CN107530989A - 用于形成复合部件的工具 - Google Patents

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Abstract

发明公开了一种用于从预成形件(200)形成具有弯曲主体和整体凸缘的复合部件的工具(102)，工具包括弯曲主体部分104和成形组件(105)，弯曲主体部分具有铺叠表面(110)，成形组件具有铺叠构造和成形构造。成形组件包括多个成形元件(106)以及多个填充元件(107)，每个成形元件(106)具有铺叠表面(120)和初级凸缘成形表面(122)，成形元件(106)在铺叠构造和成形构造之间径向向外可移动，成形元件在周向上彼此间隔开；每个填充元件(107)具有次级凸缘成形表面(156)，填充元件(107)设置为在成形构造中移动到成形元件之间的周向间隙中，以便形成基本连续的凸缘成形表面。在使用中，预成形件(200)设置在弯曲主体部分(104)和成形元件(106)的铺叠表面上，且到成形构造的移动导致预成形件(200)的在连续的凸缘成形表面和一反作用成形表面之间变形以形成整体凸缘(210)。

Description

用于形成复合部件的工具
技术领域
本发明涉及用于形成复合部件的工具。
背景技术
复合材料越来越多地用于需要材料性质的特定组合的部件。特别地，由于其高刚度和低重量，复合材料诸如碳纤维增强聚合物(CFRP,Carbon Fibre Reinforced Polymer)通常用于航空航天以及其它工业的部件。
通常希望制造具有凸缘例如用于燃气轮机的壳体上的环形凸缘的部件，或者机翼的翼梁的侧表面。当这些部件由复合材料制成时，凸缘的成形会带来工程问题。例如，可能难以在凸缘模具上铺叠复合材料，特别是在模具的主要部分和凸缘之间的可能难以进入的弯曲区域中。
GB2486231公开了一种制造具有整体凸缘的复合部件的已知方法，其公开了一种用于复合预成形件的模具，该模具具有第一部分和可移动的第二部分，该可移动的第二部分包括多个周向间隔开的可移动扇区。在模具上铺叠多层单向复合胶带之后，将模具和预成形件在高压釜中加热，并且可移动的第二部分被致动以使预成形件的一部分变形以形成凸缘。
然而，GB2486231的周向间隔的扇区分别可移动，并可变得排列不整齐，导致凸缘的质量差。
因此，期望提供一种用于制造复合部件的改进工具。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种从预成形件形成具有弯曲主体和整体凸缘的复合部件的工具，所述工具包括：弯曲主体部分，所述弯曲主体部分具有铺叠表面；成形组件，所述成形组件包括铺叠构造和成形构造，所述成形组件包括：多个成形元件，每个成形元件具有铺叠表面和初级凸缘成形表面，所述成形元件从所述铺叠构造径向向外可移动到所述成形构造，其中所述成形元件彼此沿周向间隔开；以及多个填充元件，每个填充元件具有次级凸缘成形表面，所述填充元件被布置成在所述成形构造中移动到所述成形元件之间的周向间隙中，以形成基本上连续的凸缘成形表面；其中在使用中，预成形件设置在所述弯曲主体部分和所述成形元件的铺叠表面上，并且其中到所述成形构造的移动使得所述预成形件在所述连续的凸缘成形表面以及反作用成形表面之间变形以形成整体凸缘。
在所述铺叠构造中，所述成形元件的铺叠表面可以彼此基本上连续并且与所述主体部分的铺叠表面连续。所述工具的所述主体部分可以用于接收对应于所述复合部件的所述弯曲主体的一预成形件的一第一区域。所述成形组件可以与所述弯曲主体部分相邻。
在所述成形构造中，所述成形元件的铺叠表面可以与所述主体部分的铺叠表面径向间隔开。每个成形元件的铺叠表面可以是所述成形元件的径向外部表面，并且每个成形元件的所述初级凸缘成形表面可以从相应的铺叠表面径向向内延伸。每个填充元件可以具有径向外部填充表面，在成形构造中，所述径向外部填充表面被布置成延伸到在所述成形元件的径向外部铺叠表面之间形成的间隙中，以形成基本上连续的外部成形表面。当所述成形组件处于所述铺叠构造时，所述填充元件可以径向地隐藏在所述成形元件内。
所述初级凸缘成形表面和所述次级凸缘成形表面可以至少部分地径向延伸。所述初级凸缘成形表面和所述次级凸缘成形表面可以基本上径向延伸(即基本上垂直于所述工具的轴线)。
所述成形元件和所述填充元件围绕所述工具的轴线可以交替地布置。在成形构造中，每对相邻的成形和填充元件可以具有互补特征，互补特征设置为互相接合以使元件相互之间轴向对齐。
因此，在成形构造中，每个元件与其相邻的元件接合，以确保当成形组件处于成形构造时，初级凸缘成形表面和次级凸缘成形表面基本彼此连续。每对相邻的成形元件和填充元件的互补特征设置为使得在成形构造中，初级凸缘成形表面和次级凸缘成形表面在0.25mm的公差内轴向对齐。
可替换地，每对相邻的成形元件和填充元件的互补特征可设置为使得在成形构造中，初级凸缘成形表面和次级凸缘成形表面在0.5mm的公差内，或0.2mm的公差内，或0.1mm的公差内轴向对齐。
每对相邻的成形元件和填充元件的互补特征可设置在相应的成形元件和填充元件的侧表面上。所述侧表面可具有径向范围和轴向范围。
每对相邻的成形元件和填充元件的互补特征可包括至少一个肩部，所述至少一个肩部形成在该对中的第一元件上且设置为与该对中的第二元件的相应的部分接合，以限制所述第二元件沿第一轴向相对于所述第一元件的轴向运动。每对相邻的成形元件和填充元件的互补特征可包括至少两个肩部，所述至少两个肩部设置为限制所述第二元件沿两相反的轴向相对于所述第一元件的轴向运动。每对相邻的成形元件和填充元件的互补特征可包括阳性互锁特征和阴性互锁特征。该对元件中的第一元件可包括阴性凹槽，且该对元件中的第二元件可包括阳性突出部，所述阳性突出部设置为接收在所述阴性凹槽中。凹槽和突出部可径向延伸。
阳性特征的材料成分可与阴性特征的材料成分不同。换句话说，阳性特征和阴性特征可由不同的材料组成。阳性特征和阴性特征的材料成分可与形成该对的相应的成形元件和填充元件的剩下部分的材料成分不同。换句话说，阳性特征和阴性特征与相应的成形元件和填充元件的剩下部分可由不同的材料组成。例如，与相应的元件的剩下部分相比，阴性特征和阳性特征中的一个或两者可由具有不同的硬度、摩擦、粘性、热传导和/或热膨胀特性的材料组成。
每个元件可包括：阳性特征，所述阳性特征设置在所述元件的第一侧表面上，用于与第一相邻元件的对应的阴性特征接合；以及阴性特征，所述阴性特征设置在所述元件的相对的第二侧表面上，用于与第二相邻元件的对应的阳性特征接合。
成形元件的互补特征可构造为使得在铺叠构造中，成形元件的互补特征互相接合以轴向对齐成形元件。
所述工具可以还包括驱动装置，所述驱动装置用于将所述成形组件从所述铺叠构造移动到所述成形构造，所述驱动装置包括多个驱动单元，每个驱动单元被布置成移动至少一个成形元件；其中每个驱动单元被构造为将所述或每个相应的成形元件和相邻的填充元件从对应于所述铺叠构造的相应的缩回位置移动到对应于所述成形构造的相应的延伸位置；其中每个驱动单元被构造成使得在所述成形元件到达其相应的成形位置之后，相应的填充元件到达其相应的成形位置；并且其中在每个驱动单元和相应的成形元件之间设置有空动连接(lost-motion connection)。所述空动连接包括使所述成形元件偏离所述驱动单元的弹性装置。
每个驱动单元可以包括引导块，相应的成形元件可以通过导杆或导轨被引导以相对于引导块移动，并且所述弹性装置可以包括在所述引导块和所述成形件之间作用的弹簧。所述引导块可以固定地安装到所述填充元件，使得所述填充元件不能相对于引导块移动。
所述工具可以用于形成环形或半环形部件。所述工具可以用于形成用于燃气涡轮发动机的壳体。
根据本发明的第二方面，提供一种用于形成具有弯曲主体和整体弯曲凸缘的复合部件的装置，所述装置包括：根据本发明的第一方面所述的工具；以及反作用支撑件，在所述工具上接收的所述预成形件上，所述反作用支撑件可拆卸地可附接到所述工具，所述反作用支撑件具有反作用成形表面，所述反作用成形表面被布置成与所述成形组件的所述凸缘成形表面相对，使得在使用中所述预成形件的一区域在所述成形组件和所述反作用支撑件之间变形以形成所述部件的凸缘。
把根据本发明的第三方面，提供一种从预成形件形成具有弯曲主体和整体弯曲凸缘的复合部件的方法，所述方法包括：在所述铺叠构造中，在根据本发明的第二方面的一装置的弯曲主体部分和成形元件的铺叠表面上提供预成形件；将所述成形组件从所述铺叠构造移动到所述成形构造，使得多个所述成形元件移动到所述成形构造中所述成形元件之间的间隙中，以便形成基本连续的凸缘成形表面；借此，所述预成形件的一区域在连续的成形表面和反作用成形表面之间变形以形成所述整体凸缘。所述方法可包括将所述预成形件铺叠在所述工具上。
附图说明
现在将参考附图通过举例的方式描述本发明，其中：
图1示意性地示出了燃气涡轮发动机的剖视图；
图2示意性地示出了图1的燃气涡轮发动机的壳体；
图3示意性地示出了用于制造复合部件的装置的部分截面视图，其中装置的成形元件以铺叠构造示出；
图4示意性地示出了图3的装置的部分截面视图，其中成形元件已相对于装置的主体部分移动；
图5示意性地示出了图3和图4的装置的部分截面视图，其中成形元件处于成形构造；
图6示意性地示出了处于铺叠构造的装置的成形组件的径向视图；
图7示意性地示出了处于铺叠构造的成形组件的平面图；
图8示意性地示出了处于成形构造的成形组件的径向视图；
图9示意性地示出了处于成形构造的成形组件的平面图；
图10示意性地示出了用于成形组件的致动机构；并且
图11以透视图示意性地示出了图3-10的装置。
具体实施方式
图1示出了燃气涡轮发动机10，该燃气涡轮发动机10包括外部机舱12，该外部机舱12受具有前凸缘16和后凸缘18的环形壳体14支撑。该壳体14以发动机10的轴线20为中心，并容纳包括多个风扇叶片的风扇22。前环形壳体箱24和后环形壳体箱26支撑机舱12的前部和后部。
如图2所示，壳体14具有大致圆柱形的弯曲主体28，并且设置有相对于主体的曲率径向向外延伸的前凸缘16和后凸缘18。
壳体14由复合材料诸如碳纤维增强聚合物(CFRP,Carbon Fibre ReinforcedPolymer)构成。特别地，壳体14包括以铺叠工艺施加到模具并固化的多层预浸(“pre-preg”)单向复合带。
图3至图5示出了用于制造复合壳体14的装置100的截面图。
装置100包括大致环形的工具102，其被构造为置于水平表面诸如车间地板上，使得其中心轴线(未示出)垂直延伸，但是在其他实施例中，其可以以任何方向被支撑。工具102包括环形支撑结构103以及主体部分104，该环形支撑结构103用于支撑包括多个成形元件106和填充元件(未示出)的成形组件105。
主体部分104包括多个周向延伸的弯曲的主体面板108，它们共同限定用于复合预成形件200的圆柱形铺叠表面110。在本实施例中，有六个弯曲的主体面板108，每个主体面板108具有60°的角度范围。主体部分104设置有主体加热器114，主体加热器114包括安装到弯曲的主体面板108的径向内部表面的多个加热垫116，用于加热主体面板108，从而加热设置在主体部分104的外铺叠表面110上的预成形件200。在本示例中，主体面板108由导热金属，特别是不锈钢或铝构成。
成形组件105通过致动机构(未示出)安装到主体部分104上方的支撑结构103上，并且包括多个成形元件106，该些成形元件106相对于支撑结构103以及主体部分104在缩回或铺叠位置(例如图3)和延伸或成形位置(例如图5)之间径向可移动。成形元件106周向地布置在工具102周围。
每个成形元件106具有周向延伸的径向外部铺叠表面120，其被构造成在成形组件105的铺叠构造中(即成形元件处于铺叠位置时)与相邻的主体部分104的铺叠表面110基本上邻接并连续。在铺叠构造中，成形元件106的铺叠表面120围绕工具102的轴线彼此基本上连续。
在成形构造中，成形元件的铺叠表面120与相邻的主体部分104的铺叠表面110径向间隔开，并且在它们之间具有周向延伸的间隙。
成形元件106被构造成使得在成形位置每个元件120的铺叠表面120具有对应于铺叠表面120的径向位置的曲率半径。因此，当处于成形位置时，铺叠表面120沿真正的圆周方向上延伸，并且在缩回或铺叠位置近似周向地(或基本上周向地)延伸。
在本示例中，每个成形元件106是半环形块或扇的形式，限定了径向外部铺叠表面120并具有四个径向延伸的侧表面：下侧表面122和上侧表面124以及角度间隔开的侧表面(未示出)。如下面将详细描述的那样，在成形操作期间，下侧表面122用作初级凸缘成形表面。在本实施例中，每个主凸缘成形部分106具有12°的角度范围，因此工具102包括30个单独的主凸缘成形部分。
每个主凸缘成形部分106包括空腔126，空腔126内设置有用于加热主凸缘成形部分106的凸缘加热器123。每个主凸缘成形部分106由导热金属，特别是不锈钢或铝组成。如下面将描述的那样，凸缘加热器123和主体加热器114连接到用于控制凸缘成形和固化操作的控制器(未示出)。
如图6-9所示，成形组件105另外包括多个填充元件107。填充元件107是半环形块的形式，其被构造成从径向内缩回或铺叠位置移动到径向外延伸或成形位置，径向内缩回或铺叠位置和径向外延伸或成形位置分别对应于成形组件105的铺叠和成形构造。这些块具有径向外部填充表面150，环形间隔开的侧表面152、154，以及下侧表面156和上侧表面158。如下面将详细描述的那样，在成形操作期间，下侧表面156形成次级凸缘成形表面。
在铺叠构造(图6和7)中，填充元件107设置在成形元件106的铺叠表面的径向内侧，使得填充元件隐藏在径向外部位置。成形元件106具有渐缩的角度间隔开的侧表面160、162，在成形组件的铺叠构造中，该些侧表面在它们之间限定了用于接收填充元件107的凹槽(如图7最佳所示)。
在成形构造(图8和图9)中，填充元件107延伸到成形元件106之间的周向延伸的间隙中，使得填充元件107的次级凸缘成形表面156与成形元件106的初级凸缘成形表面122基本上连续。另外，在成形构造中，径向外部填充表面150延伸到成形元件106的铺叠表面120之间的周向延伸的间隙中，使得铺叠表面120和填充表面150形成基本上连续的周向延伸的表面。
如图7和图9所示，每个填充元件107在其第一侧表面152上包括一阳性突出部164，其被构造为与对应的一阴性凹槽166接合，所述阴性凹槽166形成在相邻的一成形元件106的第二侧表面160。类似地，每个填充元件107在其第二侧表面154上包括一阴性凹槽168，其被构造为与对应的一阳性突出部170接合，所述阳性突出部170形成在相对地相邻的一成形元件106的第一侧表面162。
阳性突出部164,170及对应的所述阴性凹槽166,168沿着相应的侧表面152,162,160,154的径向范围延伸。
在本实施例中，阳性突出部164、170由黄铜组成，阴性凹槽166、168由黄铜插入物限定，所述黄铜插入物接收在相应的成形元件106和填充元件107中。成形元件106和填充元件107由导热铝合金组成。在本实施例中，因为黄铜突出部和凹槽比铝合金硬，因此黄铜突出部和凹槽更耐使用中经受的互锁结合(见下文)。
所述成形元件106和填充元件107连接到致动器(未示出)，用于在相应的铺叠位置和延伸位置之间移动它们。
返回参考图3-5，工具102还包括大致圆柱形的连续部分128，该连续部分128设置在成形组件105上方，并且具有径向外部铺叠表面130，该径向外部铺叠表面130被布置成在铺叠构造中与成形元件106的铺叠表面120邻接并连续。连续部分128受支撑结构103支撑并且包括多个连续面板131。
工具102的主体部分104、成形元件106和连续部分128的铺叠表面110、120、130一起限定了用于铺叠圆柱形预成形件200的大致圆柱形的连续铺叠表面132。
工具102还包括多个附接部分134，该些附接部分134围绕连续部分128上方的工具102的圆周范围成角度间隔开，用于与凸缘支撑结构136连接。凸缘支撑结构136是环形框架的形式，该环形框架被构造成围绕设置在工具的铺叠表面132上的预成形件200延伸，并且通过配合分别位于工具102和凸缘支撑结构136上的附接部分134、135，该环形框架可拆卸地可附接到工具102上。例如，附接部分134、135可以通过螺栓/螺钉(bolts)连接。
凸缘支撑结构136包括反作用凸缘支撑部分137，其被布置成在凸缘成形操作期间分别反作用于工具102的成形元件106和填充元件107的凸缘成形表面122、156，以便控制成形凸缘的形状。
特别地，反作用凸缘支撑部分137被布置成邻接于设置在工具的铺叠表面上的预成形件200，并且限定了环形反作用成形表面140，用于在成形操作中形成部件的凸缘区域。反作用成形表面140基本上径向地(图3-5中为水平地)定向并且轴向地定位在成形组件105的凸缘成形表面122、156的平面下方一定距离，该距离对应于凸缘的期望厚度。反作用成形表面140具有径向内部的圆形弯曲或过渡部分，用于形成部件的凸缘区域和主体区域相交处的弯曲或过渡区域。在本实施例中，过渡部分具有相对低的曲率，使得在复合部件的主体和凸缘之间存在连续的弯曲。特别地，在本实施例中，凸缘成形部分被布置为形成具有约65mm的径向范围的凸缘，并且该凸缘的曲率半径为大约10mm。
凸缘支撑结构136还包括集成的安装和加热元件，通过该集成的安装和加热元件，反作用凸缘支撑部分137被安装和加热以成形和固化。
图10示出了用于成形组件的驱动机构138。驱动机构138包括多个驱动单元，每个驱动单元具有用于每对相邻的成形元件106和填充元件107的旋转电机190，并且被布置成沿着稍微偏移径向的引导方向(在其他实施例中，引导方向可以是基本上径向的)驱动线性引导杆192。引导杆192连接到引导块194，引导块194固定地安装到填充元件107上，并且通过压缩弹簧196连接到成形元件106。引导块被限制为沿着固定到支撑结构103的导轨(未示出)移动。驱动单元还包括用于停止各个元件106、107的径向移动的径向止动件(未示出)。驱动单元构造成逐渐地将成形元件106和填充元件107从它们各自的铺叠位置驱动到它们各自的成形位置。特别地，压缩弹簧196在引导块194和成形元件106之间提供空动连接(lost-motion connection)，使得在使用中，成形元件106到达其相应的成形位置，并且填充元件107随后延伸到其相邻的成形元件106之间的成形位置。
图11示出了装置100的对应于整个环形的六分之一的一部分，并且具体示出了包括主体部分104、五个成形元件106、连续部分128的工具102以及凸缘支撑结构136的对应于所示的五个凸缘成形部分106的一部分。
现在将参考图3-11以举例的方式描述使用装置100形成复合部件的方法。
装置100定位在支撑表面诸如地板上，使得其中心轴线垂直延伸。装置100通过拆卸凸缘支撑结构132(如果已附接)为铺叠操作做准备。此外，控制致动机构138(图10)以使成形组件105返回到铺叠构造。成形元件106彼此周向相邻，且每个成形元件106的阳性突出部170与其相邻的成形元件的对应的阴性凹槽166接合，从而在铺叠构造中轴向对齐成形元件106。
在成形组件处于铺叠构造(图3，图6，图7)时，连续的铺叠表面132由主体部分104、成形组件105(成形元件106)和连续部分128的径向外部表面限定在工具102上。该铺叠表面132从径向外部位置可进入。
在本实施例中，在铺叠操作启动之前，释放层(未示出)覆盖铺叠表面132。
进行铺叠操作，其中使用自动铺带(automatic tape laying,ATL)装置将预浸复合材料的单向带以连续的层(layers or plies)施加在连续铺叠表面132上，从而在工具102上形成基本上圆柱形的复合预成形件。在本实施例中，这些带相对于垂直于工具的轴线的平面以±60°和90°(即垂直)方向的组合施加，并且在主体部分104和成形元件106的铺叠表面110、120上延伸。在其他示例性方法中，铺叠操作可以手动进行，或者使用其他方法诸如自动光纤铺放(Automatic Fibre Placement,AFP)或自动卷带(automatic tapewinding)。
将复合材料施加到工具上，以提供预成形件，该预成形件具有在工具的主体部分104上延伸的主体区域206和在成形元件的铺叠表面120上延伸的凸缘区域208。在其他示例性方法中，凸缘区域208可以额外地在工具的连续部分128的铺叠表面130上延伸，和/或可以存在从凸缘区域208延伸的预成形件的连续区域，该连续区域可在成形或固化后从凸缘上切下。
在本示例中，将复合材料施加到工具上，以提供具有1000mm的轴向长度和65mm的凸缘半径的用于燃气轮机的壳体的预成形件200。复合材料被施加到工具上，使得主体区域206在主体部分104上具有1000mm的轴向范围，并且凸缘区域在成形组件上具有至少65mm的轴向范围。
一旦铺叠操作完成，粘合带202以环形回路的形式被施加到分别位于预成形件200下方和上方的主体部分104和连续部分128，真空袋204被放置在预成形件200上并且用带202密封抵靠工具102。
真空管(未示出)通过真空袋延伸到包围在工具102和真空袋204之间的空间，并且真空源诸如真空泵被施加到真空管上，以在预成形件200占据的空间中产生部分真空。在本示例中，形成部分真空，使得来自环境大气的不平衡压力通过真空袋施加到预成形件200上。
成形操作由控制器启动，使得加热装置(即，主体加热器114和凸缘加热器123)将预成形件200加热到临界成形温度，该临界成形温度在本例中为80℃。
当预成形件200达到临界成形温度时，控制器使得致动机构138将成形元件106和填充元件从铺叠构造径向向外驱动到成形构造(图3-5和6-9)。当这些成形元件106径向向外移动时，在它们之间形成周向间隙，填充元件107延伸到这些间隙中。
填充部分107的阳性突出部164与成形元件106的阴性凹槽160接合，成形元件106的阳性突出部170与填充元件107的对应的阴性凹槽168接合，从而当所述成形组件105移动到所述成形构造时，轴向对齐成形元件106和填充元件107。
当凸缘成形部分106径向向外移动时，使预成形件的凸缘区域208在铺叠表面120上滑动到初级凸缘成形表面122(即凸缘成形部分106的下侧)和次级凸缘成形表面156(即填充部分107的下侧)上，它们一起形成基本上连续的凸缘成形表面。凸缘成形部分106的移动导致凸缘区域208在凸缘成形表面122、156与反作用支撑元件137的面向凸缘的表面140之间并且围绕其塑性变形，从而形成部件的径向凸缘。
在成形操作期间，预成形件的主体区域206基本上保持在工具100的主体部分104上的适当位置，通过反向支撑元件137定位。成形组件105被构造成在成形操作期间缓慢地移动，例如以每小时约120mm的速度移动，以确保复合预成形件200的这些层能够在成形操作期间相对于彼此移动，而不在预成形件中产生皱纹。
一旦凸缘成形操作完成(图5、8、9)，控制器启动固化操作，并使加热装置加热预成形件200，包括形成的凸缘和过渡区域，到至少临界固化温度，该临界固化温度在本实施方案中为135℃。控制器还控制真空源，使得通过真空袋向预成形件施加不平衡的压力。
在6小时的固化期之后，控制器关闭加热器，并使固化的壳体14在工具102上冷却。从工具102移除凸缘支撑结构136，从固化部件移除真空袋和相关联的设备。凸缘组件105移回到铺叠构造，并且将固化的壳体14从工具上移除。
然后对壳体14进行修整以去除预成形件的延伸超过凸缘的期望尺寸的任意连续部分。
尽管存在成形元件之间会形成周向间隙的固有问题，本发明允许通过在成形过程中径向向外驱动成形元件，从预成形件形成弯曲的凸缘部件。成形组件的填充元件构造成移动到相应的间隙中，以便提供基本上连续的凸缘成形表面。进一步地，成形元件和填充元件的互补特征提高了凸缘成形表面的轴向对齐，使得凸缘为期望的形状，例如基本上平面状(即径向延伸)。特别地，在用于成形组件的致动机构中可存在一定程度的轴隙，其可在其他方面影响凸缘成形表面的轴向对齐。例如，在(附接到引导块的)填充元件和导轨之间可存在轴隙，和/或引导块和成形元件之间可存在轴隙，引导块和成形元件之间通过压缩弹簧连接。因此，元件的互补特征，例如阳性互锁突出部和阴性互锁凹槽，有助于在成形操作期间和所述成形构造中轴向对齐成形元件。
基本上连续的表达旨在表示跨两个或多个表面限定的表面的轮廓上没有阶梯变化。

Claims (18)

1.一种用于从预成形件形成具有弯曲主体和整体凸缘的复合部件的工具，所述工具包括：
弯曲主体部分，所述弯曲主体部分具有铺叠表面；
成形组件，所述成形组件包括铺叠构造和成形构造，所述成形组件包括：
多个成形元件，每个成形元件具有铺叠表面和初级凸缘成形表面，所述成形元件从所述铺叠构造径向向外可移动到所述成形构造，其中所述成形元件彼此沿周向间隔开；
多个填充元件，每个填充元件具有第二凸缘成形表面，所述填充元件被布置成在所述成形构造中移动到所述成形元件之间的周向间隙中，以形成基本上连续的凸缘成形表面；并且
其中每对相邻的成形元件和填充元件具有互补特征，所述互补特征设置为在成形构造中互相接合以使元件相互之间轴向对齐；
其中在使用中，预成形件设置在所述弯曲主体部分和所述成形元件的铺叠表面上，并且其中到所述成形构造的移动使得所述预成形件在所述连续的凸缘成形表面以及反作用成形表面之间变形以形成整体凸缘。
2.根据权利要求1所述的工具，其中，所述初级凸缘成形表面和次级凸缘成形表面至少部分地径向延伸。
3.根据权利要求1或2所述的工具，其中所述成形元件和所述填充元件围绕所述工具的轴线交替地布置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的工具，其中，每对相邻的成形元件和填充元件的互补特征设置为使得在所述成形构造中，所述初级凸缘成形表面和次级凸缘成形表面在0.25mm的公差内轴向对齐。
5.根据前述权利要求中任一项所述的工具，其中，每对相邻的成形元件和填充元件的互补特征设置在相应的成形元件和填充元件的侧表面上。
6.根据前述权利要求中任一项所述的工具，其中，每对相邻的成形元件和填充元件的互补特征包括至少一个肩部，所述至少一个肩部形成在该对中的一第一元件上且设置为与该对中的一第二元件的相应部分接合，以限制所述第二元件沿第一轴向相对于所述第一元件的轴向运动。
7.根据权利要求6所述的工具，其中，每对相邻的成形元件和填充元件的互补特征包括至少两个肩部，所述至少两个肩部设置为限制所述第二元件沿两相反的轴向相对于所述第一元件的轴向运动。
8.根据前述权利要求中任一项所述的工具，其中，每对相邻的成形元件和填充元件的互补特征包括阳性互锁特征和阴性互锁特征。
9.根据权利要求8所述的工具，其中，该对元件中的第一元件包括阴性凹槽，且其中该对元件中的第二元件包括阳性突出部，所述阳性突出部设置为接收在所述阴性凹槽中。
10.根据权利要求8或9所述的工具，其中，所述阳性特征的材料成分和所述阴性特征的材料成分不同。
11.根据权利要求8或9所述的工具，其中，所述阳性特征和阴性特征的材料成分与形成该对的所述相应的成形元件和填充元件的剩下部分的材料成分不同。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的工具，其中，每个元件包括：阳性特征，所述阳性特征设置在所述元件的第一侧表面上，用于与第一相邻元件的对应的阴性特征接合；以及阴性特征，所述阴性特征设置在所述元件的相对的第二侧表面上，用于与第二相邻元件的对应的阳性特征接合。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的工具，其中，所述成形元件的互补特征构造为使得，在所述铺叠构造中，所述成形元件的互补特征互相接合以轴向对齐所述成形元件。
14.根据前述权利要求中任一项所述的工具，还包括驱动装置，所述驱动装置用于将所述成形组件从所述铺叠构造移动到所述成形构造，所述驱动装置包括多个驱动单元，每个驱动单元被布置成移动至少一个成形元件；
其中每个驱动单元被构造为将所述或每个相应的成形元件和相邻的填充元件从对应于所述铺叠构造的相应的缩回位置移动到对应于所述成形构造的相应的延伸位置；
其中每个驱动单元被构造成使得在所述成形元件到达其相应的成形位置之后，相应的填充元件到达其相应的成形位置；并且
其中在每个驱动单元和相应的成形元件之间设置有空动连接。
15.根据前述权利要求中任一项所述的工具，用于形成环形或半环形部件。
16.根据前述权利要求中任一项所述的工具，用于形成用于燃气涡轮发动机的壳体。
17.一种用于形成具有弯曲主体和整体弯曲凸缘的复合部件的装置，所述装置包括：
根据权利要求1至16中任一项所述的工具；以及
反作用支撑件，在所述工具上接收的所述预成形件上，所述反作用支撑件可拆卸地可附接到所述工具，所述反作用支撑件具有反作用成形表面，所述反作用成形表面被布置成与所述成形组件的所述凸缘成形表面相对，使得在使用中所述预成形件的一区域在所述成形组件和所述反作用支撑件之间变形以形成所述部件的所述整体凸缘。
18.一种从预成形件形成具有弯曲主体和整体弯曲凸缘的复合部件的方法，所述方法包括：
在所述铺叠构造中，在根据权利要求17的一装置的弯曲主体部分和成形元件的铺叠表面上提供预成形件；
将所述成形组件从所述铺叠构造移动到所述成形构造，使得多个所述成形元件移动到所述成形构造中所述成形元件之间的间隙中，以便形成基本连续的凸缘成形表面；
借此，所述预成形件的一区域在连续的成形表面和反作用成形表面之间变形以形成所述整体凸缘。
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