CN108928014A - 一种变截面工字型加筋壁板结构件的成型模具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变截面工字型加筋壁板结构件的成型模具，由蒙皮型模、定位块、型模、盖板和线注口、线冒口组成。蒙皮型模上的中间部位有凹槽用于铺放蒙皮，蒙皮型模上两端部分别固定有两个对称安装的定位块。蒙皮型模上靠近定位块内侧分别设置线注口和线冒口，线注口和线冒口内放置有导流螺旋管，用于完成树脂的线性注射和流出。采用线注口缩短了树脂的浸润时间，且流动前沿较为整齐，浸润效果好；通过后端边缘点冒口与边缘线冒口相结合，使垂直区的树脂流动速率的浸润更充分和流动更均匀，显著提升了成型质量。成型模具结构简单，装拆方便，效率高，且具有便于脱模的脱模楔口辅助工装，简化了脱模难度和复杂结构件的成型。

Description

一种变截面工字型加筋壁板结构件的成型模具
技术领域
本发明涉及复合材料成型技术领域，具体地说，涉及一种变截面工字型加筋壁板结构件的成型模具。
背景技术
复合材料因其比强度大、比刚度高、耐腐蚀、抗疲劳、可设计性好、易于整体成型等优点，在汽车、船舰和航空航天诸多领域得到了广泛应用。而加筋壁板作为飞机等大尺寸复合材料结构件的主承力结构，其制造工艺和产品质量对扩大复合材料在大飞机上的应用意义重大。
工字型带筋壁板结构件作为工程实际应用中的典型承力结构件，在航空航天、建筑加固等方面应用广泛，具有很高的工程实用价值。特别是航空制造业等领域常常会用到变截面工字型加筋壁板复合材料结构件来增加整体结构的强度。但变截面加筋壁板结构件因其形状复杂，成型过程以及成型后的脱模过程都存在很大的技术难题。
专利CN102357950A公开了一种“大尺寸复合材料工字形加强筋的成型模具”，该模具由底模、左成型主模、右成型主模、上盖板、挡条和挡板组成。其成型的是等截面长桁类工字型加筋壁板复合材料结构件，很难满足实际工程中对于变截面工字型加筋壁板结构件的制造需求，且结构复杂，成型过程及成型后的脱模存在一定的技术难题。
发明内容
为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种变截面工字型加筋壁板结构件的成型模具。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案:包括包括蒙皮型模、第一定位块、第二定位块、第一型模、第二型模、盖板和线注口、线冒口，所述蒙皮型模为长方体结构，蒙皮型模上的中间部位开有凹槽，用来铺放蒙皮，蒙皮型模上两端部分别固定有第一定位块和第二定位块,第一定位块、第二定位块与蒙皮之间分别设有线注口和线冒口，线注口和线冒口内放置有导流螺旋管，用来完成树脂的线性注射和流出；
所述第一定位块与所述第二定位块为两个结构相同的部件，两个定位块呈凹字形对称安装，两个定位块上分别有螺孔，两个定位块侧端分别有对称的定位销孔，且位于同一轴线上；
所述第一型模与所述第二型模两端分别有轴向凸块，第一型模与第二型模两端凸块分别位于第一定位块和第二定位块相对的凹槽内,第一型模和第二型模两端的凸块端设有轴向定位孔,且分别与第一定位块和第二定位块侧端的定位销孔同轴；所述第一型模与所述第二型模上部为变截面曲面，两型模的上表面外侧有上凸缘，第一型模与第二型模下部为平面，两型模的下表面外侧有下凸缘，且下凸缘的宽度大于上凸缘的宽度，第一型模与第二型模一端部设有第一脱模楔口,另一端部有第二脱模楔口、第三脱模楔口，用于脱模时将模具与工字型制件相分离；
所述盖板位于第一型模与第二型模上部，且与第一型模、第二型模实现曲面配合，盖板两端部分别有螺孔与第一型模、第二型模通过紧固螺栓连接。
所述第一定位块和第二定位块的高度高于第一型模和第二型模两端凸台的高度，第一型模和第二型模两端的凸块与第一定位块和第二定位块凹槽内侧面为紧密配合。
有益效果
本发明提出的一种变截面工字型加筋壁板结构件的成型模具，涉及复合材料成型技术领域；成型模具由蒙皮型模、定位块、型模、盖板和线注口、线冒口组成。蒙皮型模上的中间部位有凹槽用来铺放蒙皮，蒙皮型模上两端部分别固定有两个对称安装的定位块,蒙皮型模上靠近定位块内侧分别设有线注口和线冒口，线注口和线冒口内放置有导流螺旋管，用来完成树脂的线性注射和流出；采用线注口缩短了树脂的浸润时间，且流动前沿较为整齐，浸润效果更好。通过后端边缘点冒口与边缘线冒口相结合，使垂直区的树脂流动速率的浸润充分和流动均匀，显著提升了成型质量。成型模具结构简单，装拆方便，效率高，而且提供了便于脱模的脱模楔口等辅助工装，大大简化了脱模难度，很好地解决加筋壁板复杂结构件的成型难题。
本发明变截面工字型加筋壁板结构件的成型模具适用于工厂、科研院所的试验件和小型制件的成型。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明一种变截面工字型加筋壁板结构件的成型模具作进一步的详细说明。
图1为工字型加筋壁板结构件成型模具示意图。
图2为工字型加筋壁板结构件成型模具整体的俯视图。
图3为图2的B-B向剖视图。
图4为图2的A-A向剖视图。
图5a为定位块的俯视图。
图5b为图5a的C-C向剖视图。
图中:
1.蒙皮型模 2.线注口 3.第一定位块 4.第一脱模楔口 5.盖板 6.螺孔 7.点冒口 8.第二型模 9.第二脱模楔口 10.第三脱模楔口 11.第四脱模楔口 12.螺孔 13.第一型模 14.第二定位块 15.蒙皮 16.线冒口 17.C型铺层 18.工字型制件 19.定位销孔
具体实施方式
本实施例是一种变截面工字型加筋壁板结构件的成型模具。
参阅图1～图5a、图5b，本实施例变截面工字型加筋壁板结构件的成型模具,由蒙皮型模1、第一定位块3、第二定位块14、第一型模13、第二型模8、盖板5和线注口2、线冒口16组成；其中,蒙皮型模1为长方体结构,蒙皮型模1上表面中间部位加工有凹槽,用来铺放蒙皮15。蒙皮型模1上表面两端部分别固定有第一定位块3和第二定位块14,第一定位块3和第二定位块14为两个结构相同的部件，两个定位块呈凹字形对称安装,两个定位块上表面分别开有多个3×φ10螺孔，并通过螺钉实现第一定位块3、第二定位块14与蒙皮型模1的紧固连接。两个定位块侧端和第一型模13、第二型模8侧端分别有2×φ10定位销孔，且位于同一轴线上，通过定位销实现第一型模13、第二型模8、第一定位块3、第二定位块14的整体定位。两定位块的高度高于第一型模13、第二型模8两端凸台的高度。
第一型模13和第二型模8分别位于第一定位块3和第二定位块14相对的凹槽内,第一型模13和第二型模8两端的凸块端设有轴向定位孔,且分别与第一定位块3和第二定位块14侧端的定位销孔同轴；第一型模13和第二型模8两端的凸块侧面与第一定位块3和第二定位块14凹槽内侧面紧密配合。第一型模13与第二型模8上部为变截面曲面，两型模的上表面外侧有上凸缘，第一型模13与第二型模8下部为平面，两型模的下表面外侧有下凸缘，且下凸缘的宽度大于上凸缘的宽度；第一型模13与第二型模8一端部设有第一脱模楔口4,另一端部有第二脱模楔口9、第三脱模楔口10，用于脱模时将模具与工字型制件相分离。本实施例中，第一型模13、第二型模8的型面按预先设计的铺层顺序和铺层角度铺设一定形状的干态纤维布，其连接过渡处的凹槽使用定量的纤维束进行填充，第一型模13、第二型模8、盖板5、蒙皮型模1、蒙皮15和C型铺层17装配后形成工字型制件的纤维预成型体。第一型模13、第二型模8型面与工字型制件纤维预成型体表面紧密贴合。第一定位块3、第二定位块14与蒙皮15之间分别设置有线注口2和线冒口16，线注口2和线冒口16内放置导流螺旋管，实现树脂对工字型制件纤维预成型体的线性注射和流出，得到工字型制件18。
本实施例中，盖板5位于第一型模13和第二型模8上部，且与第一型模13和第二型模8曲面配合，盖板5两端部分别有螺孔与第一型模13和第二型模8通过紧固螺钉连接。
盖板5采用曲面结构设计，盖板5位于第一型模13和第二型模8上部，且与第一型模13和第二型模8曲面配合。盖板5两端部分别开有2×φ10螺孔并与第一型模13和第二型模8通过紧固螺钉进行连接。
实施操作步骤∶
成型模的合模过程
1)在蒙皮型模1上表面按预先设计的铺层顺序和铺层角度完成干态纤维布的铺放，并进行抽真空压实；
2)在第一型模13和第二成型模8的型面上完成C型铺层17的铺放并进行抽真空压实；
3)将第一型模13和第二型模8进行组装并连接过渡处纤维束的填充，并分别铺放于工字型筋条上、下凸缘形状相同的纤维布，然后置于蒙皮铺层上表面，进行抽真空压实；
4)将第一定位块3、第二定位块14与第一型模13、第二型模8配合安装，并在两个定位块端面的定位销孔中插入定位销完成成型模的整体定位；
5)在第一定位块3、第二定位块14上表面的螺孔中旋入螺栓，完成第一型模13和第二型模8与蒙皮型模1的连接与紧固；
6)将盖板5置于第一型模13、第二型模8上表面铺层的上方，并通过螺栓、螺孔配合进行紧固，完成复合材料工字型制件的合模。
脱模过程
1)松开第一型模13、第二型模8上表面的紧固螺栓，取下盖板5；
2)松开第一型模13、第二型模8两端凸台表面的螺栓，借助凸台前端内表面的第四脱模楔口11，使用木锤进行左右敲击，取下第一定位块3、第二定位块14；
3)从第一型模13、第二型模8大端的第三脱模楔口10入手，借助木锤和楔子工具进行左右敲击和振动，以及第一型模13、第二型模8中插入的定位销的手动分离作用，使得成型模具与工字型制件缓慢分离，应按操作规程避免损伤制件和模具；
4)清理模具表面。

Claims (2)

1.一种变截面工字型加筋壁板结构件的成型模具，其特征在于:包括蒙皮型模、第一定位块、第二定位块、第一型模、第二型模、盖板和线注口、线冒口，所述蒙皮型模为长方体结构，蒙皮型模上的中间部位开有凹槽，用来铺放蒙皮，蒙皮型模上两端部分别固定有第一定位块和第二定位块,第一定位块、第二定位块与蒙皮之间分别设有线注口和线冒口，线注口和线冒口内放置有导流螺旋管，用来完成树脂的线性注射和流出；
所述第一定位块与所述第二定位块为两个结构相同的部件，两个定位块呈凹字形对称安装，两个定位块上分别有螺孔，两个定位块侧端分别有对称的定位销孔，且位于同一轴线上；
所述第一型模与所述第二型模两端分别有轴向凸块，第一型模与第二型模两端凸块分别位于第一定位块和第二定位块相对的凹槽内,第一型模和第二型模两端的凸块端设有轴向定位孔,且分别与第一定位块和第二定位块侧端的定位销孔同轴；所述第一型模与所述第二型模上部为变截面曲面，两型模的上表面外侧有上凸缘，第一型模与第二型模下部为平面，两型模的下表面外侧有下凸缘，且下凸缘的宽度大于上凸缘的宽度，第一型模与第二型模一端部设有第一脱模楔口,另一端部有第二脱模楔口、第三脱模楔口，用于脱模时将模具与工字型制件相分离；
所述盖板位于第一型模与第二型模上部，且与第一型模、第二型模实现曲面配合，盖板两端部分别有螺孔与第一型模、第二型模通过紧固螺栓连接。
2.根据权利要求1所述的变截面工字型加筋壁板结构件的成型模具，其特征在于:所述第一定位块和第二定位块的高度高于第一型模和第二型模两端凸台的高度，第一型模和第二型模两端的凸块与第一定位块和第二定位块凹槽内侧面为紧密配合。
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