线块需要调整位置。

进一步地，如图3和图5所示，所述划线针12外部设有连接圆套20，所述伸缩连接件13所述连接圆套20转动连接。

所述连接圆套20与划线针12之间设有圆柱套21，所述圆柱套21与所述划线针12固定连接，所述连接圆套20与所述圆柱套21螺纹连接。

如此设置可通过拧动划线针12调节划线针12与蒙皮之间的松紧度，进而调节划线的明暗程度（划线深度）。

进一步地，如图2和图3所示，所述第一安装槽22、第二安装槽23、第三安装槽24内设有限位槽，所述装配盒体11通过正方体或圆柱状的限位块与限位槽滑动连接。如此设置，是为了保证驱动齿轮与齿条啮合。

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。

Claims (8)

1.基于大型弧形蒙皮胶接工装的蒙皮快速自动划线装置，其特征在于：包括工装本体、划线定位组件和自动划线组件；

所述划线定位组件设置在工装本体上，用于压紧蒙皮，并为蒙皮微调提供标准划线基准；

所述自动划线组件用于配合所述划线定位组件对蒙皮自动划线。

2.根据权利要求1所述基于大型弧形蒙皮胶接工装的蒙皮快速自动划线装置，其特征在于：所述划线定位组件包括第一侧面划线块、第二侧面划线块、第一底面划线块和第二底面划线块，所述第一侧面划线块、第二侧面划线块、第一底面划线块和第二底面划线块形成首尾相连的划线框，划线框的内侧边与标准蒙皮的四边适配；所述第一底面面划线块内侧面设有第一安装槽，所述第一安装槽内设有第一齿条，所述第二侧面划线块内侧面设有第二安装槽，所述第二安装槽内设有第二齿条，所述第二底面划线块内侧面设有第三安装槽，所述第三安装槽内设有第三齿条，所述第二安装槽的两端分别与第一安装槽和第三安装槽连通形成凹字形结构；

所述自动划线组件包括装配盒体、划线针、伸缩连接件和行星齿轮，所述划线针通过伸缩连接件与所述装配盒体相连接，所述伸缩连接件的两端分别与所述划线针和装配盒体转动连接；所述行星齿轮设置在所述装配盒体内，所述行星齿轮的太阳轮由电机驱动，所述行星齿轮的行星小齿轮有三个且呈等边三角形设置，所述行星小齿轮的连接轴与装配盒体转动连接，三根所述连接轴上依次设有第一驱动齿轮、第二驱动齿轮、第三驱动齿轮，所述第一驱动齿轮与所述第一齿条相啮合，所述第一驱动齿轮离开第一齿条时，所述第二驱动齿轮与第二齿条相啮合，所述第二驱动齿轮离开第二齿条时，所述第三驱动齿轮与第三齿条相啮合。

3.根据权利要求2所述基于大型弧形蒙皮胶接工装的蒙皮快速自动划线装置，其特征在于：还包括装配定位块，所述装配定位块的两端设有滑槽，所述装配定位块的两端通过滑槽与第一侧面划线块和第二侧面划线块滑动配合。

4.根据权利要求2所述基于大型弧形蒙皮胶接工装的蒙皮快速自动划线装置，其特征在于：所述划线针外部设有连接圆套，所述伸缩连接件所述连接圆套转动连接。

5.根据权利要求4所述基于大型弧形蒙皮胶接工装的蒙皮快速自动划线装置，其特征在于：所述连接圆套与划线针之间设有圆柱套，所述圆柱套与所述划线针固定连接，所述连接圆套与所述圆柱套螺纹连接。

6.根据权利要求2所述基于大型弧形蒙皮胶接工装的蒙皮快速自动划线装置，其特征在于：所述第一底面划线块和第二侧面划线块之间、第二侧面划线块和第二底面划线块之间的连接面为45度斜面。

7.根据权利要求2所述基于大型弧形蒙皮胶接工装的蒙皮快速自动划线装置，其特征在于：所述第一安装槽、第二安装槽、第三安装槽内设有限位槽，所述装配盒体通过正方体或圆柱状的限位块与限位槽滑动连接。

8.根据权利要求2所述基于大型弧形蒙皮胶接工装的蒙皮快速自动划线装置，其特征在于：所述伸缩连接件包括套管和伸缩杆，所述伸缩杆可滑动的设置在套管内，所述伸缩杆和套管之间设有弹簧。

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