CN105346102A - 复合材料j型纵墙定位整体成型工装及其成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明创造涉及一种复合材料J型纵墙定位整体成型工装，在蒙皮成型工装上设有基础蒙皮，在基础蒙皮的上表面的指定位置设置J型纵墙，在J型纵墙的内表面通过橡胶补偿层设置纵墙成型内工装，且纵墙成型内工装完全填补J型纵墙的内形，在J型纵墙的外表面覆盖有纵墙成型外工装，纵墙成型外工装、纵墙成型内工装和J型纵墙形成一个无空腔的长方体结构；在蒙皮成型工装上通过定位耳片连接定位梁，定位梁横跨纵墙成型外工装，且定位梁顶部通过固定件与纵墙成型外工装的上表面连接。该工装针对碳纤维复合材料J型墙的结构特点，通过对原有工装结构的优化设计，解决了J型墙在制造工程中存在的纵墙轴线尺寸、肋线尺寸和纵墙外形偏移的问题。

Description

复合材料J型纵墙定位整体成型工装及其成型方法
技术领域
本发明创造涉及一种复合材料J型纵墙定位整体成型工装及其成型方法，特别涉及一种J型墙的整体成型的定位工装，保证零件的位置精度和成型质量。
背景技术
由于复合材料具有比强度高、比刚度大、重量轻、耐疲劳、耐腐蚀等优点，因此被广泛应用于壁板类零件的制造。复合材料纵型墙为机翼前缘的主承力结构件，是机翼的典型结构形式之一。纵墙参与并传递来自翼面的载荷，同时提供对翼面的载荷，同时提供对翼型的支撑。大尺寸复合材料纵墙公差和肋线方向的偏移公差将直接影响后期装配质量，原有的定位方式均不能同时精确的保证肋线和轴线方向上得尺寸；难点二在于纵墙结构因为高度较高，在热压罐加压过程中极易发生左右倾斜或偏离，若用原有的定位装置加以限位，将会给封装带来较大的困难，定位装置和纵墙的间隙容易造成真空袋架桥，加压过程中真空袋容易被击穿。
发明内容
本发明创造要解决的技术问题是提供一种复合材料J型纵墙定位整体成型工装及其成型方法，该工装针对碳纤维复合材料J型墙的结构特点，基于共固化或胶接共固化工艺，通过对原有工装结构的优化设计，解决了J型墙在制造工程中存在的纵墙轴线尺寸、肋线尺寸和纵墙外形偏移的问题。
为解决以上问题，本发明创造的具体技术方案如下：一种复合材料J型纵墙定位整体成型工装，在蒙皮成型工装上设有基础蒙皮，在基础蒙皮的上表面的指定位置设置J型纵墙，在J型纵墙的内表面通过橡胶补偿层设置纵墙成型内工装，且纵墙成型内工装完全填补J型纵墙的内形，在J型纵墙的外表面覆盖有纵墙成型外工装，纵墙成型外工装、纵墙成型内工装和J型纵墙形成一个无空腔的长方体结构；在蒙皮成型工装上通过定位耳片连接定位梁，定位梁横跨纵墙成型外工装，且定位梁顶部通过固定件与纵墙成型外工装的上表面连接。
采用成型工装对J型纵墙胶接共固化工艺，包括以下步骤：
1）在蒙皮成型工装上使用预浸料铺叠基础蒙皮，在115±5℃下预压实处理30min，然后进罐固化，脱模清理；
2）在纵墙铺叠工装上使用预浸料铺叠J型纵墙，然后按顺序依次将纵墙成型内工装、橡胶补偿层和纵墙成型外工装进行组合，并进行预压实处理，在115±5℃下预压实处理30min；
3）将胶膜J-270粘贴在纵墙坯料下缘条上，用电熨斗压实，温度控制在80℃以下；
4）将J型纵墙按轴线和肋线位置初步放置到基础蒙皮上，将定位梁通过定位耳片和螺杆固定在蒙皮工装的两侧，每根肋线位置处都要安装一根定位梁，适当调整J型纵墙位置，以使得固定件穿过定位梁顶部与纵墙成型外工装的上表面连接，即通过定位梁对J型纵墙的位置进行定位，同时矫直J型纵墙的轴线；
5）组合封装：先将定位梁和固定件拆除，对成型内工装、J型纵墙、纵墙成型外工装和基础蒙皮在蒙皮成型工装上进行真空袋封装，然后再重新放置定位梁和固定件，在定位件与纵墙成型外工装的连接处穿过真空袋，该位置用密封胶条缠绕，保证密封的气密性；
6）将工装的组合件进罐固化成型，脱模后清理得到成品。
采用复合材料J型纵墙定位整体成型工装，可实现多墙式机翼复合材料零件的整体固化成型，保证纵墙的位置精度和成型质量，提高了复合材料零件的制造水平。
该J型纵向的固化成型方法，可实现快速精确的定位，并同时保证J型纵墙的轴线和肋线上的定位；本发明提供了工装不仅保证肋线的定位，还能部分封装在真空袋内，在对J型纵墙提供稳固作用的同时，减少了真空袋架桥和击穿的可能性。
附图说明
图1为纵墙定位整体成型工装的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种复合材料J型纵墙定位整体成型工装，在蒙皮成型工装1上设有基础蒙皮2，在基础蒙皮2的上表面的指定位置设置J型纵墙3，在J型纵墙3的内表面通过橡胶补偿层4设置纵墙成型内工装5，橡胶补偿层4的厚度为2～4mm，用以对J型纵墙均匀施压保证J型纵墙内部质量，且纵墙成型内工装5完全填补J型纵墙3的内形，在J型纵墙3的外表面覆盖有纵墙成型外工装6，纵墙成型外工装6、纵墙成型内工装5和J型纵墙3形成一个无空腔的长方体结构；在蒙皮成型工装1上通过定位耳片7连接定位梁8，定位梁厚度控制在30～50mm，以保证定位梁具有足够的抗弯曲强度，定位梁横跨纵墙成型外工装6，且定位梁8顶部通过固定件9与纵墙成型外工装6的上表面连接，当需要定位若干个J型纵墙时，根据J型纵墙的位置，设置若干个对应的定位梁8；也可设置较宽的定位梁，根据J型纵墙的位置，进行数控加工孔，用于固定件9对纵墙成型外工装6的定位，这样可保证定位精度。
采用成型工装对J型纵墙胶接共固化工艺，包括以下步骤：
1）在蒙皮成型工装1上使用预浸料铺叠基础蒙皮2，在115±5℃下预压实处理30min，然后进罐固化，脱模清理；
2）在纵墙铺叠工装上使用预浸料铺叠J型纵墙3，然后按顺序依次将纵墙成型内工装5、橡胶补偿层4和纵墙成型外工装6进行组合，并进行预压实处理，在115±5℃下预压实处理30min；
3）将胶膜J-270粘贴在纵墙坯料下缘条上，用电熨斗压实，温度控制在80℃以下；
4）将J型纵墙3按轴线和肋线位置初步放置到基础蒙皮2上，将定位梁8通过定位耳片7和螺杆固定在蒙皮工装的两侧，每根肋线位置处都要安装一根定位梁，适当调整J型纵墙3位置，以使得固定件9穿过定位梁顶部与纵墙成型外工装6的上表面连接，即通过定位梁对J型纵墙3的位置进行定位，同时矫直J型纵墙3的轴线；
5）组合封装：先将定位梁8和固定件9拆除，对成型内工装5、J型纵墙3、纵墙成型外工装6和基础蒙皮2在蒙皮成型工装1上进行真空袋封装，然后再重新放置定位梁8和固定件9，在定位件9与纵墙成型外工装6的连接处穿过真空袋，该位置用密封胶条缠绕，保证密封的气密性；
6）将工装的组合件进罐固化成型，脱模后清理得到成品。

Claims (2)

1.一种复合材料J型纵墙定位整体成型工装，其特征在于：在蒙皮成型工装（1）上设有基础蒙皮（2），在基础蒙皮（2）的上表面的指定位置设置J型纵墙（3），在J型纵墙（3）的内表面通过橡胶补偿层（4）设置纵墙成型内工装（5），且纵墙成型内工装（5）完全填补J型纵墙（3）的内形，在J型纵墙（3）的外表面覆盖有纵墙成型外工装（6），纵墙成型外工装（6）、纵墙成型内工装（5）和J型纵墙（3）形成一个无空腔的长方体结构；在蒙皮成型工装（1）上通过定位耳片（7）连接定位梁（8），定位梁横跨纵墙成型外工装（6），且定位梁（8）顶部通过固定件（9）与纵墙成型外工装（6）的上表面连接。
2.采用权利要求1所述的成型工装对J型纵墙胶接共固化工艺，其特征在于包括以下步骤：
1）在蒙皮成型工装（1）上使用预浸料铺叠基础蒙皮（2），在115±5℃下预压实处理30min，然后进罐固化，脱模清理；
2）在纵墙铺叠工装上使用预浸料铺叠J型纵墙（3），然后按顺序依次将纵墙成型内工装（5）、橡胶补偿层（4）和纵墙成型外工装（6）进行组合，并进行预压实处理，在115±5℃下预压实处理30min；
3）将胶膜J-270粘贴在纵墙坯料下缘条上，用电熨斗压实，温度控制在80℃以下；
4）将J型纵墙（3）按轴线和肋线位置初步放置到基础蒙皮（2）上，将定位梁（8）通过定位耳片（7）和螺杆固定在蒙皮工装的两侧，每根肋线位置处都要安装一根定位梁，适当调整J型纵墙（3）位置，以使得固定件（9）穿过定位梁顶部与纵墙成型外工装（6）的上表面连接，即通过定位梁对J型纵墙（3）的位置进行定位，同时矫直J型纵墙（3）的轴线；
5）组合封装：先将定位梁（8）和固定件（9）拆除，对成型内工装（5）、J型纵墙（3）、纵墙成型外工装（6）和基础蒙皮（2）在蒙皮成型工装（1）上进行真空袋封装，然后再重新放置定位梁（8）和固定件（9），在定位件（9）与纵墙成型外工装（6）的连接处穿过真空袋，该位置用密封胶条缠绕，保证密封的气密性；
6）将工装的组合件进罐固化成型，脱模后清理得到成品。
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