CN107825727B - 预成型长桁l形部件及壁板的成型方法和成型装置及壁板 - Google Patents

预成型长桁l形部件及壁板的成型方法和成型装置及壁板 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种预成型长桁L形部件的成型方法，属于航空技术领域。该方法包括：基于成型长桁的净边界尺寸，获取预成型长桁L形部件所用预浸料；对预浸料进行铺叠，得到板状长桁毛坯；将第一成型模具抵靠板状长桁毛坯厚度方向的一侧并固定；将第一压力部件沿板状长桁毛坯的宽度方向运动并施压，使得板状长桁毛坯抵靠并沿着第一成型模具弯折，得到预成型长桁L形部件；板状长桁毛坯抵靠第一成型模具的部分形成为预成型长桁L形部件的腹板部，板状长桁毛坯未抵靠第一成型模具的部分弯折后形成为预成型长桁L形部件的缘条部。该方法大大提高了长桁的制造效率，降低了复合材料损耗率，增加了长桁的承载力，减少了长桁固化后的加工量。

Description

预成型长桁L形部件及壁板的成型方法和成型装置及壁板
技术领域
本发明涉及航空技术领域，尤其是涉及一种预成型长桁L形部件及壁板的成型方法和成型装置及壁板。
背景技术
随着技术的发展，复合材料在飞机结构中的占比越来越高，然而，受到目前设计水平和工艺制造水平的限制，制造效率低下，成本高昂。对于复合材料机翼或尾翼壁板，其“T”形长桁加蒙皮的结构形式居多，如图1所示。
现有技术的技术方案存在如下缺陷：
1.由于现有工艺均为手工铺贴或自动铺带后热隔膜成型，均需预留足够的余量以满足制造边界的要求，通过大量的机加工达到设计要求，该方法成型效率低，复合材料损耗率高。
2.由于现有的民机机翼或尾翼均大量采用T800级的碳纤维复合材料，对于“T”形长桁，机加工效率低且复杂，严重影响复合材料机翼或尾翼翼盒的制造效率，且在加工及运转过程中容易产生磕伤或进刀量过大导致分层，降低产品的合格率。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是提供一种预成型长桁L形部件的成型方法，基于成型长桁的净边界尺寸进行预浸料并铺叠，采用第一成型模具、夹持部件以及第一压力部件，通过预成型的方式，得到预成型长桁L形部件，解决了现有技术的工艺中长桁的成型效率低，复合材料损耗率高的问题。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明的第一方面提供了一种预成型长桁L形部件的成型方法，包括以下步骤：基于成型长桁的净边界尺寸，获取预成型长桁L形部件所用预浸料；对所述预浸料进行铺叠，得到板状长桁毛坯；将第一成型模具抵靠所述板状长桁毛坯厚度方向的一侧并固定；将第一压力部件沿所述板状长桁毛坯的宽度方向运动并施压，使得所述板状长桁毛坯抵靠并沿着所述第一成型模具弯折，得到所述预成型长桁L形部件；所述板状长桁毛坯抵靠所述第一成型模具的部分形成为预成型长桁L形部件的腹板部，所述板状长桁毛坯未抵靠所述第一成型模具的部分弯折后形成为所述预成型长桁L形部件的缘条部。
进一步，所述将第一成型模具抵靠所述板状长桁毛坯厚度方向的一侧并固定的步骤包括：将所述第一成型模具抵靠所述板状长桁毛坯厚度方向的一侧，将夹持部件抵靠所述板状长桁毛坯厚度方向的另一侧；所述第一成型模具与所述夹持部件位于所述板状长桁毛坯宽度方向的同一端，以对所述板状长桁毛坯夹持并固定。
进一步，所述将第一成型模具抵靠所述板状长桁毛坯厚度方向的一侧，将夹持部件抵靠所述板状长桁毛坯厚度方向的另一侧的步骤包括：将截面具有L形结构及圆角的所述第一成型模具抵靠所述板状长桁毛坯厚度方向的一侧，将表面具有平面结构的所述夹持部件抵靠所述板状长桁毛坯厚度方向的另一侧。
进一步，所述将第一压力部件沿所述板状长桁毛坯的宽度方向运动并施压的步骤包括：将成型滚轮沿所述板状长桁毛坯的宽度方向滚动并施压。
进一步，所述将第一压力部件沿所述板状长桁毛坯的宽度方向运动并施压的步骤包括：将成型楔块沿所述板状长桁毛坯的宽度方向移动并施压。
进一步，在将第一成型模具抵靠所述板状长桁毛坯厚度方向的一侧并固定的步骤之前，还包括：将第一成型模具以及所述板状长桁毛坯宽度方向的端面放置于安装台上。
根据本发明的另一个方面，提供了一种壁板的成型方法，包括以下步骤：按照所述预成型长桁L形部件的成型方法得到结构对称的两个预成型长桁L形部件；基于所述两个预成型长桁L形部件通过预成型的方式得到预成型长桁，所述预成型长桁包括腹板部和缘条部；对所述预成型长桁和蒙皮进行共胶接或共固化成型，以使所述预成型长桁的缘条部贴合于所述蒙皮，以及第一斜面在压力的作用下形成为贴合于所述蒙皮的第二斜面，得到壁板；所述第一斜面由所述预成型长桁L形部件的成型方法得到，其位于所述预成型长桁L形部件的缘条部宽度方向上的边缘处。
进一步，所述基于所述两个预成型长桁L形部件通过预成型的方式得到预成型长桁的步骤包括：将所述两个预成型长桁L形部件靠近，在所述两个预成型长桁L形部件的腹板部之间放置第一插层，并通过压力进行压实；分别在所述两个预成型长桁L形部件的拐角处与所述第一插层形成的三角区填充捻子条；在所述两个预成型长桁L形部件的缘条部远离所述第一成型模具的一侧放置第二插层，在所述第二插层的外侧施加压力进行压实，得到预成型长桁。
进一步，在对所述两个预成型长桁L形部件进行共胶接或共固化成型的步骤之前，还包括：利用第二成型模具使得所述预成型长桁的缘条部形成为与所述蒙皮的曲面形状一致的形状，所述预成型长桁的缘条部与腹板部形成预设夹角。
根据本发明的又一方面，提供一种预成型长桁L形部件的成型装置，用于所述预成型长桁L形部件的成型方法，包括：第一成型模具，抵靠所述板状长桁毛坯厚度方向的一侧并固定，用于固定所述板状长桁毛坯；第一压力部件，设置在所述板状长桁毛坯的厚度方向的另一侧，设置为沿所述板状长桁毛坯的宽度方向运动并施压，使得所述板状长桁毛坯抵靠并沿着所述第一成型模具弯折，得到所述预成型长桁L形部件。
进一步，所述的预成型长桁L形部件的成型装置还包括：夹持部件，与所述第一压力部件设置在所述板状长桁毛坯厚度方向的同一侧，且与所述第一成型模具位于所述板状长桁毛坯宽度方向的同一端，并抵靠所述板状长桁毛坯，以对所述板状长桁毛坯夹持并固定。
进一步，所述第一成型模具的截面具有L形结构和圆角；所述夹持部件的表面具有平面结构。
进一步，所述第一压力部件为成型滚轮或成型楔块。
进一步，所述成型滚轮的直径范围为20-60mm。
进一步，所述的预成型长桁L形部件的成型装置还包括：安装台，具有平面结构，用于安装所述第一成型模具和夹持部件，以固定所述板状长桁毛坯。
根据本发明的又一方面，提供一种壁板的成型装置，用于所述壁板的成型方法，包括所述的预成型长桁L形部件的成型装置，还包括：第二压力部件，设置为对所述预成型长桁的缘条部施加压力，使所述第一斜面形成为贴合于所述蒙皮的第二斜面。
进一步，所述壁板的成型装置还包括：第二成型模具，其表面与所述蒙皮的曲面形状一致。
根据本发明的又一方面，提供一种壁板，根据所述壁板的成型方法，并使用所述壁板的成型装置制备得到，包括：成型长桁,包括：腹板部，以及与所述腹板部成预设夹角的缘条部；蒙皮，与所述成型长桁通过共胶接或共固化成型连接到一起；所述成型长桁的缘条部宽度方向上的边缘与蒙皮贴合处设置有第二斜面。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
本发明提供的预成型长桁L形部件的成型方法，基于成型长桁的净边界尺寸进行预浸料并自动铺带，采用第一成型模具、夹持部件以及第一压力部件，通过预成型的方式，得到预成型长桁L形部件，大大提高了制造效率，降低了复合材料损耗率。本发明提供的壁板的成型方法，根据预成型长桁L形部件的成型方法得到结构对称的两个预成型长桁L形部件，通过将预成型长桁的缘条部宽度方向上的边缘处的第一斜面形成为贴合于蒙皮的第二斜面，在增加长桁的承载力的同时，减少了长桁固化后的加工量，为机翼或尾翼壁板提供一种新的结构形式。解决了现有技术中由于“T”形长桁机加工效率低且复杂，严重影响复合材料机翼或尾翼翼盒的制造效率，且在加工及运转过程中容易产生磕伤或进刀量过大导致分层，降低产品的合格率的问题。
附图说明
图1是现有技术中的壁板结构示意图；
图2是本发明实施例提供的预成型长桁L形部件的成型方法示意图；
图3是本发明实施例提供的壁板的成型方法示意图；
图4是本发明实施例提供的基于两个预成型长桁L形部件通过预成型的方式得到预成型长桁的方法示意图；
图5-图7是本发明实施例提供的预成型长桁L形部件的成型过程示意图；
图8-图12是本发明实施例提供的壁板的成型过程示意图；
图13是本发明实施例提供的壁板结构示意图。
附图标记：
1、预成型长桁，1a、腹板部，1b、缘条部，10、板状长桁毛坯，11、预成型长桁L形部件，11a、腹板部，11b、缘条部，11c、第一斜面，12、第一插层，13、捻子条，14、第二插层，2、成型长桁，2a、腹板部，2b、缘条部，2c、第二斜面，3、蒙皮，4、壁板。101、第一成型模具，102、夹持部件，103、成型滚轮，104、安装台。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
本发明的实施例公开了一种预成型长桁L形部件的成型方法，一种壁板的成型方法，一种预成型长桁L形部件的成型装置，一种壁板的成型装置，以及一种壁板。在本发明的实施例中，预成型长桁L形部件的成型方法，通过预成型的方式，得到预成型长桁L形部件，大大提高了长桁的制造效率，降低了复合材料损耗率。以下分别进行详细说明：
本发明下述实施例中的蒙皮是指飞机蒙皮，壁板是指飞机机翼或尾翼的壁板。
图2是本发明实施例提供的预成型长桁L形部件的成型方法示意图。
图5-图7是本发明实施例提供的预成型长桁L形部件的成型过程示意图。
请参照图2，本发明实施例提供一种预成型长桁L形部件的成型方法，包括以下步骤：
S11，基于成型长桁2的净边界尺寸，获取预成型长桁L形部件11所用预浸料。
S12，对预浸料进行铺叠，得到板状长桁毛坯10。
可选的，板状长桁毛坯10宽度方向的一侧边为直线形，另一侧边为不规则形状；或者，板状长桁毛坯10宽度方向的两个侧边均为直线形。具体的，板状长桁毛坯10宽度方向的两个侧边的形状根据成型长桁2的缘条部2b的形状进行确定。
可选的，预浸料的铺叠可采用自动铺带工艺，也可采用手工铺贴工艺。当板状长桁毛坯10宽度方向的一侧边为直线形，另一侧边为不规则形状时，要按照彼此的结构要求进行铺叠。
S13，将第一成型模具101抵靠板状长桁毛坯10厚度方向的一侧并固定。
在本发明的另一个实施例中，将第一成型模具101抵靠板状长桁毛坯10厚度方向的一侧并固定的步骤包括：将第一成型模具101抵靠板状长桁毛坯10厚度方向的一侧，将夹持部件102抵靠板状长桁毛坯10厚度方向的另一侧。并且，第一成型模具101与夹持部件102位于板状长桁毛坯10宽度方向的同一端，以对板状长桁毛坯10夹持并固定。
在本发明的另一个实施例中，将第一成型模具101抵靠板状长桁毛坯10厚度方向的一侧，将夹持部件102抵靠板状长桁毛坯10厚度方向的另一侧的步骤包括：将截面具有L形结构及圆角的第一成型模具101抵靠板状长桁毛坯10厚度方向的一侧，将表面具有平面结构的夹持部件102抵靠板状长桁毛坯10厚度方向的另一侧，请参照图5。
S14，将第一压力部件沿板状长桁毛坯10的宽度方向运动并施压，使得板状长桁毛坯10抵靠并沿着第一成型模具101弯折，得到预成型长桁L形部件11。其中，板状长桁毛坯10抵靠第一成型模具101的部分形成为预成型长桁L形部件11的腹板部11a，板状长桁毛坯10未抵靠第一成型模具101的部分弯折后形成为预成型长桁L形部件11的缘条部11b，并且在预成型长桁L形部件11的缘条部11b的边缘处形成第一斜面11c，请参照图5-图7。
可选的，第一压力部件沿板状长桁毛坯10的宽度方向的运动可为往复运动，也可为多次的单向运动。
在本发明的另一个实施例中，将第一压力部件沿板状长桁毛坯10的宽度方向运动并施压的步骤包括：将成型滚轮103沿板状长桁毛坯10的宽度方向滚动并施压，请参照图5、图6。
在本发明的另一个实施例中，将第一压力部件沿所述板状长桁毛坯10的宽度方向运动并施压的步骤包括：将成型楔块沿板状长桁毛坯10的宽度方向移动并施压。
在本发明的另一个实施例中，在步骤S13之前，还包括：将第一成型模具101以及板状长桁毛坯10宽度方向的端面放置于安装台104上。此处，以板状长桁毛坯10宽度方向的端面作为定位基准，该板状长桁毛坯10宽度方向的端面对应的是弯折后预成型长桁L形部件11的腹板部11a的端面，请参照图5。
可选的，第一成型模具101、板状长桁毛坯10的宽度方向的端面和夹持部件102放置于安装台104的同一平面，此时，第一成型模具101的高度大致为预成型长桁L形部件11的腹板部11a的高度，夹持部件102的高度低于预成型长桁L形部件11的腹板部11a的高度，请参照图5。
优选的，第一成型模具101的高度等于成型长桁2的腹板部2a的高度。
可选的，第一成型模具101、板状长桁毛坯10的宽度方向的端面和夹持部件102放置于不同平面，此时，第一成型模具101和夹持部件102的高度，根据实际需要进行适当调整，以适应成型长桁2的腹板部2a的高度。
请参照图5-图7，预成型长桁L形部件11的成型过程具体为：将第一成型模具101、板状长桁毛坯10的宽度方向的端面和夹持部件102放置于同一平面上。第一成型模具101和夹持部件102分别抵靠板状长桁毛坯10厚度方向的两侧，并且位于板状长桁毛坯10宽度方向的同一端，对板状长桁毛坯10宽度方向的一端进行夹持并固定。第一压力部件与夹持部件102位于板状长桁毛坯10厚度方向的同一侧，将第一压力部件沿板状长桁毛坯10的宽度方向运动并施压，使得板状长桁毛坯10抵靠并沿着第一成型模具101的外形弯折，得到一个预成型长桁L形部件11。其中，板状长桁毛坯10抵靠第一成型模具101的部分形成为预成型长桁L形部件11的腹板部11a，板状长桁毛坯10未抵靠第一成型模具101的部分在第一压力部件的压力下逐渐向第一成型模具101的表面弯折，直至贴合于第一成型模具101的表面，弯折后形成为预成型长桁L形部件11的缘条部11b，并且在预成型长桁L形部件11的缘条部11b的边缘处形成第一斜面11c。
同理，将第一成型模具101与夹持部件102交换位置，第一压力部件与夹持部件102位于同一侧，按照上述步骤将第一压力部件沿板状长桁毛坯10的宽度方向运动并施压，使得板状长桁毛坯10抵靠并沿着第一成型模具101的外形弯折，得到结构对称的另一个预成型长桁L形部件11，请参照图7。
可选的，结构对称的两个预成型长桁L形部件11可以同时制成，也可以分别制成。
图3是本发明实施例提供的壁板的成型方法示意图。
图8-图12是本发明实施例提供的壁板的成型过程示意图。
请参照图3，本发明实施例提供一种壁板的成型方法，包括以下步骤：
S21，按照上述预成型长桁L形部件的成型方法得到结构对称的两个预成型长桁L形部件11。
S22，基于两个预成型长桁L形部件11通过预成型的方式得到预成型长桁1，预成型长桁1包括腹板部1a和缘条部1b，请参照图10。
S23，对预成型长桁1和蒙皮3进行共胶接或共固化成型，以使预成型长桁1的缘条部1b贴合于所述蒙皮3，以及第一斜面11c在压力的作用下发生改变，形成为贴合于蒙皮3的第二斜面2c，得到壁板4，请参照图11、图12。
具体的，对预成型长桁1和蒙皮3进行共胶接或共固化成型，得到包括成型长桁2和蒙皮3的壁板4。共胶接或共固化成型的过程，使得预成型长桁1的缘条部1b贴合于所述蒙皮3，得到成型长桁2的缘条部2b，以及第一斜面11c在压力的作用下发生改变，形成为贴合于蒙皮3的第二斜面2c。
图4是本发明实施例提供的基于两个预成型长桁L形部件通过预成型的方式得到预成型长桁的方法示意图。
请参照图4，在本发明的另一个实施例中，基于两个预成型长桁L形部件11通过预成型的方式得到预成型长桁1的步骤包括：
S221，将两个预成型长桁L形部件11靠近，在两个预成型长桁L形部件11的腹板部11a之间放置第一插层12，并通过压力进行压实，请参照图8。
可选的，第一插层12可以手动放置也可以自动放置。
可选的，第一插层12的自动放置通过进给装置实现，但本发明不以此为限制。
具体的，先将夹持部件102移除，然后将结构对称的两个预成型长桁L形部件11靠近，并在两个预成型长桁L形部件11的腹板部11a之间放置第一插层12，同时在两个预成型长桁L形部件11的腹板部11a的外侧施加压力，对放置了第一插层12的两个预成型长桁L形部件11进行压实。
S222，分别在两个预成型长桁L形部件11的拐角处与第一插层12形成的三角区填充捻子条13，请参照图9。
可选的，捻子条13的填充为手工填充，将预浸料按照尺寸要求，一层层裁剪，然后手工一层层放入对应的区域。
可选的，捻子条13的填充为自动成型，采用预设直径的滚子碾压成型。
S223，在两个预成型长桁L形部件11的缘条部11b远离第一成型模具101的一侧放置第二插层14，在第二插层14的外侧施加压力进行压实，请参照图10。可选的，第二插层14可以手动放置也可以自动放置。
可选的，第二插层14的自动放置通过进给装置实现，但本发明不以此为限制。
在本发明的另一个实施例中，在对两个预成型长桁L形部件11进行共胶接或共固化成型的步骤之前，还包括：
利用第二成型模具使得预成型长桁1的缘条部1b形成为与蒙皮3的曲面形状一致的形状，预成型长桁1的缘条部1b与腹板部1a形成预设夹角。
具体的，预成型长桁1在蒙皮3上所处的位置不同，预成型长桁1的缘条部1b与腹板部1a之间的角度也不同，因此，预设夹角的角度大小应该根据实际需要适当调整。
请参照图5，本发明实施例提供一种预成型长桁L形部件的成型装置，包括：第一成型模具101和第一压力部件。
第一成型模具101，抵靠板状长桁毛坯10厚度方向的一侧并固定，用于固定板状长桁毛坯10，以形成预成型长桁L形部件11。
第一压力部件，设置在板状长桁毛坯10的厚度方向的另一侧，设置为沿板状长桁毛坯10的宽度方向运动并施压，使得板状长桁毛坯10抵靠并沿着第一成型模具101弯折，得到预成型长桁L形部件11。
请参照图5，在本发明的另一个实施例中，一种预成型长桁L形部件的成型装置，还包括：夹持部件102。
夹持部件102与第一压力部件设置在板状长桁毛坯10厚度方向的同一侧，且与第一成型模具101位于板状长桁毛坯10宽度方向的同一端，并抵靠板状长桁毛坯10，以对板状长桁毛坯10夹持并固定。
可选的，第一成型模具101的截面具有L形结构和圆角。
优选的，第一成型模具101包括相互垂直的两个平面，相互垂直的两个平面的截面具有L形结构，以形成预成型长桁L形部件11的L形结构。第一成型模具101的L形结构的拐角处设置圆角，以形成预成型长桁L形部件11的拐角处的圆角。
更为优选的，第一成型模具101的横截面为矩形，矩形的外形轮廓具有L形结构，矩形的至少一个角为圆角，以形成预成型长桁L形部件11的拐角处的圆角。
从设计的角度讲，圆角尺寸越小越好，有利于减重，但一般航空用复材结构件需要通过A扫检测圆角是否满足要求，这种检测可检就必须大于等于5mm。优选的，圆角的半径值为5mm。
可选的，夹持部件102的表面具有平面结构。
优选的，夹持部件102至少包括一个平面，用于抵靠并夹持板状长桁毛坯10的厚度方向的一侧。
可选的，第一压力部件为成型滚轮103，成型滚轮103为多个，多个成型滚轮103的总长度大于或等于板状长桁毛坯10的长度。
优选的，成型滚轮103的直径范围为20-60mm。成型滚轮103的直径太大会导致设备整体结构增大，不利于操作，成型滚轮103的直径太小会导致其结构空间不足。
可选的，成型滚轮103需控制压力和前进速度，可采用滑轨运动来实现，但本发明不以此为限制，成型滚轮103还可以通过别的手段实现滚动并施压的过程。
可选的，第一压力部件为成型楔块，成型楔块可以为一体结构或分段设置，其总长度大于或等于板状长桁毛坯10的长度。
请参照图5，在本发明的另一个实施例中，一种预成型长桁L形部件的成型装置，还包括：安装台104。安装台104具有平面结构，用于安装第一成型模具101和夹持部件102，以固定板状长桁毛坯10。
可选的，安装台104的安装面在同一水平线，以将第一成型模具101、板状长桁毛坯10的宽度方向的端面和夹持部件102放置于同一平面上。
可选的，安装台104的安装面呈阶梯状分布，以将第一成型模具101、板状长桁毛坯10的宽度方向的端面和夹持部件102放置于不同平面，此时，第一成型模具101和夹持部件102的高度，根据实际需要进行适当调整，以适应成型长桁2的腹板部2a的高度。
可选的，安装台104上设置定位部件，用于将第一成型模具101和夹持部件定位在预设位置。
本发明实施例提供一种壁板的成型装置，用于上述所述壁板的成型方法，其包括上述预成型长桁L形部件的成型装置，还包括：第二压力部件。
第二压力部件设置为对预成型长桁1的缘条部1b施加压力，使第一斜面11c形成为贴合于蒙皮3的第二斜面2c。
其中，第二斜面2c的腹板侧长于蒙皮侧，使得获得的成型长桁2的缘条部2b的边缘与蒙皮3形成自然过渡区，增加了长桁的承载力，同时减少了长桁固化后的加工量。
第二压力部件还用于在壁板的成型过程中，对两个预成型长桁L形部件11的腹板部11a外侧以及第二插层14的外侧施加压力。
在本发明的另一个实施例中，一种壁板的成型装置还包括：第二成型模具，其表面与蒙皮3的曲面形状一致，通过对预成型长桁1进行转模，以使得预成型长桁1的缘条部1b与蒙皮3的曲面形状一致。
图13是本发明实施例提供的壁板结构示意图。
请参照图13，本发明实施例提供一种壁板，根据上述壁板的成型方法，并使用上述壁板的成型装置制备得到，包括：成型长桁2和蒙皮3。
成型长桁2包括腹板部2a以及与腹板部2a成预设夹角的缘条部2b。具体的预设夹角的角度大小，依据成型长桁2在蒙皮3上所处的位置适当调整。
蒙皮3与成型长桁2通过共胶接或共固化成型连接到一起。
其中，成型长桁2的缘条部2b宽度方向上的边缘与蒙皮3贴合处设置有第二斜面2c，使得成型长桁2的缘条部2b的边缘与蒙皮3形成自然过渡区，增加了长桁的承载力，同时减少了长桁固化后的加工量。
请参照图13，在本发明的实施例中，成型长桁2的腹板部2a的高度h的范围为50-90mm，该范围是设计壁板4时成型长桁2的腹板部2a的高度的常用值，但本发明不以此为限制。成型长桁2的腹板部2a的高度尺寸太小，不利于增加蒙皮3的刚度，成型长桁2的腹板部2a的高度尺寸太大，会导致成型长桁2的腹板部2a失稳。
请参照图13，在本发明的实施例中，成型长桁2的缘条部2b的总宽度w的范围为100-250mm，该范围是设计壁板4时成型长桁2的缘条部2b的总宽度的常用值，但本发明不以此为限制。成型长桁2的缘条部2b的总宽度与预成型长桁1和蒙皮3的共胶接或共固化接触面尺寸有关，以及与机翼金属翼肋连接时的空间尺寸相关。
在本发明的实施例中，成型长桁2的腹板部2a和缘条部2b的尺寸可以依据壁板4的结构、材料力学性能以及铺层厚度进行适当调整。
在本发明的实施例中，第一成型模具101和夹持部件102的抵靠和移除过程以及结构对称的两个预成型长桁L形部件11的靠近过程，可以手动控制，也可以自动控制。
可选的，自动控制可以通过气缸运动、电机丝杠运动或者滑轨运动来实现，但本发明不以此为限制。
本发明旨在保护一种预成型长桁L形部件的成型方法，基于成型长桁的净边界尺寸进行预浸料并铺叠，采用第一成型模具、夹持部件以及第一压力部件，通过预成型的方式，得到预成型长桁L形部件，解决了现有技术的工艺中长桁的成型效率低，复合材料损耗率高的问题，大大提高了制造效率，降低了复合材料损耗率。本发明提供的壁板的成型方法，根据预成型长桁L形部件的成型方法得到结构对称的两个预成型长桁L形部件，通过将预成型长桁的缘条部宽度方向上的边缘处的第一斜面形成为贴合于蒙皮的第二斜面，在增加长桁的承载力的同时，减少了长桁固化后的加工量，为机翼或尾翼壁板提供一种新的结构形式，提高了复合材料机翼或尾翼壁板的成型效率。解决了现有技术中由于“T”形长桁机加工效率低且复杂，严重影响复合材料机翼或尾翼翼盒的制造效率，且在加工及运转过程中容易产生磕伤或进刀量过大导致分层，降低产品的合格率的问题。本发明提供的预成型长桁L形部件的成型方法和壁板的成型方法，能够快速实现净边界长桁的制备，确保净边界制造出与“T”形长桁壁板构型保持一致的复合材料机翼或尾翼壁板，提高了长桁成型的生产效率，实现了长桁成型体和壁板的自动化制备。同时，本发明提供的预成型长桁L形部件的成型装置和壁板的成型装置，具有结构简单，容易操作，成型效率高等。
本发明的上述实施例中的方法和装置，包括但不限于航空结构，同样适用于土木、航天领域的结构。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (15)

1.一种预成型长桁L形部件及壁板的成型方法，其特征在于，包括以下步骤：
基于成型长桁(2)的净边界尺寸，获取预成型长桁L形部件(11)所用预浸料；
对所述预浸料进行铺叠，得到板状长桁毛坯(10)；
将第一成型模具(101)抵靠所述板状长桁毛坯(10)厚度方向的一侧并固定；
将第一压力部件沿所述板状长桁毛坯(10)的宽度方向运动并施压，使得所述板状长桁毛坯(10)抵靠并沿着所述第一成型模具(101)弯折，得到所述预成型长桁L形部件(11)；
所述板状长桁毛坯(10)抵靠所述第一成型模具(101)的部分形成为预成型长桁L形部件(11)的腹板部(11a)，所述板状长桁毛坯(10)未抵靠所述第一成型模具(101)的部分弯折后形成为所述预成型长桁L形部件(11)的缘条部(11b)；
基于两个结构对称的所述预成型长桁L形部件(11)通过预成型的方式得到预成型长桁(1)，所述预成型长桁(1)包括腹板部(1a)和缘条部(1b)；
对所述预成型长桁(1)和蒙皮(3)进行共胶接或共固化成型，以使所述预成型长桁(1)的缘条部(1b)贴合于所述蒙皮(3)，以及第一斜面(11c)在压力的作用下形成为贴合于所述蒙皮(3)的第二斜面(2c)，得到壁板(4)；所述第一斜面(11c)由所述预成型长桁L形部件(11)的成型方法得到，其位于所述预成型长桁L形部件(11)的缘条部(11b)宽度方向上的边缘处。
2.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于，
所述将第一成型模具(101)抵靠所述板状长桁毛坯(10)厚度方向的一侧并固定的步骤包括：
将所述第一成型模具(101)抵靠所述板状长桁毛坯(10)厚度方向的一侧，将夹持部件(102)抵靠所述板状长桁毛坯(10)厚度方向的另一侧；
所述第一成型模具(101)与所述夹持部件(102)位于所述板状长桁毛坯(10)宽度方向的同一端，以对所述板状长桁毛坯(10)夹持并固定。
3.根据权利要求2所述的成型方法，其特征在于，
所述将第一成型模具(101)抵靠所述板状长桁毛坯(10)厚度方向的一侧，将夹持部件(102)抵靠所述板状长桁毛坯(10)厚度方向的另一侧的步骤包括：
将截面具有L形结构及圆角的所述第一成型模具(101)抵靠所述板状长桁毛坯(10)厚度方向的一侧，将表面具有平面结构的所述夹持部件(102)抵靠所述板状长桁毛坯(10)厚度方向的另一侧。
4.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于，
所述将第一压力部件沿所述板状长桁毛坯(10)的宽度方向运动并施压的步骤包括：
将成型滚轮(103)沿所述板状长桁毛坯(10)的宽度方向滚动并施压。
5.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于，
所述将第一压力部件沿所述板状长桁毛坯(10)的宽度方向运动并施压的步骤包括：
将成型楔块沿所述板状长桁毛坯(10)的宽度方向移动并施压。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的成型方法，其特征在于，
在将第一成型模具(101)抵靠所述板状长桁毛坯(10)厚度方向的一侧并固定的步骤之前，还包括：
将第一成型模具(101)以及所述板状长桁毛坯(10)宽度方向的端面放置于安装台(104)上。
7.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于，
所述基于两个结构对称的所述预成型长桁L形部件(11)通过预成型的方式得到预成型长桁(1)的步骤包括：
将两个所述预成型长桁L形部件(11)靠近，在两个所述预成型长桁L形部件(11)的腹板部(11a)之间放置第一插层(12)，并通过压力进行压实；
分别在两个所述预成型长桁L形部件(11)的拐角处与所述第一插层(12)形成的三角区填充捻子条(13)；
在两个所述预成型长桁L形部件(11)的缘条部(11b)远离所述第一成型模具(101)的一侧放置第二插层(14)，在所述第二插层(14)的外侧施加压力进行压实，得到预成型长桁(1)。
8.根据权利要求1所述的成型方法，其特征在于，
在对两个所述预成型长桁L形部件(11)进行共胶接或共固化成型的步骤之前，还包括：
利用第二成型模具使得所述预成型长桁(1)的缘条部(1b)形成为与所述蒙皮(3)的曲面形状一致的形状，所述预成型长桁(1)的缘条部(1b)与腹板部(1a)形成预设夹角。
9.一种预成型长桁L形部件及壁板的成型装置，用于权利要求1-8中任一项所述的成型方法，其特征在于，包括：
第一成型模具(101)，抵靠所述板状长桁毛坯(10)厚度方向的一侧并固定，用于固定所述板状长桁毛坯(10)；
第一压力部件，设置在所述板状长桁毛坯(10)的厚度方向的另一侧，设置为沿所述板状长桁毛坯(10)的宽度方向运动并施压，使得所述板状长桁毛坯(10)抵靠并沿着所述第一成型模具(101)弯折，得到所述预成型长桁L形部件(11)；
第二压力部件，设置为对所述预成型长桁(1)的缘条部(1b)施加压力，使所述第一斜面(11c)形成为贴合于所述蒙皮(3)的第二斜面(2c)；
第二成型模具，其表面与所述蒙皮(3)的曲面形状一致。
10.根据权利要求9所述的成型装置，其特征在于，还包括：
夹持部件(102)，与所述第一压力部件设置在所述板状长桁毛坯(10)厚度方向的同一侧，且与所述第一成型模具(101)位于所述板状长桁毛坯(10)宽度方向的同一端，并抵靠所述板状长桁毛坯(10)，以对所述板状长桁毛坯(10)夹持并固定。
11.根据权利要求10所述的成型装置，其特征在于，
所述第一成型模具(101)的截面具有L形结构和圆角；
所述夹持部件(102)的表面具有平面结构。
12.根据权利要求9所述的成型装置，其特征在于，
所述第一压力部件为成型滚轮(103)或成型楔块。
13.根据权利要求12所述的成型装置，其特征在于，
所述成型滚轮(103)的直径范围为20-60mm。
14.根据权利要求10-13中任一项所述的成型装置，其特征在于，还包括：
安装台(104)，具有平面结构，用于安装所述第一成型模具(101)和夹持部件(102)，以固定所述板状长桁毛坯(10)。
15.一种壁板，其特征在于，
根据权利要求1-8中任一项所述的成型方法，并使用权利要求9-14中任一项所述的成型装置制备得到，包括：
成型长桁(2),包括：腹板部(2a)，以及与所述腹板部(2a)成预设夹角的缘条部(2b)；
蒙皮(3)，与所述成型长桁(2)通过共胶接或共固化成型连接到一起；
所述成型长桁(2)的缘条部(2b)宽度方向上的边缘与蒙皮(3)贴合处设置有第二斜面(2c)。
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