CN101774274B - 基于热压罐的蠕变时效成形柔性工装 - Google Patents

Abstract

本发明一种基于热压罐的蠕变时效成形柔性工装，包括：一真空袋；一底板，打有销钉孔和螺纹孔；一高框，为两短高框和两长高框组成的框体，真空袋覆盖于高框及待成型件上；一低框，为两短低框和两长低框组成的框体，所述的高框固定于低框外围，高框和低框均固定于所述的底板上；钉板条，并列排列于底板上，并通过侧向螺钉固定于低框的框体内；四垫片，置于低框内壁与钉板条之间；调节钉柱，下方攻螺纹，用于与固定板形成螺纹副；固定板，中心位置攻螺纹孔，与调节钉柱形成螺纹副，将调节钉柱固定于固定板上，之后将二者固定于钉板条上；一抽气软管，连接于一抽气管咀上，抽气管咀穿设并固定于底板相应的孔中，并通过一硅橡胶垫圈密封连接。

Description

基于热压罐的蠕变时效成形柔性工装

(一)技术领域

本发明涉及一种基于热压罐的蠕变时效成形柔性工装，用于基于热压罐的复合材料固化成型或铝合金壁板、蒙皮件蠕变时效成形，属于航空制造工程领域。

(二)背景技术

蠕变时效成形是20世纪50年代初期，为成形复合材料、铝合金整体壁板、蒙皮件而发展起来的一项新技术。

早期的蠕变时效成形工装常采用焊接卡板式，2003年Airbus公司在原有卡板式工装基础上，开发了可调卡板式工装。

利用这类卡板式工装进行蠕变时效成形时，一套工装只适用于一或几个零件的成形，由于各型号飞机外表壁板、蒙皮件成千上万，使得工装数量庞大，加工成本高，占地面积大，这在很大程度上影响着企业的经济效益。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种基于热压罐的蠕变时效成形柔性工装，以解决现有卡板式工装存在的缺陷。

本发明为基于热压罐的蠕变时效成形柔性工装，可用于复合材料的固化成型，也可用于飞机钣金件蠕变时效成形，如壁板、蒙皮等。其成形力来源于真空袋内外压强差。如图1为基于热压罐的蠕变时效成形柔性工装系统图。

基于热压罐的蠕变时效成形柔性工装具体包括：

一真空袋，材质为厚0.07mm的硅胶布，此构件用于密封待成形件以及模具，真空袋外部是热压罐的高压气体，内部抽真空，以此来提供壁板时效成形所需压力，

一底板，打有销钉孔和螺纹孔，

一高框，为两短高框和两长高框组成的框体，所述的真空袋覆盖于高框及待成型件上；

一低框，为两短低框和两长低框组成的框体，所述的高框固定于低框外围，高框和低框均固定于所述的底板上；

钉板条，并列排列于底板上，并通过侧向螺钉固定于低框的框体内；

四垫片，置于低框内壁与钉板条之间，用于定位钉板条的横向位置；

调节钉柱，此调节钉柱依长度不同分为5组，每组可调形高度一致，下方攻螺纹，用于与固定板形成螺纹副，一一旋合所有调节钉柱，可使其形成待成形件模面的包络面；

固定板，中心位置攻螺纹孔，与调节钉柱形成螺纹副，调节钉柱调到合适高度后通过螺母将其固定于固定板上，之后将二者固定于钉板条上；

一抽气软管，用于抽气；抽气软管连接于一抽气管咀上，抽气管咀穿设并固定于底板相应的孔中，并通过一硅橡胶垫圈密封连接。所述的抽气管咀由一法兰盘和一抽气管焊接组成。

本发明为一种基于热压罐的蠕变时效成形柔性工装，结构紧凑，构思精巧，低框既用来将钉板条定位，又用于连接高框，能够满足基于热压罐的复合材料固化成型或壁板、蒙皮件的蠕变时效成形工况要求，而且钉柱可调节成不同的型面，可以满足多种零件的成形要求。

本发明为优点和功效在于：

1.工装柔性程度高，可用于多种复合材料件固化成型以及多种铝合金壁板件、蒙皮试件蠕变时效成形的基础研究；

2.钉柱依长度分档设计，有效解决待成形件型面过弯量要求，钉柱调形机构简单，便于调形；

综上，本装置总体结构简单可靠，造价低，实用性强。在具体结构上有很多创新型设计，如低框结构设计、调形钉柱设计、钉板条的设计。

(四)附图说明

图1所示为基于热压罐的蠕变时效成形柔性工装系统示意图。

图2所示为本发明之基于热压罐的蠕变时效成形柔性工装主视图。

图3所示为本发明之基于热压罐的蠕变时效成形柔性工装俯视图。

图4所示为本发明之基于热压罐的蠕变时效成形柔性工装侧视图。

图5所示为本发明之基于热压罐的蠕变时效成形柔性工装之抽气软管及抽气管咀局部放大图。

图6所示为本发明之基于热压罐的蠕变时效成形柔性工装之固定有调节钉柱的钉板条的局部视图。

图中标号及符号说明如下：

1、短高框         2、短低框        3、长高框           4、内六角螺钉

5、长低框         6、内螺纹圆锥销  7、垫片             8、内六角螺钉

9、内六角螺钉     10、底板         11、调节钉柱        12、六角薄螺母

13、固定板        14、钉板条       15、十字槽盘头螺钉  16、内六角螺钉

17、内六角螺钉    18、抽气软管     19、抽气管咀        20、十字槽盘头螺钉

21、硅橡胶垫圈    22、真空袋       23、抽气管          24、法兰盘

a、热压罐系统     b、蠕变时效成形柔性工装及成形件      c、真空系统

25、真空表        26、真空箱       27、真空泵

(五)具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案做进一步的说明。

请参阅图2至图6所示，本发明一种基于热压罐的蠕变时效成形柔性工装具体包括：

一真空袋22，材质为厚0.07mm的硅胶布，此构件用于密封待成形件以及模具，真空袋外部是热压罐的高压气体，内部抽真空，以此来提供壁板时效成形所需压力，

一底板10，打有销钉孔和螺纹孔，

一高框，为两短高框1和两长高框3组成的框体，所述的真空袋22覆盖于高框及待成型件上；

一低框，为两短低框2和两长低框5组成的框体，所述的高框固定于低框外围，高框和低框均固定于所述的底板10上；

钉板条14，并列排列于底板10上，并通过侧向螺钉固定于低框的框体内；

四垫片7，置于低框内壁与钉板条14之间，用于定位钉板条的横向位置；

调节钉柱11，此调节钉柱依长度不同分为5组，每组可调形高度一致，下方攻螺纹，用于与固定板13形成螺纹副，一一旋合所有调节钉柱，可使其形成待成形件模面的包络面；

固定板13，中心位置攻螺纹孔，与调节钉柱形成螺纹副，调节钉柱11调到合适高度后通过螺母将其固定于固定板13上，之后将二者固定于钉板条14上；

一抽气软管18，用于抽气；抽气软管连接于一抽气管咀19上，抽气管咀穿设并固定于底板相应的孔中，并通过一硅橡胶垫圈21密封连接。所述的抽气管咀由一法兰盘24和一抽气管23连接组成。

下面详细说明安装流程：

(1).低框在底板上的定位紧固，将长低框和短低框分别放于底板上，用内螺纹圆锥销钉6将其分别定位，用内六角螺钉4、17将其紧定；

(2).抽气管咀的安装：在底板下方安装抽气管咀，抽气管咀法兰盘和底板间用硅橡胶垫圈21进行密封，用螺钉20将抽气管咀19紧定于底板上；

(3).钉板条钉柱调高：将钉板条14上的调节钉柱11按壁板或蒙皮下表面包络面要求，将其调到合适高度，将9个定板条上的钉柱高度调好后依次排列于底板上；

(4).高框紧固：高框由两个长高框板3和两个短高框板1组成，上端的长短高框间用沉头螺钉进行锁紧，下端通过螺钉与低框锁紧；

(5).待成型(形)件定位与安放：对于已经调好钉高的柔性工装，可拔掉边缘处钉子几个，插入定位销，对待成形件进行定位；

(6).在已经调好钉高的柔性多点工装上首先安放一层开缝不锈钢板，在不锈钢板上放置待成形件，待成形件上方放置透气毡；

(7).真空袋胶接：用真空袋将整体柔性工装及待成形工件包起来，真空袋与工装下方底板进行密封胶接；

(8).将真空袋密封后的工装和工件放入热压罐中，罐体内加压，外面抽真空，对工件进行时效处理。

Claims (4)

1.一种基于热压罐的蠕变时效成形柔性工装，其特征在于：该工装包括：

一真空袋，此构件用于密封待成形件以及模具；

一底板，打有销钉孔和螺纹孔；

一高框，为两短高框和两长高框组成的框体，所述的真空袋覆盖于高框及待成形件上；

一低框，为两短低框和两长低框组成的框体，所述的高框固定于低框外围，高框和低框均固定于所述的底板上；

钉板条，并列排列于底板上，并通过侧向螺钉固定于低框的框体内；

四垫片，置于低框内壁与钉板条之间，用于定位钉板条的横向位置；

调节钉柱，下方攻螺纹，用于与固定板形成螺纹副；

固定板，中心位置攻螺纹孔，与调节钉柱形成螺纹副，将调节钉柱固定于固定板上，之后将二者固定于钉板条上；

一抽气软管，连接于一抽气管咀上，抽气管咀穿设并固定于底板相应的孔中，并通过一硅橡胶垫圈密封连接。

2.根据权利要求1所述的基于热压罐的蠕变时效成形柔性工装，其特征在于：所述的真空袋材质为厚0.05mm～0.09mm的硅胶布。

3.根据权利要求1所述的基于热压罐的蠕变时效成形柔性工装，其特征在于：所述的调节钉柱依长度不同分为5组，每组可调形高度一致。

4.根据权利要求1所述的基于热压罐的蠕变时效成形柔性工装，其特征在于：所述的抽气管咀由一法兰盘和一抽气管焊接组成。

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