本技术致力于用于自动部件装载和卸载方法的法兰式锥形销(flanged andtapered pin)。
背景技术：
1、诸如热成形压机(press)的常规压机是昂贵的。例如，在航空航天工业中，能够加工大部件的热成形压机的成本可能超过250万美元，甚至高达1000万美元。此外，常规热成形压机需要昂贵的维护，并且经受不可预测的停机时间，这不利地影响制造周期时间。另外，如果热成形压机在操作中失效，那么经常需要对在失效时由压机正在加工的部件进行昂贵的再加工。作为最坏的场景，这样的部件必须报废，从而导致显著的附加成本。
2、热成形工具的部件装载通常是手动完成的，并且需要操作者穿戴热保护设备/衣服。在装载/卸载步骤期间，要求操作者与部件、工具以及可能超过1700℉的压机组件紧密接触。由于操作者采用不同的装载和卸载方法，因此，经手动装载和卸载的部件可能导致部件轮廓的变化。自动化装载和卸载可以为操作者提供更安全的环境，而操作者仅需要与热组件的不太紧密的相互作用。
技术实现思路
1、根据本公开的示例，公开了一种用于使部件成形的成形模具(die)。该成形模具包括：下成形模具部分，该下成形模具部分包括下销接纳开孔，该下销接纳开孔用于接纳可移除固定销的下部分，该可移除固定销的下部分将待成形部件的下表面固定至下成形模具部分；以及可定位在下成形模具部分上方的上成形模具部分，该上成形模具部分包括上销接纳开孔，该上销接纳开孔用于接纳可移除固定销的上部分，该可移除固定销的上部分将待成形部件的上表面固定至上成形模具部分。
2、在用于使部件成形的成形模具中可以包括各种附加特征，所述各种附加特征包括以下特征中的一个或更多个特征。将下成形模具部分容纳在下热箱(hot box)部分中，其中，该下热箱部分包括：下壳体；下加热压板(heating platen)，该下加热压板被接纳在下壳体内，并且被配置成支承下成形模具部分；以及下热箱部分销接纳开孔，该下热箱部分销接纳开孔用于接纳可移除固定销的下部分，该可移除固定销的下部分将待成形部件的下表面固定至下壳体和下加热压板。将上成形模具部分容纳在上热箱部分中，该上热箱部分可定位在下热箱部分的上方，其中，该上热箱部分包括：上壳体；上加热压板，该上加热压板被接纳在上壳体内，并且被配置成支承上成形模具部分；以及上热箱部分销接纳开孔，该上热箱部分销接纳开孔用于接纳可移除固定销的上部分，该可移除固定销的上部分将待成形部件的上表面固定至上壳体和上加热压板。该成形模具还包括可移除固定销。可移除固定销的下部分包括锥形表面，该锥形表面被间隙配合到下销接纳开孔中，该下销接纳开孔被互补地锥形化，以提供部件的移除和定位。可移除固定销的上部分包括法兰，该法兰提供凸缘(ledge)，部件搁置于凸缘上，从而使得能够提起部件，并且该法兰连接下销接纳开孔的顶表面。可移除固定销的上部分包括凹入的脊(ridge)，该凹入的脊允许夹持可移除固定销。末端执行器还包括隔热垫(thermal pad)，该隔热垫在下成形模具部分和夹具之间提供与末端执行器的热中断。下热箱部分和上热箱部分可从压机组件移除。
3、根据本公开的示例，公开了一种用于使部件热成形的热箱。该热箱包括下热箱部分，该下热箱部分包括：下壳体；下加热压板，该下加热压板被接纳在下壳体内，并且被配置成支承下成形模具部分；以及下销接纳开孔，该下销接纳开孔用于接纳可移除固定销的下部分，该可移除固定销的下部分将待成形部件的下表面固定至下壳体和下加热压板；以及上热箱部分，该上热箱部分可定位在下热箱部分上方，并且上热箱部分包括：上壳体；上加热压板，该上加热压板被接纳在上壳体内，并且被配置成支承上成形模具部分；以及上销接纳开孔，该上销接纳开孔用于接纳可移除固定销的上部分，该可移除固定销的上部分将待成形部件的上表面固定至上壳体和上加热压板。
4、在用于使部件成形的热箱中可以包括各种附加特征，所各种置附加特征包括以下特征中的一个或更多个特征。该热箱还包括可移除固定销。可移除固定销的下部分包括锥形表面，该锥形表面被间隙配合到下销接纳开孔中，该下销接纳开孔被互补地锥形化，以提供部件的移除和定位。可移除固定销的上部分包括法兰，该法兰提供凸缘，部件搁置于凸缘上，从而使得能够提起部件，并且该法兰连接下销接纳开孔的顶表面。可移除固定销的上部分包括凹入的脊，该凹入的脊允许夹持可移除固定销。末端执行器还包括隔热垫，该隔热垫在下成形模具部分和夹具之间提供与末端执行器的热中断。
5、根据本公开的示例，公开了一种系统。该系统包括：末端执行器；以及夹具，所述夹具被附接至所述末端执行器，所述夹具夹持固定销，所述固定销将部件固定至热箱的下热箱部分，其中，所述固定销包括：锥形下主体部分；法兰，所述法兰设置在所述下主体部分与上主体部分之间；以及凹入的脊，所述凹入的脊设置在所述法兰上方，所述凹入的脊允许所述夹具保持所述固定销。在一些示例中，该系统包括：部件操纵(handling)机器人、用户控制平台、计算机控制平台、或部件操纵框架。
6、根据本公开的示例，公开了一种部件固定销。该部件固定销包括：锥形下主体部分；上主体部分；法兰，该法兰设置在下主体部分与上主体部分之间；以及凹入的脊，该凹入的脊设置在法兰上方，该凹入的脊允许夹具保持固定销。
7、根据本公开的示例，公开了一种用于将待成形部件固定在热箱或超塑性成形(uperplastic forming，spf)压机组件中的方法。所述方法包括以下步骤：使用固定销将待成形部件固定至平台，其中，该平台包括末端执行器和夹具，该夹具被附接至末端执行器，该夹具夹持固定销；使用固定销将待成形部件移动至热箱压机组件中的热箱的下热箱部分；以及通过致动夹具以释放固定销，从而释放部件。
8、以下是根据本发明的主题的可以要求保护也可以不要求保护的示例的非穷举列表。
9、根据本发明的主题的一个示例涉及一种压机。该压机包括下压机组件和上压机组件。下压机组件可沿着竖直轴线移动，并且包括下成形模具部分和下热箱部分，该下热箱部分被配置成接纳该下成形模具部分。上压机组件可在下压机组件上方沿着竖直轴线移动，并且包括上成形模具部分和上热箱部分。将上热箱部分配置成接纳上成形模具部分，以使上成形模具部分被定位成与下成形模具部分相对。将下成形模具部分和上成形模具部分配置成，对被接纳在该下成形模具部分与上成形模具部分之间的工件施加成形压力。将下热箱部分和上热箱部分配置成加热工件。
10、通过使下压机组件和上压机组件两者可沿着竖直轴线移动，压机中的施加成形力以产生用于向工件施加的成形压力(即，压机的吨位)的组件不需要具有既考虑工件的操作性放置和成形部件从压机中移除又考虑成形力的施加的显著行程长度。类似地，压机中的施加成形力以产生成形压力的组件不需要具有还考虑下成形模具部分和上成形模具部分的移除和更换的行程长度。因此，与现有技术的压机相比，压机中的施加成形力以产生成形压力的组件在相同循环次数内经历较小的应力，因此在压机的寿命内需要较少的维护和修理。
11、根据本发明的主题的另一示例涉及一种压机中的热箱。该热箱包括下热箱部分和上热箱部分。下热箱部分包括：下壳体、下加热压板、以及下绝热(insulation)层。下加热压板被接纳在下壳体内，并且配置成支承下成形模具部分。将下绝热层定位在下壳体与下加热压板之间。上热箱部分可定位在下热箱部分上方，并且包括：上壳体、上加热压板、以及上绝热层。上加热压板被接纳在上壳体内，并且被配置成支承上成形模具部分。将上绝热层定位在上壳体与上加热压板之间。当下热箱部分和上热箱部分彼此接触时，该下热箱部分和上热箱部分提供围绕工件的热障，该被工件接纳在下成形模具部分与上成形模具部分之间。
12、热箱提供了热障，以在压机从工件可操作地成形部件时，维持被递送至下成形模具部分和上成形模具部分的热，从而维持递送至工件的热。下壳体提供用于支承下热箱部分的其它组件的结构。下绝热层使下加热压板绝热，该下加热压板被配置成支承下成形模具部分并向该下成形模具部分传导热，并由此通过限制传导远离下成形模具部分而促进下成形模具部分的高效加热。类似地，上壳体提供用于支承上热箱部分的其它组件的结构。上绝热层使上加热压板绝热，该上加热压板被配置成支承上成形模具部分并向该上成形模具部分传导热，并由此通过限制传导远离上成形模具部分而促进上成形模具部分的高效加热。
13、根据本发明的主题的又一示例涉及一种使工件成形的方法。所述方法包括以下步骤：将下压机组件和上压机组件两者竖直移动成装载构型(loading configuration)，其中，使下压机组件和上压机组件间隔开以便接纳工件。所述方法包括以下步骤：将工件定位在下压机组件的下成形模具部分与上压机组件的上成形模具部分之间。所述方法还包括以下步骤：将下压机组件和上压机组件两者竖直移动成闭合构型(closed configuration)，其中，使下压机组件和上压机组件定位成向工件施加成形压力。所述方法还包括使上压机组件固定不动的步骤。所述方法还包括以下步骤：使下压机组件朝着上压机组件移动，以向工件施加成形压力。所述方法还包括加热工件的步骤。
14、通过使下压机组件和上压机组件两者在装载构型与闭合构型之间竖直地移动，压机中的施加成形力以产生用于向工件施加的成形压力(即，压机的吨位)的组件不需要具有既考虑工件的操作性放置和成形部件从压机中移除又考虑成形力的施加的显著行程长度。类似地，压机中的施加成形力以产生成形压力的组件不需要具有还考虑下成形模具部分和上成形模具部分的移除和更换的行程长度。因此，与现有技术的压机相比，压机中的施加成形力以产生成形压力的组件在相同循环次数内经历较小的应力，因此在压机的寿命内需要较少的维护和修理。
15、通过使上压机组件固定不动，与垂直移动上压机组件相关联的组件不需要能够施加足以产生为使工件可操作地变形所需的成形压力的成形力。而相反，与垂直移动下压机组件相关联的组件需要能够施加足以产生为使工件可操作地变形所需的成形压力的成形力。结果，与竖直移动上压机组件相关联的组件可以比与竖直移动下压机组件相关联的组件便宜得多。
16、根据本发明的主题的又一示例涉及一种使工件成形的方法。所述方法包括以下步骤：将经主动确定量的热递送至压机的热箱的下热箱部分的下加热压板的不同下部区域，或者递送至该热箱的上热箱部分的上加热压板的不同上部区域。
17、通过使下压机组件和上压机组件两者在装载构型与闭合构型之间竖直地移动，压机中的施加成形力以产生用于向工件施加的成形压力(即，压机的吨位)的组件不需要具有既考虑工件的操作性放置和成形部件从压机中移除又考虑成形力的施加的显著行程长度。类似地，压机中的施加成形力以产生成形压力的组件不需要具有还考虑下成形模具部分和上成形模具部分的移除和更换的行程长度。因此，与现有技术的压机相比，压机中的施加成形力以产生成形压力的组件在相同循环次数内经历较小的应力，因此在压机的寿命内需要较少的维护和修理。
18、通过使上压机组件固定不动，与垂直移动上压机组件相关联的组件不需要能够施加足以产生为使工件可操作地变形所需的成形压力的成形力。而相反，与垂直移动下压机组件相关联的组件需要能够施加足以产生为使工件可操作地变形所需的成形压力的成形力。结果，与竖直移动上压机组件相关联的组件可以比与竖直移动下压机组件相关联的组件便宜得多。
1.一种用于使部件(204)成形的成形模具(1014)，所述成形模具(1014)包括：
2.根据权利要求1所述的成形模具，其中，所述下成形模具部分(202)被容纳在下热箱部分(106)中，其中，所述下热箱部分(106)包括：下壳体(120)；下加热压板(1104)，所述下加热压板被接纳在所述下壳体(120)内，并且被配置成支承所述下成形模具部分(202)；以及下热箱部分销接纳开孔(610a)，所述下热箱部分销接纳开孔用于接纳所述可移除固定销(402)的所述下部分(608a)，所述可移除固定销的所述下部分将所述待成形部件(204)的所述下表面(208)固定至所述下壳体(120)和所述下加热压板(1104)。
3.根据权利要求2所述的成形模具，其中，所述上成形模具部分(1116)被容纳在上热箱部分(108)中，所述上热箱部分能定位在所述下热箱部分(106)的上方，其中，所述上热箱部分(108)包括：上壳体(122)；上加热压板(1110)，所述上加热压板被接纳在所述上壳体(122)内，并且被配置成支承所述上成形模具部分(1116)；以及上热箱部分销接纳开孔(1004a、1004b)，所述上热箱部分销接纳开孔用于接纳所述可移除固定销(402)的所述上部分(612a)，所述可移除固定销的所述上部分将所述待成形部件(204)的上表面(210)固定至所述上壳体(122)和所述上加热压板(1110)。
4.根据权利要求1所述的成形模具，所述成形模具还包括所述可移除固定销(402)。
5.根据权利要求1所述的成形模具，其中，所述可移除固定销(402)的所述下部分(608a)包括锥形表面(604a、604b)，所述锥形表面被间隙配合到所述下销接纳开孔(606a)中，所述下销接纳开孔被互补地锥形化，以提供所述部件(204)的移除和定位。
6.根据权利要求1所述的成形模具，其中，所述可移除固定销的所述上部分包括法兰(602a、602b)，所述法兰提供凸缘，所述部件(204)搁置于所述凸缘上，从而使得能够提起所述部件(204)，并且所述法兰连接所述下销接纳开孔(606a)的顶表面。
7.根据权利要求6所述的成形模具，其中，所述可移除固定销(402)的所述上部分(612a)包括凹入的脊(404)，所述凹入的脊允许夹持所述可移除固定销(402)。
8.根据权利要求1所述的成形模具，所述成形模具还包括隔热垫(408)，所述隔热垫在所述下成形模具部分(1118)和夹具(504)之间提供与末端执行器(410)的热中断。
9.根据权利要求3所述的成形模具，其中，所述下热箱部分(106)和所述上热箱部分(108)能从压机组件(104)移除。
10.一种用于使部件(204)热成形的热箱(102)，所述热箱(102)包括：
11.根据权利要求10所述的热箱，所述热箱还包括所述可移除固定销(402)。
12.根据权利要求11所述的热箱，其中，所述可移除固定销(402)的所述下部分(608a)包括锥形表面，所述锥形表面被间隙配合到所述下销接纳开孔中，所述下销接纳开孔被互补地锥形化，以提供所述部件(204)的移除和定位。
13.根据权利要求11所述的热箱，其中，所述可移除固定销(402)的所述上部分(612a)包括法兰(602a、602b)，所述法兰提供凸缘，所述部件搁置于所述凸缘上，从而使得能够提起所述部件(204)，并且所述法兰连接所述下销接纳开孔的顶表面。
14.根据权利要求11所述的热箱，其中，所述可移除固定销(402)的所述上部分(612a)包括凹入的脊(404)，所述凹入的脊允许夹持所述可移除固定销(402)。
15.根据权利要求10所述的热箱，所述热箱还包括隔热垫，所述隔热垫在所述下成形模具部分(1118)与夹具(504)之间提供与末端执行器(410)的热中断。
16.根据权利要求10所述的热箱，其中，所述下热箱部分(106)和所述上热箱部分(108)能从压机组件(104)移除。
17.一种平台(506)，所述平台包括：
18.根据权利要求17所述的平台，其中，所述平台包括：部件操纵机器人、用户控制平台、计算机控制平台或部件操纵框架。
19.一种部件固定销(402)，所述部件固定销包括：
20.一种用于将待成形部件(204)固定在热箱(102)或超塑性成形spf压机组件中的方法(800)，所述方法包括以下步骤：
