CN108248071A - 口形梁的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于复合材料成形加工领域，具体涉及口形梁的制造方法。所述制造方法包括以下步骤：S1、制造上C形梁：在上C形梁模具内涂抹脱模剂，铺叠纤维复合材料预浸料，热压成形；S2、制造下C形梁：在下C形梁模具内涂抹脱模剂，铺叠纤维复合材料预浸料，热压成形；S3、上下C形梁的对接：将上C形梁转移至下C形梁模具，将压实好的R角填充纤维放置在上下C形梁对接的R角处，将上C形梁与下C形梁对接；S4、将上盖板和辅助挡板安装于下C形梁模具，以形成包裹上、下C形梁的口形梁成形工装，并送入热压罐完成固化。本发明的成形技术可以保证零件在固化过程中压力的均匀传递，接触面压力的均匀性及R角区的压力传递，内部质量可以得到控制。

Description

口形梁的制造方法
技术领域
本发明属于复合材料成形加工领域，具体涉及口形梁的制造方法。
背景技术
航空航天飞行器大量采用的碳纤维复合材料，其本身具有高的比模量、比强度以及可设计性等优势，近几年在我国航空航天及国防技术领域得到大量的应用。在航空航天领域的零部件中，其中包括很多梁类零件，用于在盒段等部件中应用，增加盒段的整体强度和刚度。
复合材料口形梁是一种新形的复材零件结构形式，原常规航空航天复合材料梁主要形式为C形和工形梁，但某飞机些结构为需要更高的结构刚度和稳定性，因此结构设计衍生出口形梁，其结构刚度和稳定性远比常规的梁结构形式提高很多。工艺成形技术与工装技术与都有较大的变化。因此一种新形的梁制造技术是提高航空航天飞行器综合性能的技术保证。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种改进的口形梁的制造方法，该方法能够制造高质量的口形梁。
具体而言，所述口形梁的制造方法，包括以下步骤：
S1、制造上C形梁：在上C形梁模具内涂抹脱模剂，铺叠纤维复合材料预浸料，热压成形；
S2、制造下C形梁：在下C形梁模具内涂抹脱模剂，铺叠纤维复合材料预浸料，热压成形；
S3、上下C形梁的对接：将上C形梁转移至下C形梁模具，将压实好的R角填充纤维放置在上下C形梁对接的R角处，将上C形梁与下C形梁对接；
S4、将上盖板和辅助挡板安装于下C形梁模具，以形成包裹上、下C形梁的口形梁成形工装，并送入热压罐完成固化。
所述方法中，步骤S1和S2的先后顺序没有特别限定，可以依次进行、可以先进行S2再进行S1，亦可两步同时进行。
进一步地，所述下C形梁模具包括具有开口向上的C形槽，所述辅助挡板安装于下C形梁模具上方、C形槽两侧，所述上盖板覆盖所述辅助挡板和C形槽。
进一步地，所述上C形梁模具包括两个对称设置且可拆卸连接的L形铺叠模。
进一步地，所述上C形梁模具和下C形梁模具在模具底面具有对称设置的凸起，以在C形梁上形成工艺定位孔。
进一步地，上C形梁的转移和上盖板的安装通过定位销与上C形梁的工艺定位孔进行定位。
进一步地，步骤S3中，上C形梁铺叠高度与上盖板预设高度一致，下C形梁铺叠高度与辅助挡板高度一致；采用递减铺叠的方式进行，使梁腹板厚度与C形梁组合后的厚度保持一致。如此，可以保证上下C形梁组合到理论尺寸。上、下C形梁铺叠后依次进行预压实和按工装的边缘进行切割的操作。
进一步地，步骤S3具体为：
S301、提供具有下C形的下C形梁梁模具，或将成型的下C形梁放入下C形梁梁模具中；
S302、铺叠R角填充纤维，并用上盖板和辅助挡板维形；
S303、铺叠完成后，对下C形梁进行真空加温压实处理；
S304、移除上盖板和辅助挡板，将压实好的R角填充纤维放置在上下C形梁对接的R角处，将上C形梁与下C形梁对接。对接前将下C形梁按照工装边缘线进行切割。
进一步地，所述方法还包括：
S5、固化完成后，对口形梁两端的余量进行切割，并进行无损检测。
进一步地，步骤S1和S2中，将热压成形得到的上、下C形梁沿边缘线去除余量后，再转移至下C形梁模具。
进一步地，所述纤维复合材料预浸料为碳纤维预浸料。
本发明进一步提供前述方法制备得到的口形梁。
本发明专利的有益效果为：本发明的成形技术可以保证零件在固化过程中压力的均匀传递，接触面压力的均匀性及R角区的压力传递，内部质量可以得到控制。另外，由于零件外表面与工装接触，因此其外形和表面质量得到很好的保证。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个实施例中所用上C形梁模具的示意图。
图2是本发明一个实施例中所用下C形梁模具的示意图，包括上盖板和辅助挡板。
图3是图2的侧视图。
图4是图2的俯视图。
图5是本发明一个实施例中口形梁成形工装的侧视图，包括上、下C形梁和定位销。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的口形梁的制造方法包括以下步骤：
参见图1，上C形梁模具1包括两个组合成C形槽的L形铺叠模6，其槽底面具有上定位凸起7。向槽中涂抹脱模剂，铺叠碳纤维预浸料，铺叠完成后封装真空袋，根据材料的黏度曲线设置加热与压实参数。成型完成后，使用超声波切割刀沿工装边缘线去除余量，随后拆卸两个以将具有工艺定位孔的上C形梁脱模，备用。
在图2～4所示的具有下定位凸起8的下C形梁模具2的C形槽5内涂抹脱模剂，铺叠碳纤维预浸料，铺叠完成后封装真空袋，根据材料的黏度曲线设置加热与压实参数。成型完成后使用超声波切割刀沿工装边缘线去除余量，得到具有工艺定位孔的下C形梁，备用。
参见图5，在下C形梁梁模具2中铺叠R角填充纤维，放置下C形梁，并用上盖板3和辅助挡板4维形。辅助挡板4放置于下C形梁梁模具2上方的C形槽5两侧，其上再覆盖辅助挡板4。铺叠完成后，对下C形梁进行真空加温压实处理，并在其后沿其边缘线进行切割去除余料。随后，移除上盖板3和辅助挡板4，并将压实好的R角填充纤维放置在上下C形梁对接的R角处，再按照工艺定位孔，使用定位销9将上C形梁与下C形梁对接。上C形梁铺叠高度与上盖板3预设高度一致，下C形梁铺叠高度与工艺挡块高度一致；采用递减铺叠的方式进行，梁腹板厚度与C形梁组合后的厚度保持一致。最后，将上盖板安装于口形梁成形工装上、封装真空袋后，将口形梁成形工装送入热压罐，完成固化。优选在固化完成后对口形梁两端的余量进行切割，并进行无损检测。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.口形梁的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制造上C形梁：在上C形梁模具内涂抹脱模剂，铺叠纤维复合材料预浸料，热压成形；
S2、制造下C形梁：在下C形梁模具内涂抹脱模剂，铺叠纤维复合材料预浸料，热压成形；
S3、上下C形梁的对接：将上C形梁转移至下C形梁模具，将压实好的R角填充纤维放置在上下C形梁对接的R角处，将上C形梁与下C形梁对接；
S4、将上盖板和辅助挡板安装于下C形梁模具，以形成包裹上、下C形梁的口形梁成形工装，并送入热压罐完成固化。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述上C形梁模具包括两个对称设置且可拆卸连接的L形铺叠模。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述下C形梁模具包括具有开口向上的C形槽，所述辅助挡板安装于下C形梁模具上方、C形槽两侧，所述上盖板覆盖所述辅助挡板和C形槽。
4.根据权利要求2或3所述的制造方法，其特征在于，所述上C形梁模具和下C形梁模具在模具底面具有对称设置的凸起，以在C形梁上形成工艺定位孔。
5.根据权利要求4所述的制造方法，其特征在于，上C形梁的转移和上盖板的安装通过定位销与上C形梁的工艺定位孔进行定位。
6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于，步骤S3中，上C形梁铺叠高度与上盖板预设高度一致，下C形梁铺叠高度与辅助挡板高度一致；采用递减铺叠的方式进行，使梁腹板厚度与C形梁组合后的厚度保持一致。
7.根据权利要求1或6所述的制造方法，其特征在于，步骤S3包括以下步骤：
S301、提供具有下C形的下C形梁梁模具，或将成型的下C形梁放入下C形梁梁模具中；
S302、铺叠R角填充纤维，并用上盖板和辅助挡板维形；
S303、铺叠完成后，对下C形梁进行真空加温压实处理；
S304、移除上盖板和辅助挡板，将压实好的R角填充纤维放置在上下C形梁对接的R角处，将上C形梁与下C形梁对接。
8.据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述方法还包括：
S5、固化完成后，对口形梁两端的余量进行切割，并进行无损检测。
9.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，步骤S1和S2中，将热压成形得到的上、下C形梁沿边缘线去除余量后，再转移至下C形梁模具。
10.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述纤维复合材料预浸料为碳纤维预浸料。
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