CN104494161B - 一种z字形结构复合材料制件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种Z字形结构复合材料制件的制造方法，包括以下步骤：1）定型零件：首先在殷瓦成型工装封装固化定型零件，定型零件具有上拐角内径为Ra和下拐角内径Rb；2）辅助工装：在殷瓦成型工装上再次铺叠坯料，铺叠完成后将制备好的定型零件放置在铺叠坯料上，再次进行封装固化；3）将辅助工装翻转；4）Z型复合材料制件的制作：在殷瓦成型工装上铺叠坯料，与步骤1铺叠方法相同，铺叠完成后，上方设置辅助翻转后的辅助工装，从而保证了固化后的零件具有上拐角处的内、外径分别为Ra和Rb，下拐角处的内、外径为Rb和Ra。该方法采用同材质的复合材料制备辅助工装，二次利用工装来有效的保证辅助工装拐角区域的R尺寸的准确性。

Description

一种Z字形结构复合材料制件的制造方法

技术领域

本发明涉及一种Z字形结构复合材料制件的制造方法，属于复合材料制造领域。

背景技术

随着航空领域复合材料趋向于整体化、一体化，复合材料制件种类日益繁多、结构形式日益多样化，形成机制及影响因素也较为复杂，某截面为Z字形制件由于其特殊的结构形式和成形工艺的影响，使得截面形状为Z构形制件的制造很难实现，尤其拐角处R区域受形状和空间尺寸的影响，导致上下拐角区的内外径R尺寸的精准性很难保证。

某截面为“Z”字形的复合材料制件具有其特殊的结构形式，Ra和Rb分别代表上拐角处的内外径，Rb和Ra分别代表下拐角处的内外径且角度与上拐角的角度对应，由于复合材料制件成形过程的复杂性以及结构形式的特点，使得制件上下拐角R区在制造工艺上难度很大，不能很好的保证拐角R区的尺寸。

目前对于这种特殊的结构形式―截面为“Z”字形的复合材料制件其存在的问题一方面为利用刚性的辅助工装作为匀压板不能有效的保证制件的质量，特别是拐角区R的质量，由于刚性辅助工装在R区与坯料配合性差，贴合程度不好，固化后零件R区处达不到相应形变的要求，上下拐角区的外径Ra和Rb很难压实到位，易产生架桥，很难保证Ra和Rb的尺寸，而上下拐角区的内外径尺寸恰恰是零件能否交付的关键问题，是关注的重点问题。另一方面为利用橡胶辅助工装也不能很好的保证上下拐角区的R质量。固化后零件上下拐角区R角区质量差，易产生褶皱。而且橡胶辅助工装的使用寿命非常有限，因此“Z”字形复合材料制件在制造上难度很大，尤其是针对上下拐角区的R的尺寸。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种Z字形结构复合材料制件的制造方法，该方法采用同材质的复合材料制备辅助工装，二次利用工装来有效的保证辅助工装拐角区域的R尺寸的准确性。

为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种Z字形结构复合材料制件的制造方法，包括以下步骤：

1）制作定型零件：首先在具有上拐角外径为Ra和下拐角外径为Rb的Z型表面殷瓦成型工装上铺隔离膜，然后铺叠坯料、隔离膜、透气毡，四周用密封胶条封严挡胶，最后采用真空袋封装固化的方式制备定型零件，定型零件具有上拐角内径为Ra和下拐角内径Rb；

2）制作辅助工装：在殷瓦成型工装上再次铺叠坯料，与步骤1铺叠方法相同，铺叠完成后将制备好的定型零件放置在铺叠坯料上，再次进行封装固化，固化后形成辅助工装，辅助工装具有上拐角内、外径为Ra，下拐角内、外径为Rb；

3）将辅助工装翻转，使辅助工装的上拐角内、外径为Rb，下拐角内、外径为Ra；

4）Z型复合材料制件的制作：在殷瓦成型工装上铺叠坯料，与步骤1铺叠方法相同，铺叠完成后，上方设置辅助翻转后的辅助工装，从而保证了固化后的零件具有上拐角处的内、外径分别为Ra和Rb，下拐角处的内、外径为Rb和Ra。

本发明从模具与零件的匹配性、协调性出发，充分考虑零件上下拐角区的内外径R的形式特点及工装形式，从制件制造过程设计与控制入手，考虑到复合材料件与金属模具制件线膨胀系数存在较大差异，采用同材质的复合材料制备辅助工装，二次利用工装来有效的保证辅助工装拐角区域的R尺寸的准确性，并且给予零件上下拐角尺寸及结构的特殊性，将制得的辅助工装反转，进而准确的保证零件上下拐角处外径R的尺寸，有效的解决了铺叠过程中制件拐角处R质量无法保证的问题，实现零件的交付。

附图说明

图1为Z字形结构复合材料制件的截面形状。

图2为定型零件的制作过程示意图。

图3为制作辅助工装及Z型零件的制作过程示意图。

其中，1、殷瓦成型工装；2、定型零件；3、辅助工装；4、Z字形结构复合材料制件。

具体实施方式

一种Z字形结构复合材料制件的制造方法，Z字形结构复合材料制件结构如图1所示，包括以下步骤：

1）如图2所示，制作定型零件：首先在具有上拐角外径为Ra和下拐角外径为Rb的Z型表面殷瓦成型工装上铺隔离膜，然后铺叠坯料、隔离膜、透气毡，四周用密封胶条封严挡胶，最后采用真空袋封装固化的方式制备定型零件，定型零件具有上拐角内径为Ra和下拐角内径Rb；

2）如图3所示，制作辅助工装：在殷瓦成型工装上再次铺叠坯料，与步骤1铺叠方法相同，铺叠完成后将制备好的定型零件放置在铺叠坯料上，再次进行封装固化，固化后形成辅助工装，辅助工装具有上拐角内、外径为Ra，下拐角内、外径为Rb；

3）将辅助工装翻转，使辅助工装的上拐角内、外径为Rb，下拐角内、外径为Ra；

4）Z型复合材料制件的制作：在殷瓦成型工装上铺叠坯料，与步骤1铺叠方法相同，铺叠完成后，上方设置辅助翻转后的辅助工装，从而保证了固化后的零件具有上拐角处的内、外径分别为Ra和Rb，下拐角处的内、外径为Rb和Ra。

本申请非常巧妙的将辅助工装进行翻转，通过翻转的辅助工装来限制坯料上下拐角处外径R的尺寸，而坯料的内径通过成形工装来限制，有效的保证坯料固化后制备的零件上下拐角内外径尺寸，是拐角区尺寸完全准确，有效的保证了零件R尺寸和质量，实现产品的无缺陷交付，本发明封装简便快捷，辅助工装可反复使用，节省产品投入，且操作效果好。

Claims (1)

1.一种Z字形结构复合材料制件的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

1）制作定型零件：首先在具有上拐角外径为Ra和下拐角外径为Rb的Z型表面殷瓦成型工装上铺隔离膜，然后铺叠坯料、隔离膜、透气毡，四周用密封胶条封严挡胶，最后采用真空袋封装固化的方式制备定型零件，定型零件具有上拐角内径为Ra和下拐角内径Rb；

2）制作辅助工装：在殷瓦成型工装上再次铺叠坯料，与步骤1铺叠方法相同，铺叠完成后将制备好的定型零件放置在铺叠坯料上，再次进行封装固化，固化后形成辅助工装，辅助工装具有上拐角内、外径为Ra，下拐角内、外径为Rb；

3）将辅助工装翻转，使辅助工装的上拐角内、外径为Rb，下拐角内、外径为Ra；

4）Z型复合材料制件的制作：在殷瓦成型工装上铺叠坯料，与步骤1铺叠方法相同，铺叠完成后，上方设置辅助翻转后的辅助工装，从而保证了固化后的零件具有上拐角处的内、外径分别为Ra和Rb，下拐角处的内、外径为Rb和Ra。