CN103640231A

CN103640231A - 组合式真空袋外定位装置及其定位方法

Info

Publication number: CN103640231A
Application number: CN201310688377.6A
Authority: CN
Inventors: 蒲永伟; 宋扬; 关振; 王一寒
Original assignee: Shenyang Aircraft Industry Group Co Ltd
Current assignee: Shenyang Aircraft Industry Group Co Ltd
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2033-12-17
Also published as: CN103640231B

Abstract

本发明涉及一种组合式真空袋外定位装置，在待固化零件的外部设有若干个平行设置的定位梁，每个定位梁上活动连接若干个限位单元；限位单元的具体结构为，在真空袋内设有定位挡板，定位挡板的侧表面为平面，并与待限位平面贴合；在定位挡板的上平面通过垫片和紧固螺母与螺杆的底部活动连接，螺杆的另一端穿过定位梁后与定位螺母连接。该装置将整体化的定位装置分解为相对独立的单元，增强了各组成部分的独立性和灵活性，操作快捷方便，可以实现各种长度长桁的精准定位。

Description

组合式真空袋外定位装置及其定位方法

技术领域

本发明涉及一种组合式真空袋外定位装置及其定位方法，适用于多种长桁、纵墙结构的组合式真空袋，属于复合材料加工成型技术领域。

背景技术

在复合材料零件设计中，经常采用长桁或者纵墙结构作为加强筋，其中长桁成型质量的一项重要验收指标就是长桁的轴线精度。在目前的复合材料零件制造工艺中，采用整根工装成型模制造的长桁通常采用在长桁两端定位，利用成像工装自身的刚度的方法来保证长桁的轴线精确度。但是长度超过一米的长桁成型模自身的直线度已经难以满足要求，而在现代航空制造行业中，一块大型复合才来壁板往往包含十几根长桁，其长度能达到十几米，而彼此间距往往只有几厘米到十几厘米。在这种情况下，必须采用分段组合的成型模制造长桁，长桁轴线的精准定位就显得非常困难，极易出现长桁轴线偏移的情况。本身作为大型壁板加强筋的长桁如果出现轴线偏移，会使零件的实际强度极大的偏离理论值，最终导致价值上百万的零件报废。

面对长桁定位不准这个行业普遍问题，目前符合材料行业主要采用两种方法来解决，但是都存在一定的局限性。一种是使用整体定位盖板，这种方法的好处是零件封装交容易，不易发生真空袋击穿等问题，缺点是需要一套单独的盖板成型工装，并且使用昂贵的碳纤维预浸料制作盖板，盖板的重复利用率低，经过几次脱模之后，盖板易发生损伤，从而失去定位效果；另一种方法是采用沿长桁轴线分段定位的方法。目前的定位装置是类似梳子状的复杂结构，利用“梳齿”卡柱长桁，从而保证长桁直线度，其优点是可以重复利用，而缺点也是十分明显。这种定位装置是整体结构，各组成部分不可拆卸，必须完全封装在真空袋内，而这种工装结构复杂，棱角多，高低起伏不平，几乎不可避免的会造成真空袋的击穿，从而导致整个零件报废，如果要避免真空袋被击穿，则需要非常复杂的封装过程，耗时极长，仅一个封装过程可能就要花费十几个工作日，而预浸料的外置时间往往仅有15天，所以这种定位方法的可操作性极低。

纵墙结构是另一类常见的加强筋，除了存在和长桁类似的定位问题外，还由于其高度高（通常高度为30厘米），容易在加压过程中发生倾斜，这也是上述定位方法所无法解决的问题，所以在设计上，往往采用机械连接的方式，用大量金属铆钉将纵墙连接在壁板上，结果造成重量增加，装卸困难、耗时长等诸多问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种组合式真空袋外定位装置，该装置将整体化的定位装置分解为相对独立的单元，增强了各组成部分的独立性和灵活性，操作快捷方便，可以实现各种长度长桁的精准定位。

为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种组合式真空袋外定位装置，在待固化零件的外部设有若干个平行设置的定位梁，每个定位梁上活动连接若干个限位单元；限位单元的具体结构为，在真空袋内设有定位挡板，定位挡板的侧表面为平面，并与待限位平面贴合；在定位挡板的上平面通过垫片和紧固螺母与螺杆的底部活动连接，螺杆的另一端穿过定位梁后与定位螺母连接。

所述的定位梁上设有平行于长桁轴线方向的滑槽，螺杆在滑槽内移动。

采用组合式真空袋外定位装置进行长桁结构的固化定位方法，包括以下步骤：

1）使用长桁芯模铺叠长桁；

2）将若干个铺叠好的长桁放置在铺叠好的蒙皮壁板的准确位置；

3）将长桁芯模、长桁、蒙皮壁板和组合式真空袋外定位装置中的对应的定位挡板一同放入到真空袋内；

4）真空袋外部的上方设置若干个平行设置的定位梁，螺杆的底部通过垫片和紧固螺母与定位挡板密封连接，螺杆的上部穿过定位梁与定位螺母连接；

5）调节每个螺杆在定位梁滑槽的位置，保证定位挡板的竖直面与长桁芯模的侧面贴合限位；

6）将真空袋封装后，进行高温固化。

采用组合式真空袋外定位装置进行纵墙结构的固化定位方法，包括以下步骤：

1）使用成型模铺叠纵墙；

2）将若干个铺叠好的纵墙放置在铺叠好的蒙皮壁板的准确位置；

3）将纵墙、蒙皮壁板和组合式真空袋外定位装置中的对应的定位挡板一同放入到真空袋内；

5）调节每个螺杆在定位梁滑槽的位置，保证定位挡板的竖直面与纵墙的竖直侧面贴合限位；

6）将真空袋封装后，进行高温固化。

本发明提出了一种全新的长桁与纵墙结构定位方法，其核心思想是将整体化的定位装置分解为相对独立的单元，增强了各组成部分的独立性和灵活性。组合式真空袋外定位装置不需要单独的成型工装，可以反复使用，操作快捷方便，可以实现各种长度长桁的精准定位。由于这种装置各部分的相对独立性，只有一小部分需要封装在真空袋内，大部分结构留在真空袋外，所以大大降低了封装难度，可以在一两个工作日内完成封装过程；同时真空袋被击穿的概率大大降低，其工时少，风险低，具有真正的可操作性。这种定位装置对工型、T型、L型等结构的长桁和纵墙都可以起到定位作用，并且可以防止纵墙倾斜，从而使纵墙与壁板之间的固化工艺真正具有可行性；同时具有设计上的灵活性，可以通过更换封装在真空袋内部分的结构实现对其他特殊结构长桁的定位，理论上可以解决所有形式的长桁和纵墙定位问题。

附图说明

图1为组合式真空袋外定位装置的结构示意图。

图2为组合式真空袋外定位装置定位长桁示意图。

图3为组合式真空袋外定位装置定位纵墙示意图。

图4为组合式真空袋外定位装置整体应用示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种组合式真空袋外定位装置，在待固化零件的外部设有若干个平行设置的定位梁3，每个定位梁3上活动连接若干个限位单元；限位单元的具体结构为，在真空袋内设有定位挡板1，定位挡板1的侧表面为平面，并与待限位平面贴合；在定位挡板1的上平面通过垫片4和紧固螺母5与螺杆2的底部活动连接，螺杆2的另一端穿过定位梁3后与定位螺母6连接。

所述的定位梁3上设有平行于长桁轴线方向的滑槽，螺杆2在滑槽内移动。

如图2和图4所示，采用组合式真空袋外定位装置进行长桁结构的固化定位方法，包括以下步骤：

1）使用长桁芯模10铺叠长桁11；

2）将若干个铺叠好的长桁11放置在铺叠好的蒙皮壁板12的准确位置；

3）将长桁芯模10、长桁11、蒙皮壁板12和组合式真空袋外定位装置中的对应的定位挡板1一同放入到真空袋内；

4）真空袋外部的上方设置若干个平行设置的定位梁3，螺杆2的底部通过垫片4和紧固螺母5与定位挡板1密封连接，螺杆2的上部穿过定位梁3与定位螺母6连接；

5）调节每个螺杆2在定位梁3滑槽的位置，保证定位挡板1的竖直面与长桁芯模10的侧面贴合限位，以保证在高压固化过程中其轴线不发生偏移；

6）将真空袋封装后，进行高温固化。

如图3和图4所示，采用组合式真空袋外定位装置进行纵墙结构的固化定位方法，包括以下步骤：

1）使用成型模铺叠纵墙13；

2）将若干个铺叠好的纵墙13放置在铺叠好的蒙皮壁板12的准确位置；

3）将纵墙13、蒙皮壁板12和组合式真空袋外定位装置中的对应的定位挡板1一同放入到真空袋内；

5）调节每个螺杆2在定位梁3滑槽的位置，保证定位挡板1的竖直面与纵墙13的竖直侧面贴合限位，以保证在高压固化过程中其轴线不发生偏移，同时还可以保护纵墙在加压过程中部发生倾斜；

6）将真空袋封装后，进行高温固化。

Claims

1.一种组合式真空袋外定位装置，其特征在于：在待固化零件的外部设有若干个平行设置的定位梁（3），每个定位梁（3）上活动连接若干个限位单元；限位单元的具体结构为，在真空袋内设有定位挡板（1），定位挡板（1）的侧表面为平面，并与待限位平面贴合；在定位挡板（1）的上平面通过垫片（4）和紧固螺母（5）与螺杆（2）的底部活动连接，螺杆（2）的另一端穿过定位梁（3）后与定位螺母（6）连接。

2.如权利要求1所述的组合式真空袋外定位装置，其特征在于：所述的定位梁（3）上设有平行于长桁轴线方向的滑槽，螺杆（2）在滑槽内移动。

3.采用如权利要求2所述的组合式真空袋外定位装置进行长桁结构的固化定位方法，其特征在于包括以下步骤：

1）使用长桁芯模（10）铺叠长桁（11）；

2）将若干个铺叠好的长桁（11）放置在铺叠好的蒙皮壁板（12）的准确位置；

3）将长桁芯模（10）、长桁（11）、蒙皮壁板（12）和组合式真空袋外定位装置中的对应的定位挡板（1）一同放入到真空袋内；

4）真空袋外部的上方设置若干个平行设置的定位梁（3），螺杆（2）的底部通过垫片（4）和紧固螺母（5）与定位挡板（1）密封连接，螺杆（2）的上部穿过定位梁（3）与定位螺母（6）连接；

5）调节每个螺杆（2）在定位梁（3）滑槽的位置，保证定位挡板（1）的竖直面与长桁芯模（10）的侧面贴合限位；

6）将真空袋封装后，进行高温固化。

4.采用如权利要求2所述的组合式真空袋外定位装置进行纵墙结构的固化定位方法，其特征在于包括以下步骤：

1）使用成型模铺叠纵墙（13）；

2）将若干个铺叠好的纵墙（13）放置在铺叠好的蒙皮壁板（12）的准确位置；

3）将纵墙（13）、蒙皮壁板（12）和组合式真空袋外定位装置中的对应的定位挡板（1）一同放入到真空袋内；

5）调节每个螺杆（2）在定位梁（3）滑槽的位置，保证定位挡板（1）的竖直面与纵墙（13）的竖直侧面贴合限位；

6）将真空袋封装后，进行高温固化。