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1、(10)申请公布号 CN 104339148 A (43)申请公布日 2015.02.11 C N 1 0 4 3 3 9 1 4 8 A (21)申请号 201410562257.6 (22)申请日 2014.10.21 B23P 19/04(2006.01) (71)申请人上海重型机床厂有限公司 地址 200245 上海市闵行区华宁路190号 (72)发明人周民 高晓军 李卓蓓 尤之臻 金铁辉 庄利俊 (74)专利代理机构上海天翔知识产权代理有限 公司 31224 代理人高迷想 (54) 发明名称 一种回转芯模高精度快速安装装置及方法 (57) 摘要 本发明涉及一种回转芯模高精度快速安装装。
2、 置及方法，包括一个用于放置全套装置及回转芯 模的床身，床身一端设置主轴箱以产生芯模回转 运动，床身中间设置二套可移动滚轮支撑架，用于 回转芯模的初始定位。主轴前部安装左定位连接 盘，床身后部设置有尾架，尾架套筒前端安装右定 位连接盘，两套定位连接盘用于回转芯模的精确 定位。本发明能取代现有通过连接杆驱动，采用手 工测量对中的传统方法，主要用于回转芯模快速 安装，可实现芯模的高效、高精度安装，特别对于 大中型回转芯模，可满足高效率生产之要求，将大 大提高了复合材料构件的生产效率，降低了生产 周期。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书4页 附图4页 (19)中华人民共和国国家知识产权。
3、局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 附图4页 (10)申请公布号 CN 104339148 A CN 104339148 A 1/2页 2 1.一种回转芯模高精度快速安装装置，其特征在于：所述回转芯模高精度快速安装装 置包括主轴箱、左定位连接盘、左滚轮支撑架、回转芯模、右滚轮支撑架、右定位连接盘、尾 架、床身；主轴箱驱动芯模的回转运动，主轴箱的前部安装左定位连接盘，床身后部设置尾 架，尾架前部安装右定位连接盘，左定位连接盘和右定位连接盘共同实现芯模的精定位，床 身中间设置沿床身导轨移动的左滚轮支撑架和右滚轮支撑架，用于回转芯模的初始定位。 2.根据权利要求1所述的回转芯模高精。
4、度快速安装装置，其特征在于：所述左定位连 接盘包括固定套、移动套、胀紧套、顶紧丝杠、传动杆，固定套通过长内锥安装在主轴箱中主 轴端部，移动套安装在回转芯模的左端，移动套和回转芯模之间连接通过胀紧套；固定套、 移动套之间依靠短锥实现精密定位配合；固定套对称布置二套顶紧丝杠，移动套对称布置 二套传动杆，顶紧丝杠作用于传动杆后用于传递主轴扭矩至回转芯模。 3.根据权利要求1所述的回转芯模高精度快速安装装置，其特征在于：所述右定位连 接盘包括固定套、移动套、胀紧套、定位键，固定套通过内直孔安装在尾架套筒端部，移动套 安装在回转芯模的右端，移动套和回转芯模之间通过胀紧套连接；固定套和移动套之间依 靠短锥。
5、定位配合。 4.根据权利要求1所述的回转芯模高精度快速安装装置，其特征在于：所述尾架包括 回转轴、轴承、滑动套筒、上座、定位键、法兰、螺母、丝杠、下座、牵引电机、牵引杆，上座内安 装滑动套筒，滑动套筒内安装回转轴，滑动套筒由丝杠驱动； 为保证回转芯模安装后，轴向不能承受附加力，法兰、螺母的轴向位置预留间隙大于 1mm； 电机驱动牵引杆做左右往复牵引运动，与右支撑架底部的连接座接触后，进而带动右 支撑架运动。 5.根据权利要求1所述的回转芯模高精度快速安装装置，其特征在于：所述左滚轮支 撑架和右滚轮支撑架组成滚轮支撑架组，所述滚轮支撑架组包括滚轮座、直线导轨、移动 座、直线导轨、底座、丝杠、手轮。
6、、连接座；移动座包括左移动座和右移动座， 移动座通过直线导轨与底座连接，移动座分别由手轮驱动，左移动座为主运动采用丝 杆结构，右移动座采用齿轮齿条结构，为跟随运动，防止左右移动座发生运动干涉，滚轮座 通过直线导轨与移动座连接，由丝杠同时驱动，底部的连接座供床身、尾架牵引移动之用。 6.一种利用权利要求1-5中的装置的回转芯模高精度快速安装的方法，其特征在于， 所述方法包括以下步骤： 第一，回转芯模的左右端部分别安装左右定位连接盘的移动套，主轴端、尾架回转轴分 别安装左右定位连接盘的固定套； 第二，回转芯模连同移动套定位于滚轮支撑架上，根据标尺，由滑动座丝杠驱动滚轮座 抬升芯模至主轴中心处，实现。
7、快速粗定位； 第三，移动左支撑架的移动座，带动其上芯模靠近主轴，通过左固定套、移动套之间的 短锥实现精密定位配合，顶紧丝杠作用于传动杆可传递扭矩； 第四，移动右定位连接盘的固定端，套筒由丝杠驱动，通过右固定套、移动套之间的短 锥实现精密定位配合，用于回转芯模的精确定位。 7.根据权利要求6所述的回转芯模高精度快速安装的方法，其特征在于，在第三步中， 为防止运动干涉，左支撑架移动座作为主运动，带动右支撑架移动座作跟随运动；两者结构 权 利 要 求 书CN 104339148 A 2/2页 3 分别为丝杠传动结构、齿轮齿条结构。 权 利 要 求 书CN 104339148 A 1/4页 4 一种回。
8、转芯模高精度快速安装装置及方法 技术领域 0001 本发明涉及一种回转芯模的快速安装装置，以及采用该装置进行高精度快速安装 的方法。主要用于复合材料构件的高效生产，以提高生产效率、增强操作安全。 背景技术 0002 复合材料具有轻质、高强度、高模量、抗疲劳、耐腐蚀、可设计性和工艺性好等特 点，尤其适用于大型结构和整体结构，是航空、航天领域理想的结构材料，已得到大量应用， 对于飞机、火箭而言更是降低成本、提高性能、提升市场竞争力的重要手段。 0003 复合材料构件制造涉及缠绕成型、自动铺放成型(铺带、铺丝)、拉挤、编织、缝合 等。在平面型/低曲率曲面型构件、封闭/半封闭曲面(非对称)构件、回转体。
9、/非回转体 构件的成型过程中，均需要借助回转芯摸作为复合材料成型基面，在其上通过多次的材料 铺放累积，才能达到构件所要求厚度，在整个过程中还需多次把芯模连同所附材料从铺放 设备移至真空热压罐，通过芯模的定型作用对复合材料构件进行逐次真空加热固化，以达 到所需的最终尺寸、形状要求。 0004 目前芯模的安装多采用连接杆驱动，手工测量对中的方法，存在连接刚性差、对中 精度不高，安装效率低等问题，特别对于大中型回转芯模由于其体积大、操作困难而不能满 足生产所需，所以需要有效的解决途径以解决该问题。本回转芯模高精度快速安装装置及 方法可实现芯模的高效、高精度安装，可满足高效率生产之要求，将大大提高复合。
10、材料构件 的生产效率，降低生产周期。 发明内容 0005 针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种回转芯模的快速安装装置，以及 采用该装置进行高精度快速安装的方法。主要用于复合材料构件的高效生产，以提高生产 效率、增强操作安全。 0006 本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种回转芯模高精度快速安 装装置，其特征在于：所述回转芯模高精度快速安装装置包括主轴箱、左定位连接盘、左滚 轮支撑架、回转芯模、右滚轮支撑架、右定位连接盘、尾架、床身；主轴箱驱动芯模的回转运 动，主轴箱的前部安装左定位连接盘，床身后部设置尾架，尾架前部安装右定位连接盘，左 定位连接盘和右定位连接盘共同实现芯模的。
11、精定位，床身中间设置沿床身导轨移动的左滚 轮支撑架和右滚轮支撑架，用于回转芯模的初始定位。 0007 在本发明的一个优选实施例子中，所述左定位连接盘包括固定套、移动套、胀紧 套、顶紧丝杠、传动杆，固定套通过长内锥安装在主轴箱中主轴端部，移动套安装在回转芯 模的左端，移动套和回转芯模之间连接通过胀紧套；固定套、移动套之间依靠短锥实现精密 定位配合；固定套对称布置二套顶紧丝杠，移动套对称布置二套传动杆，顶紧丝杠作用于传 动杆后用于传递主轴扭矩至回转芯模。 0008 在本发明的一个优选实施例子中，所述右定位连接盘包括固定套、移动套、胀紧 说 明 书CN 104339148 A 2/4页 5 套、定位。
12、键，固定套通过内直孔安装在尾架套筒端部，移动套安装在回转芯模的右端，移动 套和回转芯模之间通过胀紧套连接；固定套和移动套之间依靠短锥定位配合。 0009 在本发明的一个优选实施例子中，所述尾架包括回转轴、轴承、滑动套筒、上座、定 位键、法兰、螺母、丝杠、下座、牵引电机、牵引杆，上座内安装滑动套筒，滑动套筒内安装回 转轴，滑动套筒由丝杠驱动； 0010 为保证回转芯模安装后，轴向不能承受附加力，法兰、螺母的轴向位置预留间隙大 于1mm； 0011 电机驱动牵引杆做左右往复牵引运动，与右支撑架底部的连接座接触后，进而带 动右支撑架运动。 0012 在本发明的一个优选实施例子中，所述左滚轮支撑架和右。
13、滚轮支撑架组成滚轮支 撑架组，所述滚轮支撑架组包括滚轮座、直线导轨、移动座、直线导轨、底座、丝杠、手轮、连 接座；移动座包括左移动座和右移动座， 0013 移动座通过直线导轨与底座连接，移动座分别由手轮驱动，左移动座为主运动采 用丝杆结构，右移动座采用齿轮齿条结构，为跟随运动，防止左右移动座发生运动干涉，滚 轮座通过直线导轨与移动座连接，由丝杠同时驱动，底部的连接座供床身、尾架牵引移动之 用。 0014 一种利用上述装置的回转芯模高精度快速安装的方法，所述方法包括以下步骤： 0015 第一，回转芯模的左右端部分别安装左右定位连接盘的移动套，主轴端、尾架回转 轴分别安装左右定位连接盘的固定套； 。
14、0016 第二，回转芯模连同移动套定位于滚轮支撑架上，根据标尺，由滑动座丝杠驱动滚 轮座抬升芯模至主轴中心处，实现快速粗定位； 0017 第三，移动左支撑架的移动座，带动其上芯模靠近主轴，通过左固定套、移动套之 间的短锥实现精密定位配合，顶紧丝杠作用于传动杆可传递扭矩； 0018 第四，移动右定位连接盘的固定端，套筒由丝杠驱动，通过右固定套、移动套之间 的短锥实现精密定位配合，用于回转芯模的精确定位。 0019 在本发明的一个优选实施例子中，在第三步中，为防止运动干涉，左支撑架移动座 作为主运动，带动右支撑架移动座作跟随运动；两者结构分别为丝杠传动结构、齿轮齿条结 构。 0020 本发明的积极。
15、进步效果在于：本发明通过较少的安装步骤达到了下列目标：在安 装过程中，回转芯模通过粗、精二次步骤，实现定位、对中的自准完成。因此，本发明能完全 替代人工打表、耗时耗力的传统对中方法，可大幅度提高生产效率、增强操作安全，为复合 材料构件的高效率生产提供一条有效的解决途径。 附图说明 0021 图1是本发明所述的回转芯模高精度快速安装装置的立面结构示意图。 0022 图2是本发明所述的回转芯模高精度快速安装装置的侧面结构示意图。 0023 图3是本发明所述的床身结构示图。 0024 图4是本发明所述的牵引装置结构图。 0025 图5是本发明所述的左定位连接盘结构图。 说 明 书CN 1043391。
16、48 A 3/4页 6 0026 图6是本发明所述的左定位连接盘轴向结构图。 0027 图7是本发明所述的右定位连接盘结构图。 0028 图8是本发明所述的尾架结构图。 0029 图9是本发明所述的滚轮支撑架立面结构图。 0030 图10是本发明所述的滚轮支撑架侧面结构图。 具体实施方式 0031 下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。 0032 图1是本发明所述的回转芯模高精度快速安装装置的立面结构示意图；图2是本 发明所述的回转芯模高精度快速安装装置的侧面结构示意图；如图1、2所示，整套装置由 包括主轴箱1、左定位连接盘2、左滚轮支撑架3、回转芯模4、右滚轮支撑架5。
17、、右定位连接盘 6、尾架7、床身8组成；主轴箱1驱动芯模4的回转运动，其前部安装左定位连接盘2，床身 后部设置尾架7，其前部安装右定位连接盘6，左右定位盘共同实现芯模的精定位，床身中 间设置二套可沿床身8导轨移动的左滚轮支撑架3和右滚轮支撑架5，用于回转芯模的初始 定位。 0033 图3是本发明所述的床身结构示图；图4是本发明所述的牵引装置结构图；如图3 所示，床身包括主轴箱底座801、牵引装置802、多段床身803。如图4所示，牵引装置802包 括电机8024、连接套8025、连接杆8026、螺母8027，丝杆8028、键8029、接近开关80210、定 位法兰80211、牵引杆80212、。
18、连接座80213。 0034 电机8024驱动连接套8025、连接杆8026、螺母8027，依靠键8029定位，在接近 开关80210的信号控制下，可带动丝杆8028、牵引杆80212做左右往复牵引运动，牵引杆 80212与支撑架底部的连接座80213接触后，进而带动左支撑架运动。 0035 图5是本发明所述的左定位连接盘结构图；图6是本发明所述的左定位连接盘轴 向结构图；如图5和6所示，左定位连接盘包括固定套201、移动套203、胀紧套202、顶紧丝 杠204、传动杆205。 0036 固定套201通过长内锥安装在主轴端部，移动套203安装在芯模左端，其间连接通 过胀紧套202；固定套、移动。
19、套之间依靠短锥实现精密定位配合；固定套对称布置二套顶紧 丝杠204，移动套对称布置二套传动杆205，顶紧丝杠204作用于传动杆205后用于传递主 轴扭矩至回转芯模。 0037 图7是本发明所述的右定位连接盘结构图；如图7所示，右定位连接盘包括固定套 601、移动套604、胀紧套602、定位键603。固定套1通过内直孔安装在尾架套筒端部，移动 套604安装在芯模右端，其间连接通过胀紧套2；固定套604、移动套之间依靠短锥实现精密 定位配合。 0038 图8是本发明所述的尾架结构图；如图8所示，尾架包括回转轴701、轴承702、滑 动套筒703、上座704、定位键705、法兰706、螺母707、丝。
20、杠708、下座709、牵引电机7010、 牵引杆7011。 0039 上座704内安装滑动套筒703，其内安装回转轴701，套筒703由丝杠708驱动。为 保证回转芯模安装后，轴向不能承受附加力，在法兰706、螺母707的轴向位置预留间隙大 于1mm。电机7010驱动牵引杆7011做左右往复牵引运动，与右支撑架底部的连接座接触 说 明 书CN 104339148 A 4/4页 7 后，进而带动右支撑架运动。其内部结构与床身牵引装置相同。 0040 图9是本发明所述的滚轮支撑架立面结构图；图10是本发明所述的滚轮支撑架侧 面结构图。如图9、图10所示，二套支撑架包括滚轮座301、直线导轨302、。
21、移动座303、直线 导轨304、底座305、丝杠306、手轮307、连接座308。移动座303通过直线导轨304与底座 305连接，移动座303分别由手轮307驱动，左移动座为主运动采用丝杆结构，右移动座采用 齿轮齿条结构，为跟随运动，防止左右移动座发生运动干涉。其上滚轮座301通过直线导轨 302与移动座连接，由丝杠306同时驱动。底部连接座308供床身、尾架牵引移动之用。 0041 本发明中回转芯模的高精度快速安装方法；如图5、6和7所示，回转芯模二侧端部 分别安装左右定位连接盘的移动套，主轴端、尾架回转轴(如图8所示)分别安装左右定位 连接盘的固定端。 0042 如图9所示，回转芯模连同。
22、移动套定位于滚轮支撑架301上，根据标尺，由丝杠驱 动滚轮座抬升芯模至主轴中心处，实现快速粗定位。 0043 如图9、10所示，旋转手轮307，移动左支撑架移动，带动芯模靠近主轴。 0044 如图5-7所示，通过左固定套、移动套之间的短锥实现精密定位配合，顶紧丝杠作 用于传动杆可传递扭矩。 0045 如图8所示，移动右定位连接盘的固定端，由套筒丝杠驱动，通过右固定套、移动 套之间的短锥实现精密定位配合，使回转芯模轴线与主轴轴线精确重合。 0046 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。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。 说 明 书CN 104339148 A 1/4页 8 图1 图2 图3 说 明 书 附 图CN 104339148 A 2/4页 9 图4 图5 图6 说 明 书 附 图CN 104339148 A 3/4页 10 图7 图8 说 明 书 附 图CN 104339148 A 10 4/4页 11 图9 图10 说 明 书 附 图CN 104339148 A 11 。