CN108422683A - 一种用于复合材料环形零件成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于复合材料加工成型技术领域，涉及一种用于复合材料环形零件成型方法。本发明是为了解决环形零件铺叠困难、外形质量差以及成型后难以脱模的问题。本发明提供了一种复合材料环形零件铺叠、成型、脱模的方法。使用此种方法保证解决了复材环形零件外形质量差、脱模困难等问题。与现有技术相比，本发明采用价格较低的材料完成了环形零件的生产，克服原有阳模工装无法顺利脱模、阴模工装无法完成零件铺叠的弊端。

Description

一种用于复合材料环形零件成型方法

技术领域

本发明属于复合材料加工成型技术领域，涉及一种用于复合材料环形零件成型方法。

背景技术

复合材料成型工装作为复合材料构件制造的主要工艺装备，其设计方法和设计水平是影响复合材料制造能力的重要因素之一。碳纤维复合材料构件是依靠工装来确定制件形状、结构关系、外缘轮廓，工装贴膜面处的粗糙度直接反应在与之相接触的零件表面质量。在工装上进行预浸料的铺叠，在工装上完成复合材料成型固化。所以，合理的工装结构设计，良好的工装加工质量，才能保障复合材料产品的品质。

复合材料工装应具有的特点是高精度、高强度、便于使用，抗高压、无渗漏，不损坏零件以及良好的耐磨性及型面稳定性，尤其重要的是工装材料与零件材料的热膨胀系数相近以及重量轻。复合材料现常用工装材料有钢、铝、铸铁、殷瓦钢、碳纤维：钢的耐久性好、表面光洁度高，热膨胀较大、重量重。铝的可加工性好、导热性好、耐久性较好、重量较轻，热膨胀系数大，产品尺寸精度低。铸铁的耐久性好、重量重，加工难度大、表面光洁度比钢低。殷钢的热膨胀系数低、耐久性好，材料成本高、初始制造成本高。碳纤维材料是易成型、热膨胀系数低，耐久性差、材料成本高。对于尺寸不大、精度要求不高的复合材料制件建议选用钢、铝等作为模具材料有一定的价格优势，而且能满足使用要求；对于型面复杂的制件可选用复合材料模具；对于尺寸较大、精度要求高的复合材料制件应选用殷钢或复合材料作为模具材料。

复材工装按结构分类为：阳模、阴模、组合模、芯模。阳模特点为铺叠预浸料等操作比较方便、铺叠质量较好仅控制制件的内表面质量。阴模特点为铺叠预浸料等操作不如阳模容易，仅控制制件的外表面质量。组合模特点为能有效地控制制件的内外表面质量，能最好地控制制件厚度，层贴预浸料等操作要求比较高。

复材环形零件的成型采用阳模结构的工装，铺叠方便但是脱模困难，并且无法保证工装的外形质量。采用阴模工装结构则无法进行铺叠。采用组合模结构的工装可以有效的保证外形质量，但是脱模困难，脱模时容易造成零件超差。

发明内容

本发明是为了解决环形零件铺叠困难、外形质量差以及成型后难以脱模的问题。本发明提供了一种复合材料环形零件铺叠、成型、脱模的方法。使用此种方法保证解决了复材环形零件外形质量差、脱模困难等问题。

本发明的技术方案：

一种用于复合材料环形零件成型方法，步骤如下：

(1)铺叠材料以及将成型工装分成两部分，每部分单独使用；

(2)根据零件内型面设计零件对应的阳模铺叠模，材料选择耐久性较好、重量较轻的铝，阳模铺叠模比理论内型面窄，便于与阴模成型模配合使用；阳模铺叠模用于完成零件的铺叠，铺叠完成后为了方便取出阳模工装，阳模铺叠模以一定的斜角分成上下两部分，并且进行定位；

(3)成型模采用阴模，根据零件理论外型面设计工装，工装材料选用表面光洁度高、热膨胀较大的钢；工装分为四部分，上、下、左、右布局，每部分与其相接触的另外两部分通过定位销定位、螺栓连接；每部分的接触处留有挡胶槽，挡胶槽距零件边缘8～10mm；挡胶槽将零件在成型过程中溢出的树脂挡住，以免树脂将配合面粘贴一起无法分开；配合面的外侧边缘留出矩形起模口，在脱模时使用平刀等工具撬起模口进行脱模；

(4)在零件铺叠完成与阴模成型模组合后，为了保证零件内侧型面形状稳定以及良好的加压效果，在零件内侧单独封真空袋，固化过程中外侧真空袋抽真空，内侧真空袋通大气。按照此种方法设计出的工装，可以满足零件的铺叠、成型、脱模，保证生产的零件符合要求。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明采用价格较低的材料完成了环形零件的生产，克服原有阳模工装无法顺利脱模、阴模工装无法完成零件铺叠的弊端。

附图说明

图1是阳模工装示意图。

图2是阴模工装示意图。

图3是封装结构示意图。

图中：1阳模；2阳模倾斜分割面；3定位孔；4工装；5挡胶槽；6起模口；7定位销；8螺钉；9外部真空袋；10内部真空袋。

具体实施方式

以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。

实施例

一种用于复合材料环形零件成型方法，步骤如下：

1、使用铝制造一套复材零件阳模铺叠模，制造出的工装比理论内型面的截面窄0.5mm(此处数值根据零件厚度不同而值不同)。选择与工装长度方向成一定角度的面，将工装按此面分成两部分，并留出定位销孔。(工装结构于图1所示)

2、使用普通钢制造一套零件阴模成型模，工装的内型面与零件外形面完全贴合。

3、将阴模分成四个部分，每个部分的接触面留出挡胶槽与起模口。(工装结构类似于图2所示)

4、零件组合完成后，在外侧与内侧分别封真空袋。(如图3所示)

该种工装结构简单、操作方便，使用价格便宜的普通钢、铝完成零件的铺叠以及成型，此种设计以及操作方法有助于复合材料环形零件的生产制造。

Claims (5)

1.一种用于复合材料环形零件成型方法，其特征在于，步骤如下：

(1)铺叠材料以及将成型工装分成两部分，每部分单独使用；

(2)根据零件内型面设计零件对应的阳模铺叠模，阳模铺叠模比理论内型面窄，与阴模成型模配合使用；

(3)成型模采用阴模，根据零件理论外型面设计工装；工装分为四部分，上、下、左、右布局，每部分与其相接触的另外两部分通过定位销定位、螺栓连接；每部分的接触处留有挡胶槽，挡胶槽距零件边缘8～10mm；挡胶槽将零件在成型过程中溢出的树脂挡住，以免树脂将配合面粘贴一起无法分开；配合面的外侧边缘留出矩形起模口；

(4)在零件铺叠完成与阴模成型模组合后，为了保证零件内侧型面形状稳定以及良好的加压效果，在零件内侧单独封真空袋，固化过程中零件外侧真空袋抽真空，内侧真空袋通大气。

2.根据权利要求1所述的用于复合材料环形零件成型方法，其特征在于，所述的阳模铺叠模用于完成零件的铺叠，铺叠完成后为了方便取出阳模工装，阳模铺叠模以一定的斜角分成上下两部分，并且进行定位。

3.根据权利要求1或2所述的用于复合材料环形零件成型方法，其特征在于，所述的阳模铺叠模的材料为铝。

4.根据权利要求1或2所述的用于复合材料环形零件成型方法，其特征在于，所述的阴模成型模的材料为钢。

5.根据权利要求3所述的用于复合材料环形零件成型方法，其特征在于，所述的阴模成型模的材料为钢。