CN109291518B - 一种蜂窝夹层结构的固化成形工装及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种蜂窝夹层结构的固化成形工装及方法，特别是涉及一种多边形盒状复材蒙皮—铝蜂窝夹层结构的固化成形工装及方法，属于复合材料蜂窝夹层结构的固化成形技术领域。采用复材蒙皮—铝蜂窝夹层结构平板组装成形模板，克服了成形模板与其服务产品热膨胀系数差异大的问题，降低了产品制造过程的损伤风险。成形模板采取分体的成形底板与成形立板组装而成，构型简单，制造成本低，且分体的成形模板更易于与产品进行分离，降低了产品与固化成形工装分离时的损伤风险。分体的成形模板可根据不同的待成形的蜂窝夹层结构构型和接口布局布置相应的定位接口和连接接口，并组装成形，易于实现工装的重复利用。

Description

一种蜂窝夹层结构的固化成形工装及方法

技术领域

本发明涉及一种蜂窝夹层结构的固化成形工装及方法，特别是涉及一种多边形盒状复材蒙皮—铝蜂窝夹层结构的固化成形工装及方法，属于复合材料蜂窝夹层结构的固化成形技术领域。

背景技术

固化成形工装是蜂窝夹层结构在热压罐中固化成形时，保持结构外形及定位所需的工装夹具。一般由成形模板、边缘挡板和定位钉三部分组成。其中，成形模板用来控制蜂窝夹层结构的轮廓尺寸和结构构型，并通过在成形模板上设计定位连接接口，利用定位钉实现对蜂窝夹层结构内部各类功能接口的位置精度控制。边缘挡板通过紧固螺钉安装在成形模板上，能够在真空施压环节，实现对蜂窝夹层结构边缘区域蜂窝夹芯的有效防护，避免边缘蜂窝夹芯被挤压受损后向结构件内部收缩。目前，成形模板多采用金属模板，应用于多边形盒状复材蒙皮—铝蜂窝夹层结构时，由于金属模板与复材蒙皮之间的热膨胀系数存在较大差异，在产品制造过程中易发生复材蒙皮撕裂或压溃的质量问题。为避免这种制造缺陷，则需要采用热膨胀系数与复材蒙皮接近的殷钢等特殊金属材料，或采用与复材蒙皮一致的复合材料层合体制造成形模板，这样会大幅增加产品的制造成本和生产周期。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种蜂窝夹层结构的固化成形工装及方法，该工装为一种适用于多边形盒状复材蒙皮—铝蜂窝夹层结构的固化成形工装，该多边形盒状蜂窝夹层结构包括底面、侧面，以及位于底面和侧面上的功能接口，且底面和侧面均包括外蒙皮、内蒙皮和铝蜂窝芯，铝蜂窝芯位于外蒙皮和内蒙皮之间。该固化成形工装的特点是采用复材蒙皮—铝蜂窝夹层结构平板组装成形模板，并在成形模板内胶接金属连接件提供定位和连接接口，再在外侧利用金属加强筋提高成形模板刚度，从而实现工装构型简单、制造成本低、可重复利用，且热膨胀系数与待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构基本相当的使用需求。

本发明的技术解决方案是：

一种蜂窝夹层结构的固化成形工装，该蜂窝夹层结构为一八边形盒状蜂窝夹层结构，该八边形盒状蜂窝夹层结构带有一个底面和八个侧面；在底面和侧面上带有功能接口；

该固化成形工装包括成形底板、成形立板、立板加强筋、边缘挡板、定位钉和标准件紧固钉；

成形底板上有定位接口A，成形立板上有定位接口C，定位接口A和定位接口C用于功能接口的定位；

立板加强筋包括底筋、立筋和斜筋；底筋和立筋上均有腰形接口；

成形底板作为固化成形工装的基准位于底部；

成形立板为八个，八个成形立板安装在成形底板上，八个成形立板与成形底板所组成的内腔结构尺寸与待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的外形轮廓一致；

立板加强筋的底筋安装在成形底板上，立筋安装在成形立板上，底筋和立筋之间采取斜筋支撑，通过立板加强筋能够提高成形立板与成形底板之间的连接强度，以及成形立板上端的结构刚度；

边缘挡板安装在成形立板上表面，且完全覆盖成形立板与待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的侧面厚度，边缘挡板能够有效防护待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构和成形立板边缘区域的蜂窝夹芯；

定位钉一方面通过成形底板和成形立板上的定位接口，拧入功能接口内，能够实现对各个功能接口的定位需求；另一方面，定位钉还可穿过成形底板装配区域的定位接口B，拧入成形立板下表面装配面上的连接接口D内，使成形立板能够按预定位置安装在成形底板上；

标准件紧固钉用于立板加强筋与八个成形立板之间的固定连接，标准件紧固钉还用于立板加强筋与成形底板之间的固定连接，标准件紧固钉还用于边缘挡板与八个成形立板之间的固定连接；

成形底板：成形底板包括有效区域和装配区域，装配区域为有效区域的延伸，有效区域的平面尺寸与底面的平面尺寸一致，有效区域上有定位接口A，有效区域上的定位接口A与底面上的功能接口一一对应，定位接口A为台阶孔，其中台阶孔的小孔高度为(3～5)mm，小孔孔径为底面上功能接口的螺孔公称直径+(0.5～1.5)mm，台阶孔的大孔孔径为(10～16)mm；装配区域上有定位接口B和连接接口A，其中定位接口B为台阶孔，定位接口B用于成形立板与成形底板的连接和定位，连接接口A为螺孔，连接接口A用于成形底板与立板加强筋的装配连接；

成形立板：成形立板由八块独立的分体件拼接而成，根据待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构侧面的八边形结构确定成形立板的具体数量，八边形结构的每个边分别对应一块成形立板；每块成形立板均包括成形面(内表面)和装配面(外表面、上表面和下表面)，成形面位于成形立板的内表面，成形面的平面尺寸与对应的侧面的平面尺寸一致，成形面上有定位接口C，成形面上的定位接口C与侧面对应面上的功能接口一一对应，定位接口C为台阶孔，其中台阶孔的小孔高度为(3～5)mm，小孔的孔径为侧面上功能接口的螺孔公称直径+(0.5～1.5)mm，大孔孔径为(10～16)mm；装配面位于成形立板的外表面、上表面和下表面，外表面上有连接接口B，连接接口B用于成形立板和立板加强筋的装配连接；上表面上有连接接口C，连接接口C用于成形立板和边缘挡板的装配连接；下表面上有连接接口D，连接接口D与成形底板装配区域上的定位接口B一一对应，连接接口D用于成形立板和成形底板的连接和定位；

连接接口B、连接接口C和连接接口D均为螺孔。

所述成形底板为复材蒙皮—铝蜂窝夹层结构平板，包括上蒙皮、下蒙皮和铝蜂窝芯，铝蜂窝芯位于上蒙皮和下蒙皮之间；

成形立板为复材蒙皮—铝蜂窝夹层结构平板，包括上蒙皮、下蒙皮和铝蜂窝芯，铝蜂窝芯位于上蒙皮和下蒙皮之间；

所述成形底板的上蒙皮材料和下蒙皮材料与待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的蒙皮材料均一致；

所述成形立板的上蒙皮材料和下蒙皮材料与待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的蒙皮材料均一致；

所述定位接口A、定位接口B、定位接口C和连接接口A、连接接口B、连接接口C、连接接口D均通过在成形底板和成形立板上加工安装孔，再胶接金属连接件的方式实现接口的定位、连接和承载功能。

立板加强筋：立板加强筋包括底筋、立筋和斜筋，其中底筋和立筋的夹角与待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的夹角互为补角，斜筋支撑在底筋和立筋之间，形成稳定的三角形结构；底筋和立筋上均有腰形接口A，底筋上的腰形接口A与成形底板上的连接接口A一一对应，立筋上的腰形接口A与成形立板外表面上的连接接口B一一对应；腰形接口A能够协调立板加强筋与成形立板和成形底板之间的热膨胀系数差异，避免固化成形工装在待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构热压固化环节遭受损伤；立板加强筋采取金属板材(铝板或钢板)焊接成形后再加工腰形接口A和安装面，板材厚度为5～10mm。

边缘挡板：边缘挡板采取金属板材(铝板或钢板)加工成形，板材厚度为5～8mm，平面尺寸根据成形立板所形成的外形轮廓尺寸，以及待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的内腔轮廓尺寸进行设计，使边缘挡板能够完全覆盖成形立板和待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的侧面的厚度；边缘挡板上有腰形接口B，边缘挡板上的腰形接口B与成形立板上表面上的连接接口C一一对应；腰形接口B能够协调边缘挡板与成形立板之间的热膨胀系数差异，避免成形立板在待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构热压固化环节遭受损伤。

定位钉：定位钉包括钉头、定位段和紧固段三部分；钉头为开槽圆柱头，能够埋置在成形底板的定位接口A、定位接口B内，以及成形立板的定位接口C内；定位段的外径尺寸与对应的定位接口A、定位接口B和定位接口C的小孔孔径尺寸一致，定位段高度为3～5mm；紧固段为5～10mm的螺纹段，螺纹规格分别与功能接口，以及成形立板下表面上的连接接口D一致；定位钉的材质为45#钢，定位钉留余量粗加工后先进行调质处理以提高其强度，精加工到最终尺寸后再进行表面发黑处理以提高其防腐蚀能力。

标准件紧固钉：标准件紧固钉按GB/T65进行选取。

所述成形立板与成形底板之间的连接和定位形式为螺接，即将定位钉穿过成形底板上的定位接口B，拧入成形立板下表面装配面上的连接接口D内，使成形立板能够按预定位置安装在成形底板上，成形立板与成形底板所形成的内腔结构尺寸与待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的外形轮廓一致。

所述立板加强筋与成形立板和成形底板之间的连接形式为螺接，即将标准件紧固钉穿过立板加强筋立筋上的腰形接口A，拧入成形立板外表面装配面上的连接接口B内，将标准件紧固钉穿过立板加强筋底筋上的腰形接口A，拧入成形底板装配区域上的连接接口A内，使立板加强筋能够同时与成形立板和成形底板进行连接，从而提高固化成形工装的连接强度和结构刚度。

所述边缘挡板与成形立板之间的连接形式为螺接，即将标准件紧固钉穿过边缘挡板上的腰形接口B，拧入成形立板上表面装配面上的连接接口C内，使边缘挡板能够按预定位置安装在成形立板上，且完全覆盖成形立板和待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的厚度，从而实现对成形立板和待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构边缘区域蜂窝夹芯的有效防护，并能够准确控制待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的高度尺寸。

所述定位钉在待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构组装和固化成形时，还能用于将功能接口准确定位在待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的对应位置，定位钉与待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构和固化成形工装的连接形式为，将定位钉穿过成形底板上的定位接口A、成形立板上的定位接口B，拧入待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的功能接口内，从而使功能接口能够按照成形工装确定的相对位置进行准确定位。

一种蜂窝夹层结构的固化成形方法，该方法的步骤包括：

(1)根据待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的外形轮廓尺寸设计并制造外蒙皮成形工装；

(2)在外蒙皮成形工装上铺放预浸带，在预浸带上铺放固化成形所需辅料，得到组合体1；

(3)将步骤(2)得到的组合体1放入热压罐内进行固化成形，脱模后获得外蒙皮；

(4)利用标准件紧固钉将固化成形工装的成形底板、成形立板和立板加强筋组装好；

(5)在步骤(4)组装好的固化成形工装的内腔内铺放外蒙皮；

(6)在外蒙皮内表面放置铝蜂窝芯；

(7)对照成形底板上的定位接口，以及成形立板上的定位接口，在铝蜂窝芯内放置用于提供功能接口的金属连接件；

(8)通过定位接口将定位钉拧入对应的功能接口内对其进行定位；

(9)在铝蜂窝芯上铺放预浸带，然后在成形立板上安装边缘挡板，得到组合体2；

(10)将步骤(9)得到的组合体2放入热压罐内进行固化成形；

(11)拆除固化成形工装，得到八边形盒状蜂窝夹层结构。

所述的步骤(11)中，拆除固化成形工装时，先拆除边缘挡板，然后拆除立板加强筋，随后再将八个成形立板分别从成形底板上取下，最后将产品从成形底板上取下，得到八边形盒状蜂窝夹层结构。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)采用复材蒙皮—铝蜂窝夹层结构平板组装成形模板，克服了成形模板与其服务产品热膨胀系数差异大的问题，降低了产品制造过程的损伤风险。

(2)成形模板采取分体的成形底板与成形立板组装而成，构型简单，制造成本低，且分体的成形模板更易于与产品进行分离，降低了产品与固化成形工装分离时的损伤风险。

(3)采用在成形模板上数控开孔后再胶接金属连接件提供定位和连接接口，提高了各类接口的位置精度和承载能力，更有利于提高产品上各个功能接口的位置精度。

(4)采用分体的成形底板与成形立板，可根据待成形的其他蜂窝夹层结构的固化成形需求，重新布置定位接口和连接接口，并重新组装出新的成形模板，从而可灵活便捷地实现固化成形工装的重复利用。

(5)采用成形模板外侧连接金属加强筋，既简化了工装构型，降低了制造成本，又提高了工装的连接强度和结构刚度，更有利于保证产品的尺寸构型和形位精度。

附图说明

图1为本发明所服务的八边形盒状蜂窝夹层结构示意图，1-底面，2-侧面，3-功能接口；

图2为本发明固化成形工装的主体结构示意图，4-成形底板，5-成形立板，6-立板加强筋，7-边缘挡板；

图3为本发明固化成形工装与待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的装配示意图，8-定位钉，9-标准件紧固钉；

图4为本发明成形底板示意图，10-有效区域，11-装配区域，12-定位接口A，13-定位接口B，14-连接接口A；

图5为本发明成形立板示意图，15-成形面，16-外表面装配面，17-上表面装配面，18-下表面装配面，19-定位接口C，20-连接接口B，21-连接接口C，22-连接接口D。

图6为本发明立板加强筋示意图，23-底筋，24-立筋，25-斜筋，26-腰形接口A。

图7为本发明边缘挡板示意图，27-腰形接口B。

图8为本发明待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构功能接口的定位方式示意图，28-钉头，29-定位段，30-紧固段。

具体实施方式

下面结合附图和具体实例对本发明作进一步详细的描述：

如图1所示，本发明所服务的八边形盒状蜂窝夹层结构包括底面1，侧面2和功能接口3，其中侧面2在底面1上形成一个八边形结构，功能接口3均为M5螺孔。

如图2所示，固化成形工装的主体结构包括成形底板4，成形立板5，立板加强筋6和边缘挡板7。

如图3所示，本发明固化成形工装与待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构通过定位钉8和标准件紧固钉9装配为一体，从而同步实现对待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的外形保持和功能接口定位的功能。

所述成形底板4作为固化成形工装的基准位于底部；成形立板5由8块独立的分体件安装在成形底板4上拼接而成，成形立板5与成形底板4所组成的内腔结构尺寸与待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的外形轮廓一致；立板加强筋6的底筋23安装在成形底板4上，立筋24安装在成形立板5上，底筋23和立筋24之间采取斜筋25进行支撑，能够提高成形立板5与成形底板4之间的连接强度，以及成形立板5上端的结构刚度；边缘挡板7安装在成形立板5的上表面装配面17上，能够完全覆盖成形立板5与待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的厚度尺寸，有效防护成形立板5和待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构边缘区域的蜂窝夹芯不受损伤；定位钉8通过成形底板4上的定位接口A12、成形立板5上的定位接口C19，拧入待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构上的功能接口3内，能够实现对待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构上各个功能接口的定位需求；定位钉8穿过成形底板4上定位接口B13，拧入成形立板5上的连接接口D22内，使成形立板5能够按预定位置安装在成形底板4上，成形立板5与成形底板4所形成的内腔结构尺寸与待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的外形轮廓一致；标准件紧固钉9安装在立板加强筋6与成形立板5和成形底板4，以及边缘挡板7与成形立板5之间的连接接口处，能够将固化成形工装组装为一体。

所述立板加强筋6与成形立板5和成形底板4之间的连接形式为螺接，即将标准件紧固钉9穿过立板加强筋6底筋23上的腰形接口A26，拧入成形底板4上的连接接口A14内，将标准件紧固钉9穿过立板加强筋6立筋24上的腰形接口A26，拧入成形立板5外表面装配面16上的连接接口B20内，使立板加强筋6能够同时与成形立板5和成形底板4进行连接，从而提高固化成形工装的连接强度和结构刚度。

所述边缘挡板7与成形立板5之间的连接形式为螺接，即将标准件紧固钉9穿过边缘挡板7上的腰形接口B27，拧入成形立板5上表面装配面17上的连接接口C21内，使边缘挡板7能够按预定位置安装在成形立板5上，且完全覆盖成形立板5和待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的厚度，从而实现对成形立板5和待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构边缘区域蜂窝夹芯的有效防护，并能够准确控制待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的高度尺寸。

如图4所示，本发明成形底板4包括有效区域10和装配区域11，装配区域11为有效区域10的延伸，有效区域10的平面尺寸与待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构底面1的平面尺寸一致，有效区域10上有定位接口A12，定位接口A12与待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构底面1上的功能接口3一一对应，定位接口A12为台阶孔，其中小孔高度为3mm，孔径为

即待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构底面1上功能接口3的螺孔公称直径+1.5mm，大孔孔径为

装配区域11上有定位接口B13和连接接口A14，其中定位接口B13与定位接口A12的尺寸构型保持一致，用于成形底板4与成形立板5的连接和定位，连接接口A14为M5螺孔，用于成形底板4与立板加强筋6的装配连接。

如图5所示，本发明成形立板5包括成形面15，外表面装配面16，上表面装配面17和下表面装配面18；成形面15位于成形立板5的内表面，成形面15的平面尺寸与对应的待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构侧面2所在的平面尺寸一致；成形面15上有定位接口C19，定位接口C19与待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构侧面2对应面上的功能接口3一一对应，定位接口C19为台阶孔，其中小孔高度为3mm，孔径为

即待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构侧面2上功能接口3的螺孔公称直径+1.5mm，大孔孔径为

外表面装配面16上有连接接口B20，用于成形立板5和立板加强筋6的装配连接；上表面装配面17上有连接接口C21，用于成形立板5和边缘挡板7的装配连接；下表面装配面18上有连接接口D22，连接接口D22与成形底板4上的定位接口B13一一对应，用于成形立板5和成形底板4的装配连接；连接接口B20、连接接口C21和连接接口D22均为M5螺孔。

所述成形底板4和成形立板5均为与待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构材料牌号一致或热膨胀系数相当的复材蒙皮—铝蜂窝夹层结构平板。

所述定位接口A12、定位接口B13、定位接口C19和连接接口A14、连接接口B20、连接接口C21、连接接口D22均通过在复材蒙皮—铝蜂窝夹层结构平板上加工安装孔，再胶接高强度铝合金连接件的方式实现接口的定位、连接和承载功能。

如图6所示，本发明立板加强筋6包括底筋23、立筋24和斜筋25；底筋23和立筋24的夹角为90°，斜筋25支撑在底筋23和立筋24之间，形成稳定的三角形结构；底筋23和立筋24上均有腰形接口A26，底筋23上的腰形接口A26与成形底板4上的连接接口A14一一对应，立筋24上的腰形接口A26与成形立板5外表面装配面16上的连接接口B20一一对应；腰形接口A26能够协调立板加强筋6与成形立板5和成形底板4之间的热膨胀系数差异，避免固化成形工装在待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构热压固化环节遭受损伤；立板加强筋6采取金属板材焊接成形后再加工腰形接口A26和安装面，板材厚度为8mm。

如图7所示，本发明边缘挡板7采用δ5mm的2A12T4硬质铝合金板材加工成形，平面尺寸根据成形立板5所形成的外形轮廓尺寸，以及待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的内腔轮廓尺寸进行设计，使边缘挡板7能够完全覆盖成形立板5和待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构侧面2的厚度；边缘挡板7上有腰形胶接B27，腰形接口B27与成形立板5上表面装配面17上的连接接口C21一一对应；腰形接口B27能够协调边缘挡板7与成形立板5之间的热膨胀系数差异，避免成形立板5在待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构热压固化环节遭受损伤。

如图8所示，本发明待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的功能接口3利用定位钉8进行定位；定位钉8包括钉头28、定位段29和紧固段30；钉头28为开槽圆柱头，能够埋置在成形底板4的定位接口A12、定位接口B13，以及成形立板5的定位接口C19内；定位段29的外径尺寸与对应的定位接口A12、定位接口B13和定位接口C19的小孔尺寸

一致，定位段高度为3mm；紧固段为6mm的M5螺纹段，螺纹规格与待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的功能接口3，以及成形立板5下表面装配面18上的连接接口D22一致；定位钉的材质为45#钢，定位钉留余量粗加工后先进行调质处理以提高其强度，精加工到最终尺寸后再进行表面发黑处理以提高其防腐蚀能力。

一种蜂窝夹层结构的固化成形方法，该方法的步骤包括：

(1)根据待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的外形轮廓尺寸设计并制造外蒙皮成形工装；

(2)在外蒙皮成形工装上铺放预浸带，在预浸带上铺放固化成形所需辅料，得到组合体1；

(3)将步骤(2)得到的组合体1放入热压罐内进行固化成形，脱模后获得外蒙皮；

(4)利用标准件紧固钉9将固化成形工装的成形底板4、成形立板5和立板加强筋6组装好；

(5)在步骤(4)组装好的固化成形工装的内腔内铺放外蒙皮；

(6)在外蒙皮内表面放置铝蜂窝芯；

(7)对照成形底板4上的定位接口A12，以及成形立板5上的定位接口C19，在铝蜂窝芯内放置用于提供功能接口的金属连接件；

(8)通过定位接口A12、定位接口C19，将定位钉8拧入对应的功能接口3内对其进行定位；

(9)在铝蜂窝芯上铺放预浸带，然后在成形立板5上安装边缘挡板7，得到组合体2；

(10)将步骤(9)得到的组合体2放入热压罐内进行固化成形；

(11)拆除固化成形工装，得到八边形盒状蜂窝夹层结构。

所述的步骤(11)中，拆除固化成形工装时，先拆除边缘挡板7，然后拆除立板加强筋6，随后再将八个成形立板5分别从成形底板4上取下，最后将产品从成形底板4上取下，得到八边形盒状蜂窝夹层结构。

对利用本发明固化成形工装制成的八边形盒状复材蒙皮—铝蜂窝夹层结构进行音频无损检测，结果表明：内蒙皮、外蒙皮与蜂窝夹芯和功能接口之间均未发现超出GJB1719-1993对Ⅰ类件规定的胶接缺陷，产品胶接质量满足使用要求。

对制成的八边形盒状复材蒙皮—铝蜂窝夹层结构进行尺寸和形位精度检测，结果表明：产品外形尺寸最大偏差为0.8mm(指标为≤1.2mm)，平面度最大为0.6mm(指标为≤1.0mm)，功能接口位置度

(指标为

)，功能接口所形成的设备安装面局部平面度最大为0.15mm(指标为≤0.2mm)，产品夹角为90.05°(指标为90°±0.1°)。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种蜂窝夹层结构的固化成形工装，该蜂窝夹层结构为一八边形盒状蜂窝夹层结构，该八边形盒状蜂窝夹层结构带有底面(1)和侧面(2)，底面(1)和侧面(2)均包括外蒙皮、内蒙皮和铝蜂窝芯，铝蜂窝芯位于外蒙皮和内蒙皮之间；

其特征在于：

该固化成形工装包括成形底板(4)、成形立板(5)、立板加强筋(6)和边缘挡板(7)，成形立板(5)的个数与侧面(2)的个数相同；

成形立板(5)通过立板加强筋(6)固定安装在成形底板(4)上，成形立板(5)与成形底板(4)所组成的内腔与待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的外形轮廓一致；

边缘挡板(7)安装在成形立板(5)上表面，成形立板(5)的宽度与待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的侧面(2)的宽度之和不大于边缘挡板(7)的宽度。

2.根据权利要求1所述的一种蜂窝夹层结构的固化成形工装，其特征在于：待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构包括底面(1)和侧面(2)，且在底面(1)和侧面(2)上均带有功能接口(3)。

3.根据权利要求1所述的一种蜂窝夹层结构的固化成形工装，其特征在于：成形底板(4)和成形立板(5)上均带有定位接口，定位接口用于功能接口(3)的定位，成形底板(4)上的定位接口标记为定位接口A(12)，成形立板(5)上的定位接口标记为定位接口C(19)。

4.根据权利要求1或2所述的一种蜂窝夹层结构的固化成形工装，其特征在于：立板加强筋(6)包括底筋、立筋和斜筋；底筋和立筋上均有腰形接口；底筋与立筋固定连接，斜筋用于对固定连接在一起的底筋与立筋进行加固，底筋固定连接在成形底板(4)上，立筋固定连接在成形立板(5)上，底筋和立筋的夹角与待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的底面(1)和侧面(2)之间的夹角互为补角。

5.根据权利要求1、2或3所述的一种蜂窝夹层结构的固化成形工装，其特征在于：该蜂窝夹层结构为一八边形盒状蜂窝夹层结构，该八边形盒状蜂窝夹层结构带有底面(1)和八个侧面(2)；成形立板(5)为八个，八个成形立板(5)安装在成形底板(4)上，八个成形立板(5)与成形底板(4)所组成的内腔结构尺寸与待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的外形轮廓一致，成形立板(5)与侧面(2)一一对应。

6.根据权利要求1、2或3所述的一种蜂窝夹层结构的固化成形工装，其特征在于：该固化成形工装还包括定位钉，定位钉通过成形底板(4)或成形立板(5)上的定位接口拧入到功能接口(3)内，能够满足对功能接口(3)的定位需求。

7.根据权利要求1、2或3所述的一种蜂窝夹层结构的固化成形工装，其特征在于：定位接口为台阶孔，台阶孔的小孔高度为3～5mm，小孔孔径为功能接口(3)的螺孔公称直径+0.5～1.5mm，台阶孔的大孔孔径为10～16mm。

8.根据权利要求1、2或3所述的一种蜂窝夹层结构的固化成形工装，其特征在于：成形底板(4)为复材蒙皮—铝蜂窝夹层结构平板，包括上蒙皮、下蒙皮和铝蜂窝芯，铝蜂窝芯位于上蒙皮和下蒙皮之间；

成形立板(5)为复材蒙皮—铝蜂窝夹层结构平板，包括上蒙皮、下蒙皮和铝蜂窝芯，铝蜂窝芯位于上蒙皮和下蒙皮之间；

成形底板(4)的上蒙皮材料和下蒙皮材料与待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的蒙皮材料均一致；

所述成形立板(5)的上蒙皮材料和下蒙皮材料与待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的蒙皮材料均一致。

9.根据权利要求1、2、或3所述的一种蜂窝夹层结构的固化成形工装，其特征在于：立板加强筋(6)为铝板或钢板，焊接成形后再加工腰形接口和安装面，板材厚度为5～10mm；

边缘挡板(7)为铝板或钢板加工成形，板材厚度为5～8mm；

定位钉包括钉头、定位段和紧固段；钉头为开槽圆柱头，埋置在成形底板(4)或成形立板(5)的定位接口内；定位段的外径尺寸与定位接口的小孔尺寸一致，定位段高度为3～5mm；紧固段为5～10mm的螺纹段，螺纹规格与功能接口(3)一致；定位钉的材质为45#钢。

10.一种使用权利要求3所述的固化成形工装进行蜂窝夹层结构的固化成形方法，其特征在于该方法的步骤包括：

(1)根据待成形的八边形盒状蜂窝夹层结构的外形轮廓尺寸设计并制造外蒙皮成形工装；

(2)在外蒙皮成形工装上铺放预浸带，在预浸带上铺放固化成形所需辅料，得到组合体1；

(3)将步骤(2)得到的组合体1放入热压罐内进行固化成形，脱模后获得外蒙皮；

(4)利用标准件紧固钉(9)将固化成形工装的成形底板(4)、成形立板(5)和立板加强筋(6)组装好；

(5)在步骤(4)组装好的固化成形工装的内腔内铺放外蒙皮；

(6)在外蒙皮内表面放置铝蜂窝芯；

(7)对照成形底板(4)上的定位接口A(12)，以及成形立板(5)上的定位接口C(19)，在铝蜂窝芯内放置用于提供功能接口的金属连接件；

(8)通过定位接口A(12)、定位接口C(19)，将定位钉(8)拧入对应的功能接口(3)内对其进行定位；

(9)在铝蜂窝芯上铺放预浸带，然后在成形立板(5)上安装边缘挡板(7)，得到组合体2；

(10)将步骤(9)得到的组合体2放入热压罐内进行固化成形；

(11)拆除固化成形工装，得到八边形盒状蜂窝夹层结构。

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