一种帽型长桁预成型装置

摘要

本发明涉及复材加工技术领域，尤其涉及一种帽型长桁预成型装置，包括：支撑架，支撑架包括支撑底座和龙门框架，龙门框架固定在支撑底座上，龙门框架顶部设置有蜗轮丝杆升降机；支撑梁，设置在龙门框架内，与蜗轮丝杆升降机连接，并且在蜗轮丝杆升降机的驱动下在高度方向可移动；上模具，与支撑梁底部连接，并跟随支撑梁移动；下模具，固定在支撑底座上，且与上模具相对设置；其中，上模具和下模具在宽度方向分体设置，且在宽度方向上可移动设置。本发明通过上述设置，能够在保持层压板水平方向厚度不变的情况下，调整帽型长桁倾斜面上的厚度，最终达到倾斜面上厚度与水平方向上厚度一致的效果，提高了产品的质量和一致性。

权利要求

1.一种帽型长桁预成型装置，其特征在于，包括：支撑架，所述支撑架包括支撑底座和龙门框架，所述龙门框架固定在所述支撑底座上，所述龙门框架顶部设置有蜗轮丝杆升降机；

支撑梁，设置在所述龙门框架内，与所述蜗轮丝杆升降机连接，并且在所述蜗轮丝杆升降机的驱动下在高度方向可移动；

上模具，与所述支撑梁底部连接，并跟随所述支撑梁移动；

下模具，固定在所述支撑底座上，且与所述上模具相对设置；

其中，所述上模具和下模具在宽度方向分体设置，且在宽度方向上可移动设置；

所述上模具包括上中模和两个上侧模，所述下模具包括下中模和两个下侧模，所述支撑梁包括主梁和两个侧梁；

两个所述侧梁与所述主梁宽度方向上的两侧壁连接；

两个所述上侧模可移动地与所述侧梁底部连接，所述上中模固定在所述主梁底部；

所述侧梁上具有第一横向驱动件，所述第一横向驱动件的驱动端与所述上侧模连接；

所述下中模与所述上中模相对设置，两个所述下侧模可移动地设置在所述下中模的两侧；

所述支撑梁底部具有第二横向驱动件，所述第二横向驱动件与所述下侧模连接；

所述上模具还包括第一固定板、第一加热板和第一滑动组件；

所述第一加热板与所述上侧模的上表面固定连接，所述第一固定板与所述第一加热板的上表面连接，所述第一滑动组件连接在所述侧梁底部与所述第一固定板顶部之间，以供所述侧梁与所述第一固定板之间发生相对滑动；

所述第一固定板上具有固定腔，所述固定腔内设置有固定在所述第一加热板上的卡合件、与所述卡合件配合以固定在卡合件内的卡件、固定在所述固定腔上用于驱动所述卡件朝向所述卡合件移动或反向移动的卡合驱动件；其中，所述固定腔由所述第一固定板向上凸起形成，所述卡合驱动件与所述卡件连接，并朝向所述卡件的方向驱动。

2.根据权利要求1所述的帽型长桁预成型装置，其特征在于，所述侧梁上具有竖直固定架和第一连接件，所述第一横向驱动件固定在所述竖直固定架上，所述第一连接件一端与所述第一横向驱动件的驱动端连接，另一端与所述第一固定板连接。

3.根据权利要求1所述的帽型长桁预成型装置，其特征在于，所述主梁上方具有翼型支撑板、第二滑动组件和升降驱动件；

所述第二滑动组件相对滑动的两侧面分别与所述主梁和侧梁连接，以供所述侧梁在高度方向上与所述主梁可相对滑动设置；

所述翼型支撑板固定在所述主梁的顶端且沿主梁的宽度方向对称设置，所述升降驱动件对称设置有两个且分别固定在所述翼型支撑板的两侧，所述升降驱动件的驱动端与所述侧梁连接。

4.根据权利要求1所述的帽型长桁预成型装置，其特征在于，所述下模具还包括第二固定板和第二加热板，所述第二加热板固定在所述下侧模底部，所述第二固定板和第二加热板之间具有第三移动组件，所述第三移动组件朝向第二固定板的长度方向设置。

5.根据权利要求4所述的帽型长桁预成型装置，其特征在于，所述第二固定板底部具有第四移动组件，所述第四移动组件的两可相对移动的端面分别与所述第二固定板底部以及支撑底座连接；

还包括第二连接件，所述第二横向驱动件固定在所述支撑底座的底部并且所述第二横向驱动件的驱动端与所述第二连接件的一端连接，所述第二连接件穿过所述支撑底座上设置的槽口后与所述第二固定板连接。

说明书

一种帽型长桁预成型装置

技术领域

[0001] 本发明涉及复材加工技术领域，尤其涉及一种帽型长桁预成型装置。

背景技术

[0002] 帽形长桁在商用及军用飞行器上用于固定金属机身部件及金属机翼蒙皮。其因中间具有凸起的帽型而命名，是理想的航空结构材料，目前复合材料已成为新一代飞行器机
体的主体结构材料。

[0003] 现有技术中，对帽型长桁的加工多采用热模压成型，模具具体包括上模具和下模具，上下模具为一体式，而在需要对预成型件的厚度进行调整时，只能采取调整上下模具之
间距离的方式进行。

[0004] 然而上述模具在调整预成型件的厚度时，如图1所示，会导致中间凸起部的倾斜面上厚度与两侧平整部的厚度不一致，影响最终成型件的强度一致性，因此只能更换不同的
模具进行调整。

[0005] 鉴于上述问题的存在，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种帽型长桁预成型装置，使其更具有实用性。

发明内容

[0006] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种帽型长桁预成型装置，实现帽型长桁预成型件的厚度均匀调整。

[0007] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种帽型长桁预成型装置，包括：

[0008] 支撑架，所述支撑架包括支撑底座和龙门框架，所述龙门框架固定在所述支撑底座上，所述龙门框架顶部设置有蜗轮丝杆升降机；

[0009] 支撑梁，设置在所述龙门框架内，与所述蜗轮丝杆升降机连接，并且在所述蜗轮丝杆升降机的驱动下在高度方向可移动；

[0010] 上模具，与所述支撑梁底部连接，并跟随所述支撑梁移动；

[0011] 下模具，固定在所述支撑底座上，且与所述上模具相对设置；

[0012] 其中，所述上模具和下模具在宽度方向分体设置，且在宽度方向上可移动设置。

[0013] 进一步地，所述上模具包括上中模和两个上侧模，所述下模具包括下中模和两个下侧模，所述支撑梁包括主梁和两个侧梁；

[0014] 两个所述侧梁与所述主梁宽度方向上的两侧壁连接；

[0015] 两个所述上侧模可移动地与所述侧梁底部连接，所述上中模固定在所述主梁底部；

[0016] 所述侧梁上具有第一横向驱动件，所述第一横向驱动件的驱动端与所述上侧模连接；

[0017] 所述下中模设置与所述上中模相对设置，两个所述下侧模可移动地设置在所述下中模的两侧；

[0018] 所述支撑梁底部具有第二横向驱动件，所述第二横向驱动件与所述下侧模连接。

[0019] 进一步地，所述上模具还包括第一固定板、第一加热板和第一滑动组件；

[0020] 所述第一加热板与所述上侧模的上表面固定连接，所述第一固定板与所述第一加热板的上表面连接，所述第一滑动组件连接在所述侧梁底部与所述第一固定板顶部之间，
以供所述侧梁与所述第一固定板之间发生相对滑动。

[0021] 进一步地，所述第一固定板上具有固定腔，所述固定腔内设置有固定在所述加热板上的卡合件、与所述卡合件配合以固定在卡合件内的卡件、固定在所述固定腔上用于驱
动所述卡件朝向所述卡合件移动或反向移动的卡合驱动件；其中，所述固定腔由所述第一
固定板向上凸起形成，所述卡合驱动件与所述卡件连接，并朝向所述卡件的方向驱动。

[0022] 进一步地，所述侧梁上具有竖直固定架和第一连接件，所述第一横向驱动件固定在所述竖直固定架上，所述第一连接件一端与所述第一横向驱动件的驱动端连接，另一端
与所述第一固定板连接。

[0023] 进一步地，所述主梁上方具有翼型支撑板、第二滑动组件和升降驱动件；

[0024] 所述第二滑动组件相对滑动的两侧面分别与所述主梁和侧梁连接，以供所述侧梁在高度方向上与所述主梁可相对滑动设置；

[0025] 所述翼型支撑板固定在所述主梁的顶端且沿主梁的宽度方向对称设置，所述升降驱动件对称设置有两个且分别固定在所述翼型支撑板的两侧，所述升降驱动件的驱动端与
所述侧梁连接。

[0026] 进一步地，所述下模具还包括第二固定板和第二加热板，所述第二加热板固定在所述下侧模底部，所述第二固定板和第二加热板之间具有第三移动组件，所述第三移动组
件朝向第二固定板的长度方向设置。

[0027] 进一步地，所述第二固定板底部具有第四移动组件，所述第四移动组件的两可相对移动的端面分别与所述第二固定板底部以及支撑底座连接；

[0028] 还包括第二连接件，所述第二横向驱动件固定在所述支撑底座的底部并且所述第二横向驱动件的驱动端与所述第二连接件的一端连接，所述第二连接件穿过所述支撑底座
上设置的槽口后与所述第二固定板连接。

[0029] 本发明的有益效果为：本发明通过将上模具和下模具在宽度方向上分体设置，以及设置分体部分在宽度方向上可移动设置，从而能够在保持层压板水平方向厚度不变的情
况下，调整帽型长桁倾斜面上的厚度，最终达到倾斜面上厚度与水平方向上厚度一致的效
果，提高了产品的质量和一致性，在需要调整预成型件的厚度时，无需更换模具即可实现。

附图说明

[0030] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，
还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0031] 图1为本发明背景技术中帽型长桁预成型调整厚度时的截面示意图；

[0032] 图2为本发明实施例中分体式上下模具调整预成型件厚度时的示意图；

[0033] 图3为本发明实施例中帽型长桁预成型装置的主视图；

[0034] 图4为本发明实施例中图3中的A向剖视图；

[0035] 图5为本发明实施例中帽型长桁预成型装置的的结构示意图（省略支撑架）；

[0036] 图6为本发明实施例中上模具和支撑梁的侧视图；

[0037] 图7为本发明实施例中图6中的B处局部放大图；

[0038] 图8为本发明实施例中第一加热板和第一固定板的连接结构示意图；

[0039] 图9为本发明实施例中卡件和卡合件的连接结构示意图；

[0040] 图10为本发明实施例中上模具和支撑梁的立体结构示意图。

[0041] 附图标记：10、支撑架；11、龙门框架；12、支撑底座；13、蜗轮丝杆升降机20、支撑梁；21、主梁；211、翼型支撑板；212、第二滑动组件；213、升降驱动件；22、侧梁；221、竖直固
定架；222、第一连接件；213、升降驱动件；30、上模具；31、上中模；32、上侧模；33、第一横向
驱动件；34、第一固定板；341、固定腔；342、卡合件；343、卡件；344、卡合驱动件；35、第一加
热板；36、第一滑动组件；40、下模具；41、下中模；42、下侧模；43、第二横向驱动件；44、第二
固定板；45、第二加热板；46、第三移动组件；47、第四移动组件；48、第二连接件。

具体实施方式

[0042] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。

[0043] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元 件，它可以是直接连接
到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用 的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、
“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

[0044] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具
体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的 术语“及/或”包括一个或多个
相关的所列项目的任意的和所有的组合。

[0045] 如图2至图10所示的帽型长桁预成型装置，包括支撑架10、支撑梁20、上模具30和下模具40，其中：

[0046] 支撑架10包括支撑底座12和龙门框架11，龙门框架11固定在支撑底座12上，龙门框架11顶部设置有蜗轮丝杆升降机13；通过龙门框架11的设置在支撑底座12上方形成一供
支撑梁20上下移动的空间；

[0047] 支撑梁20设置在龙门框架11内，与蜗轮丝杆升降机13连接，并且在蜗轮丝杆升降机13的驱动下在高度方向可移动；支撑梁20的两端通过滑轮与导轨进行导向，提高支撑梁
20移动的精准性。

[0048] 上模具30与支撑梁20底部连接，并跟随支撑梁20移动；

[0049] 下模具40固定在支撑底座12上，且与上模具30相对设置；如图4所示，上模具30设置在上方，下模具40与上模具30相对设置在下方，在具体加工时，将层压板放置在上模具30
和下模具40之间，通过蜗轮丝杆升降机13驱动支撑梁20下压，对层压板进行挤压固定成型。

[0050] 其中，上模具30和下模具40在宽度方向分体设置，且在宽度方向上可移动设置。如图2中所示的示意图，通过将上下模具40在宽度方向上分体设置，并且通过移动设置在两侧
的分体模具，使得帽型长桁中间凸起部的倾斜侧壁的厚度的调整。

[0051] 在上实施例中，通过将上模具30和下模具40在宽度方向上分体设置，以及设置分体部分在宽度方向上可移动设置，从而能够在保持层压板水平方向厚度不变的情况下，调
整帽型长桁倾斜面上的厚度，最终达到倾斜面上厚度与水平方向上厚度一致的效果，提高
了产品的质量和一致性，在需要调整预成型件的厚度时，无需更换模具即可实现。

[0052] 具体的，如图5所示，上模具30包括上中模31和两个上侧模32，下模具40包括下中模41和两个下侧模42，支撑梁20包括主梁21和两个侧梁22；

[0053] 两个侧梁22与主梁21宽度方向上的两侧壁连接；这里的宽度方向指的是与加工时的帽型长桁的长度方向在水平面上垂直的方向；

[0054] 两个上侧模32可移动地与侧梁22底部连接，上中模31固定在主梁21底部；这里的可移动设置有很多种实现方式，比如通过小车与轨道、通过滑块与滑轨等。

[0055] 侧梁22上具有第一横向驱动件33，第一横向驱动件33的驱动端与上侧模32连接；这里的驱动件可以是气压缸、液压缸或者电机丝杆等本领域技术人员熟知的方式。

[0056] 下中模41设置与上中模31相对设置，两个下侧模42可移动地设置在下中模41的两侧；

[0057] 支撑梁20底部具有第二横向驱动件43，第二横向驱动件43与下侧模42连接。这里需要指出的是，下周末的可移动设置以及第二横向驱动件43的结构和上述描述方式相同，
这里不再进行赘述。

[0058] 请继续参照图5，上模具30还包括第一固定板34、第一加热板35和第一滑动组件36；

[0059] 第一加热板35与上侧模32的上表面固定连接，第一固定板34与第一加热板35的上表面连接，第一滑动组件36连接在侧梁22底部与第一固定板34顶部之间，以供侧梁22与第
一固定板34之间发生相对滑动。这里的第一滑动组件36指的是滑块与滑轨的组合，滑块可
相对移动的设置在滑轨上，滑轨与滑块的两侧中的任一侧与第一固定板34连接，另一侧与
侧梁22底部连接；此外，本文中的以下部分中的第二滑动组件212第三移动组件46和第四移
动组件47均和上述连接方式相同，在下文中的相应部分不再进行赘述。

[0060] 如图6至图9所示，关于第一固定板34与第一加热板35的连接方式，本发明实施例中采用了一种快速连接的方式，具体的，如图6和图7所示所示，第一固定板34上具有固定腔
341，固定腔341内设置有固定在加热板上的卡合件342、与卡合件342配合以固定在卡合件
342内的卡件343、固定在固定腔341上用于驱动卡件343朝向卡合件342移动或反向移动的
卡合驱动件344；其中，固定腔341由第一固定板34向上凸起形成，卡合驱动件344与卡件343
连接，并朝向卡件343的方向驱动。请继续参照图6，在固定腔341处，侧梁22断开处理，通过
这种设置可以合理的利用空间；如图9所示，卡合件342为具有一个上壁和侧壁的固定块，上
壁和侧壁突出于固定块的侧面设置，卡件343为侧壁上带有转动轮的结构，卡合驱动件344
为气缸，气缸驱动转动轮进入至上壁和侧壁围成的空间内，通过转动轮与上壁的接触将加
热板固定，而且上壁呈楔形设置，在转动轮朝向上壁移动的过程中，上壁的厚度变得越来越
厚，从而使得第一加热板35与第一固定板34之间的压力越来越大，从而将第一固定板34与
第一加热板35进行了牢固的固定，通过这种设置，有利于快速的拆卸和安装第一固定板34。
而且通过这种设置，既实现了测量与第一固定板34之间的横向滑动，又实现了第一固定板
34与第一加热板35之间的快速拆装，同时，还通过对侧梁22的改进，进一步的有效利用了空
间，减小了装置所占用的空间大小，减少了资源浪费。

[0061] 如图10所示，侧梁22上具有竖直固定架221和第一连接件222，第一横向驱动件33固定在竖直固定架221上，第一连接件222一端与第一横向驱动件33的驱动端连接，另一端
与第一固定板34连接。这里需要指出的是，第一横向驱动件33为电机带动的丝杆结构，第一
连接件222上设置有与丝杆相对应的螺纹结构，通过电机带动丝杆转动，实现对第一连接件
222的驱动。

[0062] 在本发明实施例当中，主梁21与侧梁22之间的相对高度可以调整，主梁21上方具有翼型支撑板211、第二滑动组件212和升降驱动件213；

[0063] 第二滑动组件212相对滑动的两侧面分别与主梁21和侧梁22连接，以供侧梁22在高度方向上与主梁21可相对滑动设置；

[0064] 翼型支撑板211固定在主梁21的顶端且沿主梁21的宽度方向对称设置，升降驱动件213对称设置有两个且分别固定在翼型支撑板211的两侧，升降驱动件213的驱动端与侧
梁22连接。这里需要指出的是，升降驱动件213可以是气压缸也可以是液压缸，通过上述设
置，可以对上中模31和上侧模32高度方向上的距离进行调整。而翼型支撑板211的设置，像
翅膀一样先向上垂直设置再往水平方向上进行弯折，一方面实现了对升降驱动件213的固
定，另一方面也为侧梁22的移动提供了空间。

[0065] 请继续参照图5，下模具40还包括第二固定板44和第二加热板45，第二加热板45固定在下侧模42底部，第二固定板44和第二加热板45之间具有第三移动组件46，第三移动组
件46朝向第二固定板44的长度方向设置。通过第三移动组件46的设置，使得第二加热板45
在长度方向上可以进行微调，从而克服热胀冷缩作用，使得产品的最终成型效果更好。

[0066] 关于第二固定板44的移动方式，请继续参照图5，第二固定板44底部具有第四移动组件47，第四移动组件47的两可相对移动的端面分别与第二固定板44底部以及支撑底座12
连接；即滑块固定在第二固定板44底部，滑轨固定在支撑底座12上，或者滑轨固定在第二固
定板44底部，而滑块固定在支撑底座12上，通过这种方式实现了第二固定板44在宽度方向
上的移动；

[0067] 进一步的，还包括第二连接件48，第二横向驱动件43固定在支撑底座12的底部并且第二横向驱动件43的驱动端与第二连接件48的一端连接，第二连接件48穿过支撑底座12
上设置的槽口后与第二固定板44连接。这里需要指出的是，第二固定板44与第二横向驱动
件43同样采用电机丝杆螺母的连接方式，通过电机的转动带动丝杆的转动，通过丝杆的转
动驱动与丝杆啮合的第二连接件48的左右移动，通过这种设置，调节精度更高。这里还需要
指出的是，在具体进行厚度调节时，上侧模32与下侧模42同步运动，从而使得上下模具40之
间的预成型料均匀展开，不发生褶皱，从而提高产品加工完成时的质量的一致性。

[0068] 本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有
各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围
由所附的权利要求书及其等效物界定。