拉伸成形工艺是航空制造领域蒙皮类零件的基本成形方法之一。由于飞机蒙皮零件产品种类多,生产批量小、批次多,实际生产过程中需要频繁地进行模具更换工作,现有模具更换方式工序复杂、耗时久、自动化程度低,在模具更换与蒙皮零件淬火处理期间,拉形设备处于停机等待状态,严重降低了蒙皮拉伸成形的工作效率。国内蒙皮拉形生产效率低下与快速增长的蒙皮拉形产能需求的矛盾日益突出,因此,本文基于快速换模技术,设计了一种适用于FET1200型蒙皮拉形机的模具快速更换系统,以提升蒙皮拉伸成形的工作效率与生产产能,助力我国航空事业的发展。首先,对蒙皮拉形工艺与装备、快速换模技术与应用的研究现状进行了概述,调研了FET1200型蒙皮拉形机的结构原理、工作特点、模具种类及其更换方式,分析了影响蒙皮拉伸成形工作效率与成形质量的主要原因,进而提出了一种适用于FET1200型蒙皮拉形机的模具快速更换系统设计方案。其次,对模具快速更换系统的各组成单元进行了详细设计。针对蒙皮横向拉形设备的工作特点,设计了一种用于模具快速更换的移动工作台;针对移动工作台顶升过程中的偏载问题,设计了一种基于脉宽控制的同步顶升系统;针对龙门液压机加工精度低、抗偏载性能差以及存在液压振动冲击等问题,设计了一种组合式框架液压机来改善蒙皮零件的成形质量。然后,采用ANSYS Workbench有限元软件对框架液压机机身结构进行了静态分析与模态分析,得到了相应的位移变形与应力应变云图,以及机身结构的固有频率与各阶振型,分析结果表明框架液压机的力学性能可以满足实际使用要求,同时其固有频率远大于工作频率,不易产生共振现象。最后,采用AMESim仿真软件对同步顶升系统的位移同步性能,以及框架液压机液压系统的动态性能进行了研究分析,得到了相应的输出位移曲线、位移偏差曲线、输出速度曲线与工作压力变化曲线等,分析结果表明同步顶升系统的位移同步精度,以及框架液压机液压系统的动态性能符合预期设计目标,可以满足实际使用要求。本文设计的模具更换系统具有模具更换快捷、自动化程度高等特点,在模具安装调整与蒙皮零件淬火处理期间,可以同步进行其他批次蒙皮零件的拉形工作,有效减少了蒙皮拉形设备的停机等待时间,显著提升了蒙皮拉伸成形的工作效率与成形质量。