纵梁成形装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术的名称是纵梁成形装置和方法。复合层压板加强件(诸如纵梁)在分别承载在第一和第二托盘上的第一和第二通用模具之间冲压成形。第二托盘安装用于相对于第一托盘在冲压位置和压实位置之间滑动移动。第一和第二模具的零件易于重新配置，从而允许在同一成形装置上成形不同形状的加强件。成形不同形状的加强件。成形不同形状的加强件。

【技术实现步骤摘要】
纵梁成形装置和方法


[0001]本公开一般地涉及成形纵梁，诸如用于加强飞行器结构的纵梁，并且更具体地涉及纵梁成形装置和方法。

技术介绍

[0002]复合纵梁(诸如飞行器和海上工业中使用的那些)可通过在放置在压力机或类似装置中的一对工具模具之间压缩成形复合层片的扁平叠层来制造，压力机或类似装置将模具压缩在一起。每个模具有独特的工具表面，这些工具表面被配置为产生特定的横截面纵梁形状。因此，每个纵梁形状需要使用该形状特有的模具，并且不能用于制造具有其他形状的纵梁。模具的制造成本很高，因此，在需要不同的模具组来生产不同的纵梁形状时，会产生相当大的费用。
[0003]由于更换压力机中的模具所需的时间和人力，生产具有不同形状的纵梁也可能成本高昂。在一些类型的纵梁中，有必要更换模具中某一加工阶段特有的零件，诸如在纵梁成形后对其零件进行压实。更换模具零件的需要进一步增加了纵梁制造过程的费用。
[0004]因此，期望提供一种纵梁成形装置和相关方法，其减少对制造不同纵梁形状所需的独特配置的模具和模具零件的需要。还期望减少修改成形装置以产生不同形式的纵梁所需的时间和人力。

技术实现思路

[0005]本公开一般地涉及制造复合层压板零件的设备和方法，更具体地，涉及制造具有各种形状的复合层压板纵梁的装置和方法。
[0006]根据一个方面，提供了可重新配置的托架(pallet)，用于成形具有不同形状的复合纵梁。托架包括上和下支撑件，其被配置为朝向和远离彼此移动。托架还包括上模具，其包括冲头。上模具可释放地安装在上支撑件上，并配置为允许用不同的上模具替换该上模具。托架还包括安装在下支撑件上的下模具。下模具包括形成模具腔的模具块组件，可以通过冲头将复合装料(charge)成形模具腔中。
[0007]根据另一方面，提供用于将复合装料冲压成形为纵梁的装置。该装置包括一组上臂和一组下臂。该装置还包括与上臂联接的上托盘。上托盘包括顶板和冲头。该装置包括下托盘，下托盘包括具有模具腔的模具，冲头可在模具腔中将复合装料成形为纵梁形状。该装置还包括滑动组件，该滑动组件将下托盘安装在下臂上，用于在第一位置和第二位置之间滑动移动，在第一位置中冲头将复合装料成形到模具腔中，和在第二位置中顶板被用于压实该复合装料。
[0008]根据仍另一方面，提供了成形复合纵梁的方法。该方法包括在第一模具和第二模具之间放置扁平复合装料，并将第二模具移动到与第一模具对齐的冲压成形位置。该方法还包括用于在第二模具处于冲压成形位置时将扁平复合装料成形为纵梁形状的冲头。该方法包括将第二模具从冲压成形位置位移到压实位置，并且在第二模具处于压实位置时使用
第一模具压实纵梁的至少一部分。
[0009]所公开的装置方法的优点之一是可以减少压缩成形复合纵梁所需的时间和人力。另一个优点是提供了通用模具，该模具可以容易且快速地重新配置以产生具有不同横截面形状的纵梁。另一个优点是模具更换过程部分地自动化，从而减少人力成本并提高生产能力。
[0010]特征、功能和优点可以在本公开的各种实例中独立地实现，或者可以在参考以下描述和附图可见的进一步细节的其他实例中组合。
附图说明
[0011]所附权利要求中阐述了被认为是说明性实例的特征的新颖特征。然而，当结合附图阅读时，通过参考本公开的说明性实例的以下详细描述，将最好地理解说明性实例以及优选使用模式、其进一步目的和优点，其中：
[0012]图1是飞机的透视图的图示，纵梁的位置以虚线表示。
[0013]图2是纵梁的透视图的图示。
[0014]图3是图2所示纵梁的端视图的图示。
[0015]图4是纵梁另一形式的端视图的图示。
[0016]图5
‑
7是工具集的图解视图的图示，其显示了将扁平复合装料成形为图2和图3所示纵梁的连续步骤。
[0017]图8是用于制造复合纵梁的成形装置的框图。
[0018]图9和10是图8的成形装置的透视图的图示，为清楚起见，未显示某些零件。
[0019]图10A是下模具的透视图的图示，其显示集成到模具块适配器中的真空夹紧特征。
[0020]图11是上臂和上托盘的透视图的图示。
[0021]图11A是包括上模具的上托盘部分的前立面视图的图示。
[0022]图12是下臂和下托盘的透视图的图示。
[0023]图13是显示底板如何枢转地安装到下臂的透视图的图示。
[0024]图14是上枢轴之一的图示。
[0025]图15是下枢轴中两个的透视图的图示。
[0026]图16是驱动马达的透视图的图示，其中罩已经从驱动马达之一移除，以露出小齿轮传动装置(pinion gear)。
[0027]图17是成形装置的端视图的图示，其显示了处于成形位置的下托盘。
[0028]图18是与图17类似的图示，但显示了下托盘已横向位移到其压实位置。
[0029]图19是框图的图示，其大体显示了用于控制成形装置操作的系统的部件。
[0030]图20是制造纵梁的方法的流程图的图示。
[0031]图21是飞行器生产和服务方法的流程图的图示。
[0032]图22是飞行器的框图的图示。
具体实施方式
[0033]所公开的实施方式涉及用于制造复合加强件(例如飞行器、船舶和其他行业中使用的纵梁)的方法和装置。例如，参考图1，飞机30包括机身32、机翼34和尾翼，尾翼包括垂直
安定面36和水平安定面38。这些机体部件中的每一个都包括由蒙皮35下方的纵梁44增强和稳定的复合外蒙皮35。纵梁44通常通过共固化或共粘合接合到蒙皮35的IML(内模线)。取决于应用，纵梁44可具有多种横截面形状中的任意一种。纵梁44的一个实例(有时称为叶片纵梁(blade stringer))在图2和3中示出。叶片纵梁44包括由向外延伸的凸缘成形的基座46和叶片48(有时称为腹板)。纵梁44a的另一实例在图4中示出，通常称为圆形帽纵梁44a。帽檐梁(hat stringer)44a包括圆形帽部分52和一对向外延伸的凸缘46。所公开的方法和装置可用于制造纵梁44、44a和多种其他类型的纵梁中的任何一种，例如但不限于I、J、Y、Z纵梁以及其他形式的帽纵梁。
[0034]取决于应用，纵梁44可沿着其长度在一个或多个位置处具有各种平面外特征，诸如轮廓、垫高(pad ups)和/或榫接(未示出)。纵梁44的轮廓有时是必要的，以便匹配纵梁44附接至的蒙皮35的轮廓。例如，如图2所示，纵梁44在以50示出的坐标系的XZ平面内沿其整个长度具有轮廓45，然而在其他实例中，纵梁44沿其长度具有直的部分(straight section)以及局部轮廓。纵梁44在XY平面中沿其长度也可以具有一个或多个轮廓。基座46和叶片48中的每一个可在沿其长度的一个或多个位置处具有可变厚度，以便使纵梁44符合其所附接结构的局部特征。
[0035]现在请注意图5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于将复合装料(64)冲压成形为纵梁(44)的装置，其包括：一组上臂(78)；与所述上臂(78)联接的上托盘(84)，所述上托盘(84)包括顶板(62)和冲头(56)；一组下臂(80)；下托盘(86)，其包括具有模具腔(70)的模具(57)，所述冲头(56)可以在其中将所述复合装料(64)成形为纵梁形状；和滑动组件(85)，其将所述下托盘(86)安装在所述下臂(80)上，用于在第一位置(87)和第二位置(95)之间滑动移动，在第一位置所述冲头(56)将所述复合装料(64)成形至所述模具腔(70)中，和在第二位置(95)所述顶板(62)压实所述复合装料(64)。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述滑动组件(85)包括：分别沿所述下臂(80)延伸的轨道(97)，和分别安装用于沿所述轨道(97)移动并与所述下托盘(86)联接的线性导轨(99)。3.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：枢轴(88)，其将所述上托盘(84)与所述上臂(78)连接并配置为允许所述上托盘(84)相对所述上臂(78)枢转。4.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：枢轴(90)，其将所述下托盘(86)与所述下臂(78)连接并配置为允许所述下托盘相对所述下臂(80)枢转。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述上托盘(84)包括：第一部分(55)，其具有安装在其上的冲头(56)，和第二部分(56)，其与所述第一部分(55)相邻并间隔开，配置为接合并压实所述纵梁(44)的一部分。6.根据权利要求1
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5中任一项所述的装置，其中所述下模具(57)包括：板(58)，模具块(60)，其安装在所述板(58)上，和所述模具块(60)上的模具块适配器(98)，所述模具块适配器(9...

【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：