CN105235237A - 一种复合材料j型加筋壁板成型工艺及成型工装 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种复合材料“J”型加筋壁板成型工艺及成型工装，工装包括板框式蒙皮成型模、“J”型筋条铺贴模和桁架三部分，桁架设置在板框式蒙皮成型模上方，“J”型筋条铺贴模采用一半阳模和一半阴模对合结构形式，“J”型筋条铺贴模的阴模作为定位块，阴模通过插销安装在桁架上，所述阳模是膨胀橡胶芯模。本发明解决了大型加筋壁板成型困难，Ｒ角缺陷及筋条偏移的问题，同时也提高复合材料制件的整体强度和刚度。
Description
技术领域
整体化成型技术是复合材料设计制造一体化中的关键技术，是减少零件和紧固件的数目、减轻结构重量、降低生产成本、装配成本的一个有效途径。复合材料材料设计和结构设计，材料成型和构件成型是同时一次完成、不可分开的，充分地体现了复合材料整体成型结构的设计制造一体化的特点。
复合材料整体结构一般指采用共固化、胶接共固化、二次胶接以及预成型件液体成型等工艺方法，一次成型的大型复杂复合材料结构，如机身舱段、翼盒、整体油箱、大梁和加强框等。大面积整体成型是复合材料独有的优点，是目前世界上复合材料领域重点发展的关键技术。为保证飞机结构的整体性及隐身要求，机身和机翼壁板会尽可能往大尺寸设计，大尺寸设计会带来壁板刚性不足问题，设计上通过在壁板内部增加“J”型加强筋条，来提高整体大型壁板的刚性和强度，更有效地提高结构整体质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合材料“J”型加筋壁板成型工艺及成型工装，解决了大型加筋壁板成型困难，Ｒ角缺陷及筋条偏移的问题，同时也提高复合材料制件的整体强度和刚度，更充分的体现了复合材料的优越性。此制造技术目前已在某型号大型复合材料部件上得到了应用，并且已经取得了很好的设计和使用效果。
本发明所述复合材料“J”型加筋壁板，由“J”型筋条和壁板组成，“J”型筋条结构为腹板上部分有半边凸缘，腹板下部分有两边凸缘，两边凸缘一侧与壁板粘接。
本发明通过下述技术方案来实现。一种复合材料“J”型加筋壁板成型工装，其特征是，包括板框式蒙皮成型模、“J”型筋条铺贴模和桁架三部分，桁架设置在板框式蒙皮成型模上方，“J”型筋条铺贴模采用一半阳模和一半阴模对合结构形式，“J”型筋条铺贴模的阴模作为定位块，阴模通过插销安装在桁架上。
作为优选，所述阳模是膨胀橡胶芯模。
一种复合材料“J”型加筋壁板成型工艺，其步骤如下：
1）直接在板框式蒙皮成型模上铺贴碳纤维壁板，四周留5-10mm余量；
2）根据板框式蒙皮成型模上筋条轴线和边缘线留出筋条的位置，将橡胶均压板并放于碳纤维壁板上；
3）将铺贴组合后的“J”型筋条的下凸缘加工到位，并放于碳纤维壁板上，对准筋条轴线；
4）定位块放置于“J”型筋条的“Z”侧，并对好筋条轴线，在定位块两头制作两个可拆卸手柄，使用后拆除；
5）将桁架吊至板框式蒙皮成型模上，将定位块用插销固定在桁架上，桁架四周用销钉固定；
6）在“J”型筋条的“U”型腔内放膨胀橡胶芯模，四周用压敏胶带进行固定；
7）将真空袋穿过插销进行组装气密，在真空袋与插销之间用高温腻子条进行密封，保证真空度要求；
8）进热压罐按预浸料固化参数加温固化；
9）出罐完成“J”型加筋壁板成型。
本发明的技术效果：可制备出复合材料“J”型加筋壁板，来提高整体大型壁板的刚性和强度，更有效地提高结构整体质量。J”型筋条定位块定位方式采用墙外定位方式，此定位方式的优点是：更有利于定位块脱模；更有利于保证共固化后的“J”型墙外形尺寸。
附图说明
图1是加筋壁板结构图。
图2是“J”型加筋结构示意图。
图3“J”型加筋壁板组装示意图.
图中1-桁架；2-插销；3-定位块；4-“J”型筋条；5-膨胀橡胶芯模
6-橡胶均压板；7-碳纤维壁板；8-板框式蒙皮成型模。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述复合材料“J”型加筋壁板，由“J”型筋条和壁板组成，“J”型筋条结构为腹板上部分有半边凸缘，腹板下部分有两边凸缘（如图2所示），两边凸缘一侧与壁板粘接。
如图3所示，复合材料“J”型加筋壁板成型工装，包括板框式蒙皮成型模8、“J”型筋条铺贴模和桁架1三部分，桁架设置在板框式蒙皮成型模上方，“J”型筋条铺贴模采用一半阳模和一半阴模对合结构形式，“J”型筋条铺贴模的阴模作为定位块3，定位块3通过插销2安装在桁架1上，采用膨胀橡胶芯模5作为“J”型筋条铺贴模的阳模。还配备橡胶均压板6.
复合材料“J”型加筋成型工艺如下：
1）直接在板框式蒙皮成型模8上铺贴碳纤维壁板7，四周留5-10mm余量；
2）根据板框式蒙皮成型模8上筋条轴线和边缘线留出筋条的位置，将橡胶均压板6放于碳纤维壁板7上；
橡胶均压板6的制作：在两层Airpad橡胶中间铺贴2层玻璃布预浸料，将铺贴完的橡胶表面依次铺设：脱模布、有孔隔离膜、透气毡、真空袋膜、用密封腻子条将真空袋膜密封，后将其放于热压罐中加温固化；根据均压板与壁板的配合情况对橡胶板进行适当加工；
3）将铺贴组合后的“J”型筋条4的下凸缘加工到位，并放于碳纤维壁板7上，对准筋条轴线；
4）定位块3放置于“J”型筋条4的“Z”侧，并对好筋条轴线，在定位块3两头制作两个可拆卸手柄，使用后拆除；
5）将桁架1吊至板框式蒙皮成型模8上，将定位块3用插销2固定在桁架1上，桁架1四周用销钉固定；
6）在“J”型筋条4的“U”型腔内放膨胀橡胶芯模5，四周用压敏胶带进行固定；
膨胀橡胶芯模5的制作：将膨胀橡胶A、B组分按100：12的比例混合，搅拌充分使其混合均匀，将“Ｊ”型铺贴模放置在大平板上，周围用平尺挡住，将混合液缓慢倒入模腔内，覆盖整个芯模面，外形尺寸放大5mm，常温固化；根据芯模型面与筋条的配合情况对芯模进行适当加工；
7）将真空袋穿过插销2进行组装气密，在真空袋与插销2之间用高温腻子条进行密封，保证真空度要求；
8）进热压罐按预浸料固化参数加温固化；
9）出罐完成“J”型加筋壁板成型。
Claims (6)
1.一种复合材料“J”型加筋壁板成型工装，其特征是，包括板框式蒙皮成型模、“J”型筋条铺贴模和桁架三部分，桁架设置在板框式蒙皮成型模上方，“J”型筋条铺贴模采用一半阳模和一半阴模对合结构形式，“J”型筋条铺贴模的阴模作为定位块，阴模通过插销安装在桁架上。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料“J”型加筋壁板成型工装，其特征是，所述阳模是膨胀橡胶芯模。
3.根据权利要求1所述的一种复合材料“J”型加筋壁板成型工装，其特征是，定位块两头制作两个可拆卸手柄。
4.一种复合材料“J”型加筋壁板成型工艺，其特征是，采用权利要求2所述工装，其步骤如下：
1）直接在板框式蒙皮成型模上铺贴碳纤维壁板；
2）根据板框式蒙皮成型模上筋条轴线和边缘线留出筋条的位置，将橡胶均压板并放于碳纤维壁板上；
3）将铺贴组合后的“J”型筋条的下凸缘加工到位，并放于碳纤维壁板上，对准筋条轴线；
4）定位块放置于“J”型筋条的“Z”侧，并对好筋条轴线，在定位块两头制作两个可拆卸手柄，使用后拆除；
5）将桁架吊至板框式蒙皮成型模上，将定位块用插销固定在桁架上，桁架四周用销钉固定；
6）在“J”型筋条的“U”型腔内放膨胀橡胶芯模，四周用压敏胶带进行固定；
7）将真空袋穿过插销进行组装气密，在真空袋与插销之间用高温腻子条进行密封，保证真空度要求；
进热压罐按预浸料固化参数加温固化；
出罐完成“J”型加筋壁板成型。
5.根据权利要求4所述的一种复合材料“J”型加筋壁板成型工艺，其特征是，橡胶均压板的制作：在两层Airpad橡胶中间铺贴2层玻璃布预浸料，将铺贴完的橡胶表面依次铺设：脱模布、有孔隔离膜、透气毡、真空袋膜、用密封腻子条将真空袋膜密封，后将其放于热压罐中加温固化；根据均压板与壁板的配合情况对橡胶板进行适当加工。
6.根据权利要求4所述的一种复合材料“J”型加筋壁板成型工艺，其特征是，膨胀橡胶芯模的制作：将膨胀橡胶组分混合，搅拌充分使其混合均匀，将“Ｊ”型铺贴模放置在大平板上，周围用平尺挡住，将混合液缓慢倒入模腔内，覆盖整个芯模面，常温固化；根据芯模型面与筋条的配合情况对芯模进行适当加工。
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