CN108568974A - 一种闭合式复合材料构件成型工装及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于复合材料构件成型技术领域，涉及一种闭合式复合材料构件成型工装及其使用方法。本发明针对传统闭合式复合材料构件的分体成型工装使用大量定位销及紧固螺栓的缺点，该种工装依靠底托定位，完全摒弃了定位销及螺栓等定位紧固件，大大降低了成型工装的制造成本，缩短了工装制造周期。脱模过程中，不需要拆卸螺栓及定位销，极大地缩短了脱模时间，降低了对脱模工序的技术要求，提高了生产效率。该发明的设计方案定位简单，损伤返修率极低，大大提高了成型工装的使用寿命。

Description

一种闭合式复合材料构件成型工装及使用方法
技术领域
本发明属于复合材料构件成型技术领域，涉及一种闭合式复合材料构件成型工装及其使用方法。
背景技术
随着航空制造技术的发展，新一代大型客机上复合材料的用量超过50％，已经从传统的非承力件、次承力件过渡到主承力件。由于航空飞行器气动外形及受力要求，航空复合材料构件存在大量的闭合结构，如梁、肋、长桁、边条等。该种结构由于腹板面与缘条面夹角小于90°，因此固化完成后存在较大的脱模难度。
针对闭合式结构，传统成型工装一般采用分体式，采用定位销、螺栓等紧固件连接到一起，固化完成后分块从零件上脱下。分体式成型工装加工难度大，成本高，分体快之间易产生阶差，影响制件外观质量。在使用过程中，由于多次用定位销及螺栓等紧固件，易造成模具受损，使用寿命大大降低。
发明内容
本发明的目的是针对传统闭合式成型工装的缺点，提出一种闭合式复合材料成型工装。
本发明的技术解决方案是，该成型工装由主体工装、分体工装及底托组成，分体工装下端面和底托上端面为配合面，底托上端面的侧边缘的凸台将分体工装限位，分体工装及底托组合后形成的配合面与主体工装的配合面贴紧，主体工装、分体工装及底托组合后的外型面与闭合式复合材料构件的贴模面一至，底托的高度要高于复合材料构件高度，以保证分体工装能脱出。
闭合式复合材料构件成型工装的使用方法包含以下步骤：
(1)将底托与分体工装组配后，与主体工装组合并贴紧；
(2)在组合好的成型工装上进行复合材料构件的铺贴、固化，成型完成后进行脱模，
(3)脱模时，先将底托沿垂直于复合材料构件长度方向脱出，使分体工装处于悬空状态，然后将分体工装向下从复合材料构件内腔中脱出，最后将复合材料构件从主体工装上取下。
所述的成型工装材质为钢材、铝材、复合材料。
所述的复合材料构件为“工”型、“C”型、“J”型。
本发明具有的优点和有益效果：针对传统闭合式复合材料构件的分体成型工装使用大量定位销及紧固螺栓的缺点，该种工装依靠底托定位，完全摒弃了定位销及螺栓等定位紧固件，大大降低了成型工装的制造成本，缩短了工装制造周期。脱模过程中，不需要拆卸螺栓及定位销，极大地缩短了脱模时间，降低了对脱模工序的技术要求，提高了生产效率。该发明的设计方案定位简单，损伤返修率极低，大大提高了成型工装的使用寿命。
附图说明
图1为C型成型工装示意图。
图2为J型成型工装示意图。
图3为“工”型成型工装示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细说明。闭合式复合材料成型工装，由主体工装1、分体工装2及底托3组成，分体工装1与工装主体底座为一个整体，分体工装2下端面和底托3上端面为配合面，底托3侧边缘的凸台将分体工装2限位，成型工装制造时通过修配分体工装2和底托3的配合面来消除分体工装1和分体工装2组合时产生的阶差和拼缝。底托高度要高于复合材料构件高度，以保证分体工装2能脱出。
所述的成型工装的使用方法包含以下步骤：
(1)将底托与分体工装2配合面清理干净后进行组配，然后整体与分体工装1组合，利用底托3侧边凸台将分体工装2贴合在分体工装1上；
(2)在组合好的成型工装上进行复合材料构件制造，成型完成后进行脱模，先将底托3横向脱出，使分体工装2处于悬空状态，然后用橡胶锤等软质工具将分体工装2向下从复合材料构件内腔中脱出，然后将复合材料构件从分体工装1上取下。
所述的一种闭合式复合材料构件成型工装的材质为钢材、铝材、复合材料；
实施例1
针对“J”型复合材梁，长度11.8米，非开敞区缘条与腹板夹角为84.5°，存在较大的闭合，脱模难度较大。采用本发明的成型工装设计方案，将闭合区进行分体，分体角度60°，保证分体工装2为开放式，可从模具上脱出(见附图2)。先将模具清理干净后，将分体工装2放置到底托3上，将底托3紧靠到分体工装1上，然后进行预浸料铺叠。零件固化完成后进行脱模，先将底托3横向从模具上取下，使分体工装2处于悬空状态。然后将分体工装2向下从零件内腔中滑出，将轻轻敲击复合材料零件，使其与分体工装1分离，将零件取下即可完成零件制造
实施例2
针对“工”型复合材肋，非开敞区缘条与腹板夹角为83.3°，存在较大的闭合，脱模难度较大。采用本发明的模具设计，将闭合区进行分体，保证分体工装2为开放式，可从模具上脱出(见附图3)。先将模具清理干净后，将分体工装2放置到底托3上，将底托3紧靠到分体工装1上，然后进行预浸料铺叠。零件固化完成后进行脱模，先将底托3横向从模具上取下，使分体工装2处于悬空状态。然后将分体工装2向下从零件内腔中滑出，将轻轻敲击复合材料零件，使其与分体工装1分离，然后将零件从主体工装取出即可完成零件制造
实施例3
针对“C”型复合材梁，长度6.2米，非开敞区缘条与腹板夹角为81.5°，存在很大的闭合，脱模难度较大。采用本发明的模具设计，将闭合区进行分体，分体角度63°，保证分体工装2为开放式，可从模具上脱出(见附图1)。先将模具清理干净后，将分体工装2放置到底托3上，将底托3紧靠到分体工装1上，然后进行预浸料铺叠。零件固化完成后进行脱模，先将底托3沿垂直于零件长度方向上从成型工装上取下，使分体工装2处于悬空状态。然后将分体工装2向下从零件内腔中滑出，将轻轻敲击复合材料零件，使其与分体工装1分离，然后将零件从主体工装中取出即可完成零件制造。

Claims (4)

1.一种闭合式复合材料构件成型工装，其特征在于，该成型工装由主体工装(1)、分体工装(2)及底托(3)组成，分体工装(2)下端面和底托(3)上端面为配合面，底托(3)上端面的侧边缘的凸台将分体工装(2)限位，分体工装(2)及底托(3)组合后形成的配合面与主体工装(1)的配合面贴紧，主体工装(1)、分体工装(2)及底托(3)组合后的外型面与闭合式复合材料构件的贴模面一至，底托(3)的高度要高于复合材料构件高度，以保证分体工装(2)能脱出。
2.一种权利要求1所述闭合式复合材料构件成型工装的使用方法，其特征在于，包含以下步骤：
(1)将底托(3)与分体工装(2)组配后，与主体工装(1)组合并贴紧；
(2)在组合好的成型工装上进行复合材料构件的铺贴、固化，成型完成后进行脱模，(3)脱模时，先将底托(3)沿垂直于复合材料构件长度方向脱出，使分体工装(2)处于悬空状态，然后将分体工装(2)向下从复合材料构件内腔中脱出，最后将复合材料构件从主体工装(1)上取下。
3.根据权利要求1所述的一种闭合式复合材料构件成型工装，其特征是：所述的成型工装材质为钢材、铝材、复合材料。
4.根据权利要求1所述的一种闭合式复合材料构件成型工装，其特征是：所述的复合材料构件为“工”型、“C”型、“J”型。
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