CN101119839B - 用于弯曲件的加衬模具的工艺和工具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对用于弯曲件的模具的加衬的工艺和工具，该工艺包括：以连续几遍的形式施加宽度为A2的衬里(15)在模具(3)上，在其上施加压力以使其适合所述弯曲件的曲率，所述遍的次数是最小需求的次数，由此带(15)的宽度A2允许实现这种适应，工具包括施加衬里(15)的鼓(25)，在每一遍的开始时将它的末端连接到模具(3)上的装置，在衬里(15)上沿着它的整个宽度均匀施加压力的圆锥形辊(25)，和通过安置在模具(3)上的边侧引导件(27、28)而使其可以运动的部件(26、29)，所述模具(3)平行于划定所述弯曲件的曲线(5、7)。

Description

用于弯曲件的加衬模具的工艺和工具 
技术领域
本发明涉及一种应用于航空工业中的弯曲件的加衬模具的工艺和工具。
背景技术
加衬(lining)是一种以衬里的形式将由强化组合物形成的层放置到模具上的工艺。在航空工业中普遍使用的组合物的例子是预浸渍组合物，其是一种纤维强化物和用于生产组合物的聚合物基体的混合物，以此其可以被储存以备以后使用。
它可以是片、衬里、绳或织物的形式。对于热固性基体来说，树脂通常是部分固化或用另外一种方法进行处理至所控制的粘度，即所谓的B一阶段(B-stage)。添加剂如火焰催化剂(flame catalysts)、抑制剂和延缓剂可以被加入以在最终应用中得到特殊性能并改善加工、储存和处理特点。
在该工艺中，衬里不是任意排列的，但是它们通常以一定的方向排列或放置，特别是以0度、90度、45度和-45度放置。层的数量(厚度)和衬里在特定的方向上或者在其他方向上的布置根据所述弯曲件在各个点支撑的应力的属性和大小来决定。
有两种衬里：平面形的和弯曲形的，分别根据被加衬的表面是平面形状或弯曲形状而定。
加衬过程可以通过手工或自动来执行。执行加衬的机械基本上有两种形式：
-加衬机械：在平面或稍微弯曲的表面上加衬。
-纤维定位机械：在加衬机械不能加衬的大曲率表面上加衬。
有主要两个准则确定是否一部分用手工或自动加衬：所使用的材料和所述弯曲件的尺寸。
除了其它材料之外应用到加衬上的一个材料是预浸渍材料。这种材料是粘性的并且它的处理不简单。手工配装预浸渍衬至平面上包含的直线不是非常的复 杂，然而将此种衬配装至曲面是非常复杂的，因为这种材料自身不能变形，所以操作人员必须在衬上施加恒定压力使其变形并适应所要求的曲面，并因为衬里是粘性的增加了困难。此外，如果被放置的衬里的数量非常高，表面上增加了复杂性。
美国专利US4,696,707公开了一种带放置方法，和用于从复合物带制造复合弯曲表面的层压物件的设备。所述带放置设备通过沿着“自然”路径、即带将在一定轮廓的表面上而在放置时没有拉伸或者折起时所顺应的路径、而放置复合物带来建立层叠物件层。
FR2 63 5 484A1公开了一种制造具有至少一个弯曲部分的平面部件的方法和设备。首先制造平面的预制板，然后从该板切出矩形的预制条，其方式是没有纤维沿着这些条的纵向轴线取向。接着，对应于弯曲部分的这些条的部分受到纵向延伸力，所述纵向延伸力朝向这些弯曲部分的外边沿逐渐增加。
本发明的产生是根据对新的空中客车A380飞机的部件加衬的需要，其在平面上承载的、用倾斜的面对圆柱体截面所获得一个椭圆形。
在一个制造试验中，能够看出，对于给定的被加衬的曲面几何形状和被排列的层的教高的数量，手工为模具加衬是非常复杂的。
加衬也可以用加衬机械来执行。在这些情况下，对于给定的模具尺寸，首先加衬大面积，随后其继续进行切割操作以确定上述的曲面。因为机械没有被最优地使用，这个方法并不是成本有效的。
本发明致力于克服所提到的、所述弯曲件的手工加衬和非成本有效的加衬或纤维定位机械所遇到的困难。
发明内容
本发明提供一种可以令人满意的解决上述讨论的问题的工艺和工具，特别是针对在航空工业上需要的大件的情况。
当试图用单个衬里为一个平面模具加衬来形成一个给定宽度的弯曲件时，要考虑的基本问题是，如果加衬材料不能自己变形，那么衬里不能精确跟随曲线的几何形状，就像在将被使用的、所需的预浸渍加衬的情况。
为了解决这种问题，本发明提出一种工艺，包括应用一定宽度的连续几遍(passes)的衬里，这样，通过在其上施加压力，它适应将被成型的弯曲件的曲 率并且所述遍数是需要达到这种适合所需的最小值，在每一遍中所应用的衬里被连接起来。
换句话说，被加衬的区域以一定的宽度被分成不同的区域，所述宽度允许正确地布置顺应曲面的几何形状的衬里。该宽度根据曲率和被加衬区域的总宽度，通过合适的试验加以确定，考虑到需要施加压力到材料上，所以它发生变形并可以适合曲面的几何形状。
本发明也提出一种执行以上讨论的工艺的工具，包括以下基本要素：
-施加衬里的鼓，具有在必须对整个区域进行加衬的遍数相同数目的布置位 置。
-在每一遍开始时将衬里的末端连接到模具的装置。
-一旦衬里沿模具的整个宽度被均匀地施加到模具上、在衬里上施加压力的圆锥形辊；
-通过安装在模具上的侧引导件、使工具移动的装置，其平行于划分所述弯曲件的曲线。
本发明的其它特点和优点将从随后的对目的的示例的详细说明并结合附图得到理解。
附图说明
图1示出被加衬区域的几何特点。
图2示出依靠本发明解决的问题。
图3示出根据本发明的加衬工艺。
图4示出根据本发明的加衬工具。
具体实施方式
本发明的工艺和工具的目标是对模具3上的由曲线5和7划分的以形成应用在飞机结构中的件的区域进行加衬。
因为附图不是按比例表示这个区域，必须指出为了更好的理解本发明，在一个特定的实施例中，尺寸L和H的数值是2240mm和170mm，其目的是说明它们的几何特点。
如图2中所示，用宽度为W的衬里试图使其适合曲率时将出现不希望的折痕(folds)13。
根据本发明和如图3所示，宽度为A2的衬里15以连续几遍来施加。
衬里15的最大宽度是根据区域3的曲率从而使得衬里可以顺应所述曲面被安置，总是在材料上施加压力以使其变形。需要对整个区域进行加衬的遍数是根据最大宽度而决定的，其将最终决定衬里15的宽度A2使得其覆盖宽度为A1的整个区域3。
衬里15可以包括在其应用到模具上时必须被除去的保护部件。
在随后的图4中，可以看到根据本发明提出的工具包括应用衬里的鼓23和 一个在其上施加压力的圆锥形的辊25。该工具在侧引导件27、28上的轮子26上移动，该引导件被定位于模具上平行于划分片材的曲线5、7(考虑到图4的示意性、在该图中用直线表示)。工具的运动通过致动牵引件29而手动执行。
衬里15缠绕在衬里供给鼓23上，包括一个摩擦离合器以总是保持衬里的应力。
供给鼓23有衬里15卷状物的三个安置位置31、33、35，以使其在三遍中的每一遍中施加到三个区域37、39、41。
鼓23与压力辊25刚性连接并在离地一小段距离保持悬浮，因此当在衬里15上施加压力时它不受影响。
压力辊25是圆锥形的，由此当其在内曲线7和外曲线5上前进时，其在衬里的整个宽度上均匀施加压力。辊25有对应于鼓23上31、33、35位置的三个支承区域并在每一遍中保证，被安置的衬里的绑定与前面一次中的布置是对齐的。
工具包括在每一遍中用于连接衬里的末端到模具从而方便它的安置的部件(没有示出)。
如果使用具有保护部件的衬里的情况下，工具将有便于除去它的部件。
任何对以下权利要求定义的范围内的修改能够被引入以上描述的优选实施例中。

Claims (6)

1.一种用于实施用于以加衬形式通过将自身不变形的复合物施加到平面模具(3)上，以形成由两个平行曲线(5、7)划定的、宽度为A1的件的工艺的工具，其特征在于所述工具包括：
a)施加衬里(15)的鼓(23)，其安置位置(31、33、35)具有与必须给予对模具加衬的遍数相同的数目；
b)在每一遍开始时将衬里(15)的末端连接到模具(3)的装置；
c)圆锥形辊(25)，一旦应用到模具(3)上，在衬里(15)上沿着它的整个宽度均匀施加压力；和
d)通过设置在模具(3)上的侧引导件(27、28)而使所述工具可以运动的装置(26、29)，该侧引导件平行于划分所述件的曲线(5、7)。
2.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，用于施加衬里(15)的鼓(23)包括一个保持衬里(15)的应力的摩擦离合器。
3.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述工具包括去除衬里(15)的保护部件的装置。
4.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，施加衬里的鼓(23)与圆锥形辊(25)刚性绑定，并安置与模具(3)的表面有一小段距离以方便圆锥形辊(25)的致动。
5.一种采用根据权利要求1-4中任一项所述的工具的工艺，用于以加衬形式通过将自身不变形的复合物施加到平面模具(3)上，以形成由两个平行曲线(5、7)划定的、宽度为A1的件，其特征在于，所述工艺包括：在模具(3)上、顺着平行于所述弯曲线(5、7)的路径、以连续几遍施加宽度为A2的衬里(15)，由此每个衬里与前一遍的衬里横向绑定，在衬里(15)上施加压力，从而所述衬里适应于所述件的曲率，所述遍数是宽度为A2的衬里(15)以允许实现这种适应的最小所需遍数。
6.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于衬里(15)包括一个当其施加到模具(3)上时被除去的保护部件。
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