能够重复使用部件且便于拆、装的柔性型架

摘要

本发明公开了一种能够重复使用部件且便于拆、装的柔性型架，其中，空心连杆的两端端头设置有销孔，多端标准座包括多个相互平行或相互垂直的直线型连接端，直线型连接端端头设置有销孔，旋转标准座包括母旋转座和子旋转座，母旋转座和子旋转座均包括端头设置有销孔的旋转连接端和固定连接端，母旋转座与子旋转座的旋转连接端端头之间通过锁销旋转连接；多端标准座与空心连杆之间、多端标准座与母旋转座的固定连接端端头之间、子旋转座的固定连接端端头与空心连杆之间均通过锁销固定连接。本发明采用标准模块化设计，部件能重复使用，整个型架便于拆、装，可根据需要快速组装为不同形状、不同大小的型架，并可通过软件试组装，工作效率显著提高。

权利要求

1.一种能够重复使用部件且便于拆、装的柔性型架，包括空心连杆、多端标准座，所述空心连杆的两端端头设置有销孔，所述多端标准座包括多个直线型连接端，所述多个直线型连接端的轴心线之间相互平行或相互垂直，所述直线型连接端端头设置有销孔，其特征在于：所述柔性型架还包括旋转标准座，所述旋转标准座包括母旋转座和子旋转座，所述母旋转座和所述子旋转座均包括旋转连接端和固定连接端，所述旋转连接端端头和所述固定连接端端头均设置有销孔，所述母旋转座的旋转连接端端头与所述子旋转座的旋转连接端端头之间通过锁销旋转连接；所述多端标准座的直线型连接端端头与所述空心连杆端头之间、所述多端标准座的直线型连接端端头与所述母旋转座的固定连接端端头之间、所述子旋转座的固定连接端端头与所述空心连杆端头之间均通过锁销固定连接。

2.根据权利要求1所述的能够重复使用部件且便于拆、装的柔性型架，其特征在于：所述空心连杆的横截面为正方形，所述空心连杆两端端头的四个面上均设置有销孔；所述多端标准座的直线型连接端端头、所述母旋转座的固定连接端端头和所述子旋转座的固定连接端端头均为方形端头，所述方形端头的每个平面上均设置有销孔。

3.根据权利要求2所述的能够重复使用部件且便于拆、装的柔性型架，其特征在于：所述多端标准座的直线型连接端端头和所述子旋转座的固定连接端端头均为由两个相互垂直平面连接的半开口端头；所述母旋转座的固定连接端端头的横截面为正方形。

4.根据权利要求1所述的能够重复使用部件且便于拆、装的柔性型架，其特征在于：所述空心连杆端头安装于所述多端标准座的直线型连接端端头内或所述子旋转座的固定连接端端头内，所述母旋转座的固定连接端端头安装于所述多端标准座的直线型连接端端头内。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的能够重复使用部件且便于拆、装的柔性型架，其特征在于：所述多端标准座为三端标准座、四端标准座、五端标准座或六端标准座。

6.根据权利要求1所述的能够重复使用部件且便于拆、装的柔性型架，其特征在于：所述母旋转座的旋转连接端端头包括两个相互平行的平面，所述子旋转座的旋转连接端端头安装于所述母旋转座的旋转连接端端头的两个平面之间。

7.根据权利要求1所述的能够重复使用部件且便于拆、装的柔性型架，其特征在于：所述锁销的前部柱体上设置有滚珠，所述滚珠的大部分置于所述锁销的前部柱体内，所述滚珠与所述锁销的前部柱体之间具有弹性。

8.根据权利要求1或7所述的能够重复使用部件且便于拆、装的柔性型架，其特征在于：所述锁销为膨胀锁销。

9.根据权利要求1所述的能够重复使用部件且便于拆、装的柔性型架，其特征在于：

所述柔性型架还包括双面直角垫片，所述双面直角垫片包括两个相互垂直且相互连接的平面，所述双面直角垫片的两个平面上均设置有销孔；所述双面直角垫片通过锁销安装于所述多端标准座的直线型连接端端头内或所述子旋转座的固定连接端端头内。

10.根据权利要求1所述的能够重复使用部件且便于拆、装的柔性型架，其特征在于：

所述柔性型架还包括正方形单面垫片，所述正方形单面垫片上设置有销孔；所述正方形单面垫片通过锁销安装于所述多端标准座的直线型连接端端头内或所述子旋转座的固定连接端端头内。

说明书

能够重复使用部件且便于拆、装的柔性型架

技术领域

[0001] 本发明涉及一种型架，尤其涉及一种能够重复使用部件且便于拆、装的柔性型架。

背景技术

[0002] 型架是很多机械产品组装中不可缺少的工装，如型架用于飞机生产中的工装。当前，在航空制造中普遍使用的是刚性型架，即一个航空部件对应一副型架，在同一系列而不同规格的飞机制造中要设计制造多套型架，才能满足要求，这样必然导致延长飞机的装配制造周期，所以，刚性型架已经不太能满足高速发展的制造业需求，其主要体现为：

[0003] 1、型架设计、制造周期较长，在产品多变的今天，型架更换必然给产品交期带来困难；

[0004] 2、由于零部件无标准化可言，因此设计制造分散、调试时间很长、精度保持性差，而且一副型架只能对应一个部件；

[0005] 3、零部件互换性差，调试时间增长，使用不方便；

[0006] 4、同一系列机型型架部件过多，浪费较大，同时影响生产周期；

[0007] 5、“装夹单元”缺乏标准化和柔性单元，零部件的重复使用机率低，不符合当前节能减排循环使用、清洁制造的环保要求。

[0008] 因此，传统的专用刚性型架夹具，随着新产品开发、老产品更新换代，夹具的数量不断增加，永无终点。不但耗费时间、资金，增加新品开发周期，还为存放专用夹具的库房面积所困扰。

[0009] 目前我国航空产业发展速度如日中天，但也面临制造业的四大共性问题，即供货周期越来越短，生产批量越来越小，精度要求越来越高，成本要求越来越低，这些问题已经非常严重地制约了刚性型架的继续使用，因此刚性型架变革已经势在必行。

[0010] 型架的制造精度、制造周期、标准化程度以及部件的一致性、互换性是现有刚性型架的变革要点，也是它的难点。本发明人也正是基于这个出发点而研究出本发明的技术方案。

发明内容

[0011] 本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种能够重复使用部件且便于拆、装的柔性型架。

[0012] 本发明采用以下技术方案来实现上述目的：

[0013] 本发明所述柔性型架包括空心连杆、多端标准座，所述空心连杆的两端端头设置有销孔，所述多端标准座包括多个直线型连接端，所述多个直线型连接端的轴心线之间相互平行或相互垂直，所述直线型连接端端头设置有销孔，所述柔性型架还包括旋转标准座，所述旋转标准座包括母旋转座和子旋转座，所述母旋转座和所述子旋转座均包括旋转连接端和固定连接端，所述旋转连接端端头和所述固定连接端端头均设置有销孔，所述母旋转座的旋转连接端端头与所述子旋转座的旋转连接端端头之间通过锁销旋转连接；所述多端标准座的直线型连接端端头与所述空心连杆端头之间、所述多端标准座的直线型连接端端头与所述母旋转座的固定连接端端头之间、所述子旋转座的固定连接端端头与所述空心连杆端头之间均通过锁销固定连接。

[0014] 空心连杆、多端标准座、母旋转座和子旋转座构成本发明的几大标准部件，由于包括了直线连接方式和旋转连接方式，所以通过这几大部件能够组装出不同形状、不同大小的型架，而且通过销孔和锁销配合组装，其装配和拆卸速度都很快，部件重复利用率极高。

[0015] 作为优选，所述空心连杆的横截面为正方形，所述空心连杆两端端头的四个面上均设置有销孔；所述多端标准座的直线型连接端端头、所述母旋转座的固定连接端端头和所述子旋转座的固定连接端端头均为方形端头，所述方形端头的每个平面上均设置有销孔。方形端头在连接时更容易对位，装配速度更快。

[0016] 进一步，所述多端标准座的直线型连接端端头和所述子旋转座的固定连接端端头均为由两个相互垂直平面连接的半开口端头；所述母旋转座的固定连接端端头的横截面为正方形。其中一个连接端头采用半开口端头更易连接安装。

[0017] 具体地，所述空心连杆端头安装于所述多端标准座的直线型连接端端头内或所述子旋转座的固定连接端端头内，所述母旋转座的固定连接端端头安装于所述多端标准座的直线型连接端端头内。

[0018] 所述多端标准座为三端标准座、四端标准座、五端标准座或六端标准座。设多端标准座的所有连接端的内端为中心点，则中心点周围包括相互垂直的三个方向，每个方向上可以设置分别位于中心点两端的两个直线型连接端，所以一个多端标准座最多可有六个直线型连接端，即为六端标准座。其它的三端标准座、四端标准座和五端标准座这些多端标准座中的直线型连接端可以设置在六个直线型连接端位置中的任意位置，根据需要而定。

[0019] 作为优选，所述母旋转座的旋转连接端端头包括两个相互平行的平面，所述子旋转座的旋转连接端端头安装于所述母旋转座的旋转连接端端头的两个平面之间。这种结构能够使母旋转座与子旋转座之间连接稳固而且旋转自如。

[0020] 作为最佳选择，所述锁销的前部柱体上设置有滚珠，所述滚珠的大部分置于所述锁销的前部柱体内，所述滚珠与所述锁销的前部柱体之间具有弹性；所述锁销为膨胀锁销。锁销的前部柱体的长度根据需要有多种设计，利用滚珠的相对弹性，安装和拆卸都只需要一个稍大的力克服弹性阻力即可，安装完成后，该弹性阻力能够防止锁销滑出。膨胀锁销能使端头之间的安装定位更加准确。

[0021] 进一步，所述柔性型架还包括双面直角垫片，所述双面直角垫片包括两个相互垂直且相互连接的平面，所述双面直角垫片的两个平面上均设置有销孔；所述双面直角垫片通过锁销安装于所述多端标准座的直线型连接端端头内或所述子旋转座的固定连接端端头内。

[0022] 所述柔性型架还包括正方形单面垫片，所述正方形单面垫片上设置有销孔；所述正方形单面垫片通过锁销安装于所述多端标准座的直线型连接端端头内或所述子旋转座的固定连接端端头内。

[0023] 双面直角垫片和正方形单面垫片都用于在安装组件的端头之间存在尺寸差异时的支撑件，能够尽可能地提高空心连杆、多端标准座、母旋转座和子旋转座这几大标准部件的重复使用率，满足各种型架的需求。

[0024] 本发明的有益效果在于：

[0025] 本发明采用标准模块化设计，部件能重复使用，整个型架便于拆、装，成为一种组装后稳定但能够很快重新组装为不同规格型架的“柔性”型架，工作效率显著提高，可全面替换现有的刚性型架，具体优势体现为：

[0026] （1）将装夹单元柔性化、标准化、积木化，变个性设计为标准选择，标准组合将型架设计制造周期缩短50%以上；

[0027] （2）变传统单件制造为标准化柔性单元制造，增强零部件的一致性和互换性，重复定位精度保证在≤0.02mm，整体精度≤0.1mm；

[0028] （3）能够将装夹单元、定位部件图库化与CAPP完美结合，使用CAD可以对图库内标准化部件进行模拟装配，给生产现场提供拼装文件，从而把拼装时间压缩到最少，提高工效、创新效益；

[0029] （4）将科技人员的精典设计标准化、模块化，推动了工艺科研成果的转化；

[0030] （5）装夹单元与柔性单元均可反复多次使用，从而大大降低成本并缩短型架制造周期，减轻新品研制压力，转变原传统制造为绿色环保制造。

[0031] 说明：CAPP（Computer Aided Process Planning）是指借助于计算机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值计算、逻辑判断和推理等的功能来制定零件机械加工工艺过程。

附图说明

[0032] 图1是本发明的立体结构图；

[0033] 图2是图1中A的放大图；

[0034] 图3是本发明所述三端标准座的立体结构图之一；

[0035] 图4是本发明所述三端标准座的立体结构图之二；

[0036] 图5是本发明所述四端标准座的立体结构图之一；

[0037] 图6是本发明所述四端标准座的立体结构图之二；

[0038] 图7是本发明所述五端标准座的立体结构图；

[0039] 图8是本发明所述母旋转座的立体结构图；

[0040] 图9是本发明所述子旋转座的立体结构图；

[0041] 图10是本发明所述双面直角垫片的立体结构图；

[0042] 图11是本发明所述正方形单面垫片的立体结构图；

[0043] 图12是本发明所述锁销的剖视结构图。

具体实施方式

[0044] 下面结合附图对本发明作进一步具体描述：

[0045] 如图1-图7所示，本发明包括空心连杆1、多端标准座和旋转标准座；空心连杆1的横截面为正方形，空心连杆1的两端端头的四个面上均设置有销孔（图中未标记）；多端标准座包括多个直线型连接端3，多个直线型连接端3的轴心线之间相互平行或相互垂直，直线型连接端3的端头为由两个相互垂直平面连接的半开口端头，所述半开口端头的两个平面上均设置有销孔5；多端标准座为三端标准座、四端标准座、五端标准座或六端标准座，设多端标准座的所有连接端的内端为中心点，则中心点周围包括相互垂直的三个方向，每个方向上可以设置分别位于中心点两端的两个直线型连接端3，所以一个多端标准座最多可有六个直线型连接端3，即为六端标准座。其它的三端标准座、四端标准座和五端标准座这些多端标准座中的直线型连接端3可以设置在六个直线型连接端位置中的任意位置，根据需要而定。图中标记了两种不同类型的三端标准座11和2，两种不同类型的四端标准座13和6，一种类型的五端标准座12。但实际应用中不止这些类型，这里不一一列出。

[0046] 如图1、图8和图9所示，旋转标准座包括母旋转座7和子旋转座10，母旋转座7包括母旋转座7的旋转连接端8和固定连接端14，子旋转座10包括子旋转座10的旋转连接端9和固定连接端18，旋转连接端8、9的端头和固定连接端14、18的端头均设置有销孔5，母旋转座7的旋转连接端8的端头与子旋转座10的旋转连接端9的端头之间通过锁销
4旋转连接；母旋转座7的固定连接端14的端头为横截面为正方形的方形端头，所述方形端头的每个平面上均设置有销孔5，子旋转座10的固定连接端18的端头为由两个相互垂直平面连接的半开口端头，所述半开口端头的两个平面上均设置有销孔5；母旋转座7的旋转连接端8的端头包括两个相互平行的平面，子旋转座10的旋转连接端9的端头安装于母旋转座7的旋转连接端8的端头的两个平面之间。这种结构能够使母旋转座7与子旋转座
10之间连接稳固而且旋转自如。

[0047] 如图1和图2所示，多端标准座的直线型连接端3的端头与空心连杆1的端头之间、多端标准座的直线型连接端3的端头与母旋转座7的固定连接端14的端头之间、子旋转座10的固定连接端18的端头与空心连杆1的端头之间均通过锁销4固定连接；空心连杆1的端头安装于多端标准座的直线型连接端3的端头内或子旋转座10的固定连接端18的端头内，母旋转座7的固定连接端14的端头安装于多端标准座的直线型连接端3的端头内。

[0048] 如图12所示，锁销4的前部柱体上设置有滚珠17，滚珠17的大部分置于锁销4的前部柱体内，滚珠17与锁销4的前部柱体之间具有弹性；锁销4采用膨胀锁销。膨胀锁销在使用过程中能够自适应定位固定，实现快速安装和拆卸。

[0049] 如图10所示，本发明还包括双面直角垫片15，双面直角垫片15包括两个相互垂直且相互连接的平面，双面直角垫片15的两个平面上均设置有销孔5。结合图1和图10，使用时，双面直角垫片15通过锁销4安装于多端标准座的直线型连接端3的端头内或子旋转座10的固定连接端18的端头内。

[0050] 如图11所示，本发明还包括正方形单面垫片16，正方形单面垫片16上设置有销孔5。结合图1和图11，使用时，正方形单面垫片16通过锁销4安装于多端标准座的直线型连接端3的端头内或子旋转座10的固定连接端18的端头内。

[0051] 如图1-图12所示，空心连杆1、多端标准座、母旋转座7、子旋转座10和锁销4构成本发明的几大标准部件，各标准部件依据尺寸大小的不同类型众多，无法一一列出。但其结构都相同或能够从本发明公开的结构轻易推断出，所以在此不再赘述。

[0052] 由于本发明包括了直线连接方式和旋转连接方式，所以通过上述标准部件能够组装出不同形状、不同大小的型架，而且通过销孔和锁销配合组装，其装配和拆卸速度都很快，部件重复利用率极高，完全能够全面替换现有的刚性型架，为制造行业的快速发展打下坚实的基础。