CN104723584B - 一种复合材料制件用螺旋拔出型脱模工装及其脱模工艺 - Google Patents

一种复合材料制件用螺旋拔出型脱模工装及其脱模工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种复合材料制件用螺旋拔出型脱模工装及其脱膜工艺。所述脱模工装包括用于牵引金属挡板的螺旋拔出组件、用于固定金属挡板当前位置的定位组件和用于固定复合材料制件的固定件组件三部分，上述三部分组件顺次分别固定在金属基板上。基于上述脱模工装的脱模工艺采用螺杆旋转装置来提供稳定拉伸力，以及向夹在制件中金属挡板施加稳定的垂直拔出力，最终实现完美取出夹在复合材料制件中的金属挡板。

Description

一种复合材料制件用螺旋拔出型脱模工装及其脱模工艺
技术领域
本发明涉及一种复合材料制件用螺旋拔出型脱模工装及其脱模工艺，属于复合材料制造技术领域。
背景技术
复合材料变截面类工型制件属于主承力结构件，主要用于飞机方向舵和机翼之中。为了不影响制件整体力学性能，在固化成型前通常使用金属挡板占位来留出复合材料制件的装配位置，如图1所示。由于金属挡板与复合材料的热膨胀系数不同，因此固化成型后存在内应力，导致整体固化后难以取出制件中的金属挡板。面对上述问题，本领域技术人员通常通过敲击等手段强行取出金属挡板，从而造成复合材料制件内部及外部质量问题，导致复合材料制件的报废率高。
发明内容
针对以上不足，本发明提供一种复合材料制件用螺旋拔出型脱模工装及其脱模工艺，解决复合材料制件在整体固化成型后难以取出插入型金属模具的问题，保证复合材料制件内部及外形质量。
本发明的技术方案：一种复合材料制件用螺旋拔出型脱模工装，包括用于牵引金属挡板的螺旋拔出组件、用于固定金属挡板当前位置的定位组件和用于固定复合材料制件的固定件组件三部分，上述三部分组件顺次分别固定在金属基板上，各组件之间的间距根据复合材料制件的尺寸而定。
所述螺旋拔出组件中，旋转手柄或内六方螺母与金属盒内的螺杆固定连接，所述螺杆相对于金属盒的位置固定，螺杆的末端与带有螺纹的拉伸组件连接，拉伸组件通过销孔及拔出销子与定位在定位组件上的金属挡板连接。螺旋拔出组件通过向外旋转来施加牵引力，起到拔出复合材料制件中金属挡板的作用。
本发明螺旋拔出组件中，含有螺纹的螺杆位置固定，带有螺杆的拉伸装置前后移动来提供拉伸动力，以此来节省工装整体的操作空间。螺杆旋转部件密封在金属盒内，以防外界物体缠带螺纹而损坏工装。在大型复合材料制件脱模时，可把旋转手柄改装成标准型号内六方螺母，以便于使用大型风枪提供旋转动力。
所述定位组件在金属基板上的位置相对于螺旋拔出组件、固定件组件可调。定位组件主要用来固定待脱除金属挡板的位置，防止因放置位置不当造成制件在脱模过程中产生分层缺陷。定位组件有一定的活动尺寸，用来协调螺旋拔出组件与固定件组件制件的关系。
所述固定件组件由两组以上的螺旋固定夹具组成，具体数量视复合材料制件的尺寸而定。其中每组螺旋固定夹具中分别采用两个夹具相对放置，每个夹具以一侧夹具的位置为基准，另一侧夹具则用于紧固复合材料制件。
所述夹具的施压面包覆1-4mm的熟橡胶层，来保护复合材料制件表面质量和增加表面摩擦力。
所述金属基板的厚度为8-30mm，适当的厚度以保持金属基板具有足够的抗弯曲强度。
在所述金属基板上还设有若干个定位螺栓和拉起挂钩，以便于固定和转移整套脱模工装。
一种复合材料制件的脱模工艺，采用了上述的一种复合材料制件用螺旋拔出型脱模工装，具体步骤如下：
（1）把脱模工装整体固定在操作平台上，以拔出销子为参考，调整固定件组件中的作为基准面一侧夹具，使其处于同一基准线上；
（2）把含有金属挡板的复合材料制件放入脱模工装中，金属挡板的位置与定位组件对应，复合材料制件的位置与固定件组件对应，并使金属挡板与带有螺纹的拉伸组件连接；
（3）调整复合材料制件的位置，以保证拉伸组件能向金属挡板提供垂直拉伸力，同时调整定位组件以适应金属挡板当前的位置；
（4）旋转固定件组件中的另一侧夹具，使复合材料制件的位置被固定；
（5）匀速旋转螺旋拔出组件中的旋转手柄，或者使用风枪慢速旋转螺旋拔出组件中的内六方螺母，以实现对金属挡板施加垂直拔出力，慢速取出复合材料制件中的金属挡板；
（6）松开拉伸组件以及固定件组件中的螺旋固定夹具，分别取出金属挡板和复合材料制件。
本发明的有益效果：本发明采用螺杆旋转装置来提供稳定拉伸力，以及向夹在制件中金属挡板施加稳定的垂直拔出力，最终实现完美取出夹在复合材料制件中的金属挡板；本发明降低了金属挡板的脱模难度，避免了因暴力脱模而导致工装变形报废，其工装寿命与以前相比提高了5倍以上；本发明有效降低了复合材料制件在脱模过程中产生的分层缺陷，同时改善制件的表面质量，从而大大提高了产品的合格率和生产效率；在用于大型复合材料制件脱模时，可把旋转手柄改装成标准型号内六方螺母，以便于使用大型风枪提供旋转动力。
附图说明
图1为本发明待脱模复合材料制件与金属挡板的连接示意图。
图2为本发明实施例一中脱模工装的整体结构示意图。
图3为本发明实施例一中脱模工装的工作状态示意图。
具体实施方式
实施例一
如图2所示，以某机型的方向舵中类工型加强肋为例，其采用的螺旋拔出型脱模工装包括用于牵引金属挡板5的螺旋拔出组件1、用于固定金属挡板5当前位置的定位组件2和用于固定复合材料制件6的固定件组件3三部分，上述三部分组件顺次分别固定在金属基板4上，各组件之间的间距根据复合材料制件的尺寸而定。
所述螺旋拔出组件1中，旋转手柄7与金属盒8内的螺杆固定连接，所述螺杆相对于金属盒8的位置固定，螺杆的末端与带有螺纹的拉伸组件9连接，拉伸组件9通过销孔及拔出销子10与定位在定位组件2上金属挡板5连接。螺旋拔出组件起到拔出复合材料制件中金属挡板的作用，通过旋转手柄向外旋转来施加牵引力。
本发明螺旋拔出组件中，含有螺纹的螺杆位置固定，带有螺杆的拉伸装置前后移动来提供拉伸动力，以此来节省工装整体的操作空间。螺杆旋转部件密封在金属盒内，以防外界物体缠带螺纹而损坏工装。
所述定位组件2在金属基板4上的位置相对于螺旋拔出组件1、固定件组件3可调节。定位组件主要用来固定待脱除金属挡板的位置，防止因放置位置不当造成制件在脱模过程中产生分层缺陷。定位组件有一定的活动尺寸，用来协调螺旋拔出组件与固定件组件制件的关系。
所述固定件组件3由两组以上的螺旋固定夹具组成，具体数量视复合材料制件的尺寸而定。其中每组螺旋固定夹具中分别采用两个夹具相对放置，每个夹具以一侧夹具的位置为基准，另一侧夹具则用于紧固复合材料制件。
所述夹具的施压面包覆1-4mm的熟橡胶层，来保护复合材料制件表面质量和增加表面摩擦力。
所述金属基板4的厚度为8-30mm，适当的厚度以保持金属基板具有足够的抗弯曲强度。
在所述金属基板4上还设有若干个定位螺栓和拉起挂钩，以便于固定和转移整套脱模工装。
如图3所示，一种复合材料制件的脱模工艺，采用了上述的一种复合材料制件用螺旋拔出型脱模工装，具体步骤如下：
（1）把脱模工装整体固定在操作平台上，以拔出销子10为参考，调整固定件组件3中的作为基准面一侧夹具，使其处于同一基准线上；
（2）把含有金属挡板5的复合材料制件6放入脱模工装中，金属挡板5的位置与定位组件2对应，复合材料制件6的位置与固定件组件3对应，并使金属挡板5与带有螺纹的拉伸组件9连接；
（3）调整复合材料制件6的位置，以保证拉伸组件9能向金属挡板5提供垂直拉伸力，同时调整定位组件以适应金属挡板5当前的位置；
（4）旋转固定件组件3中的另一侧夹具，使复合材料制件6的位置被固定；
（5）匀速旋转螺旋拔出组件1中的旋转手柄7，以实现对金属挡板5施加垂直拔出力，使金属挡板5慢速退出复合材料制件6；
（6）松开拉伸组件9以及固定件组件3中的螺旋固定夹具，分别取出金属挡板5和复合材料制件6。
实施例二
继续以某机型的方向舵中类工型加强肋为例，其采用的螺旋拔出型脱模工装包括用于牵引金属挡板5的螺旋拔出组件1、用于固定金属挡板5当前位置的定位组件2和用于固定复合材料制件6的固定件组件3三部分，上述三部分组件顺次分别固定在金属基板4上，各组件之间的间距根据复合材料制件的尺寸而定。
所述螺旋拔出组件1中，内六方螺母与金属盒8内的螺杆固定连接，所述螺杆相对于金属盒8的位置固定，螺杆的末端与带有螺纹的拉伸组件9连接，拉伸组件9通过销孔及拔出销子10与定位在定位组件2上金属挡板5连接。螺旋拔出组件起到拔出复合材料制件中金属挡板的作用，通过旋转手柄向外旋转来施加牵引力。
本发明螺旋拔出组件中，含有螺纹的螺杆位置固定，带有螺杆的拉伸装置前后移动来提供拉伸动力，以此来节省工装整体的操作空间。螺杆旋转部件密封在金属盒内，以防外界物体缠带螺纹而损坏工装。
所述定位组件2在金属基板4上的位置相对于螺旋拔出组件1、固定件组件3可调。定位组件主要用来固定待脱除金属挡板的位置，防止因放置位置不当造成制件在脱模过程中产生分层缺陷。定位组件有一定的活动尺寸，用来协调螺旋拔出组件与固定件组件制件的关系。
所述固定件组件3由两组以上的螺旋固定夹具组成，具体数量视复合材料制件的尺寸而定。其中每组螺旋固定夹具中分别采用两个夹具相对放置，每个夹具以一侧夹具的位置为基准，另一侧夹具则用于紧固复合材料制件。
所述夹具的施压面包覆1-4mm的熟橡胶层，来保护复合材料制件表面质量和增加表面摩擦力。
所述金属基板4的厚度为8-30mm，适当的厚度以保持金属基板具有足够的抗弯曲强度。
在所述金属基板4上还设有若干个定位螺栓和拉起挂钩，以便于固定和转移整套脱模工装。
一种复合材料制件的脱模工艺，采用了上述的一种复合材料制件用螺旋拔出型脱模工装，具体步骤如下：
（1）把脱模工装整体固定在操作平台上，以拔出销子10为参考，调整固定件组件3中的作为基准面一侧夹具，使其处于同一基准线上；
（2）把含有金属挡板5的复合材料制件6放入脱模工装中，金属挡板5的位置与定位组件2对应，复合材料制件6的位置与固定件组件3对应，并使金属挡板5与带有螺纹的拉伸组件9连接；
（3）调整复合材料制件6的位置，以保证拉伸组件9能向金属挡板5提供垂直拉伸力，同时调整定位组件以适应金属挡板5当前的位置；
（4）旋转固定件组件3中的另一侧夹具，使复合材料制件6的位置被固定；
（5）使用风枪慢速旋转螺旋拔出组件1中的内六方螺母，以实现对金属挡板5施加垂直拔出力，使金属挡板5慢速退出复合材料制件6；
（6）松开拉伸组件9以及固定件组件3中的螺旋固定夹具，分别取出金属挡板5和复合材料制件6。

Claims (8)

1.一种复合材料制件用螺旋拔出型脱模工装，其特征在于：包括用于牵引金属挡板（5）的螺旋拔出组件（1）、用于固定金属挡板（5）当前位置的定位组件（2）和用于固定复合材料制件（6）的固定件组件（3）三部分，上述三部分组件顺次分别固定在金属基板（4）上。
2.如权利要求1所述的一种复合材料制件用螺旋拔出型脱模工装，其特征在于：所述螺旋拔出组件（1）中，旋转手柄（7）或内六方螺母与金属盒（8）内的螺杆固定连接，所述螺杆相对于金属盒（8）的位置固定，螺杆的末端与带有螺纹的拉伸组件（9）连接，拉伸组件（9）通过销孔及拔出销子（10）与定位在定位组件（2）上金属挡板（5）连接。
3.如权利要求1或2所述的一种复合材料制件用螺旋拔出型脱模工装，其特征在于：所述定位组件（2）在金属基板（4）上的位置相对于螺旋拔出组件（1）、固定件组件（3）可调。
4.如权利要求1所述的一种复合材料制件用螺旋拔出型脱模工装，其特征在于：所述固定件组件（3）由两组以上的螺旋固定夹具组成，其中每组螺旋固定夹具中分别采用两个夹具相对放置，每个夹具以一侧夹具的位置为基准，另一侧夹具则用于紧固复合材料制件。
5.如权利要求4所述的一种复合材料制件用螺旋拔出型脱模工装，其特征在于：所述夹具的施压面包覆1-4mm的熟橡胶层。
6.如权利要求1所述的一种复合材料制件用螺旋拔出型脱模工装，其特征在于：所述金属基板（4）的厚度为8-30mm。
7.如权利要求1或6所述的一种复合材料制件用螺旋拔出型脱模工装，其特征在于：在所述金属基板（4）上还设有若干个定位螺栓和拉起挂钩。
8.一种复合材料制件的脱模工艺，采用了如权利要求1-7任一所述的一种复合材料制件用螺旋拔出型脱模工装，其特征在于采用如下步骤：
（1）把脱模工装整体固定在操作平台上，以拔出销子（10）为参考，调整固定件组件（3）中的作为基准面一侧夹具，使其处于同一基准线上；
（2）把含有金属挡板（5）的复合材料制件（6）放入脱模工装中，金属挡板（5）的位置与定位组件（2）对应，复合材料制件（6）的位置与固定件组件（3）对应，并使金属挡板（5）与带有螺纹的拉伸组件（9）连接；
（3）调整复合材料制件（6）的位置，以保证拉伸组件（9）能向金属挡板（5）提供垂直拉伸力，同时调整定位组件以适应金属挡板（5）当前的位置；
（4）旋转固定件组件（3）中的另一侧夹具，使复合材料制件（6）的位置被固定；
（5）匀速旋转螺旋拔出组件（1）中的旋转手柄（7），或者使用风枪慢速旋转螺旋拔出组件（1）中的内六方螺母，以实现对金属挡板（5）施加垂直拔出力，使金属挡板（5）慢速退出复合材料制件（6）；
（6）松开拉伸组件（9）以及固定件组件（3）中的螺旋固定夹具，分别取出金属挡板（5）和复合材料制件（6）。
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