CN109353035A - 一种无需工艺钉定位的复合材料结构胶接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无需工艺钉定位的复合材料结构胶接方法,在工装型面上的零件线外制备下蒙皮定位孔;在铺叠下蒙皮的同时在下蒙皮定位孔处铺贴预浸料;切割下蒙皮时保留下蒙皮定位孔处的下蒙皮定位凹陷;通过将下蒙皮上的下蒙皮定位凹陷定位在胶接夹具的下蒙皮定位孔处以将下蒙皮定位在胶接夹具上,并用胶带将下蒙皮固定在胶接夹具上;再将蜂窝芯和骨架零件放在下蒙皮上,将支撑块分别放入骨架零件的内腔;然后在骨架零件四周组装挡块,通过挡块固定骨架零件的位置。将支撑块分别放入骨架零件的内腔,可以有效的避免胶接压力将骨架零件压塌。本发明实现了无工艺钉定位的复合材料的胶接,无工艺钉定位的方法不会损伤零件,节省成本,具有较好的实用性。
Description
技术领域
本发明属于复合材料胶接的技术领域,具体涉及一种无需工艺钉定位的复合材料结构胶接方法。
背景技术
随着先进复合材料在航空航天领域中的应用越来越多,其应用部位已由非承力部件及次承力部件发展到大型化和整体化主承力部件。
复合材料结构胶接即将预先成型好的复合材料蒙皮、梁、肋和蜂窝等零件通过胶膜粘接形成整体,是实现复合材料部件整体化的重要方式。目前,在复合材料结构胶接中一般是复材蒙皮、复材的梁、肋与Nomex纸蜂窝或者铝蜂窝进行胶接,通常在胶接前需要对蒙皮、梁、肋等零件进行预先装配,即采用工艺钉将上下蒙皮、梁、肋等零件的位置相对固定,以防止各个零件在后续胶接中偏离原来的位置,造成胶接部件的变形。预先装配时,需要在装配型架上将复材蒙皮、梁和肋等零件制孔定位,既浪费人力、物力,也耽误生产周期。同时在胶接过程中,也可能出现漏上工艺定位钉的情况,工艺定位钉掉落在胶接件中或者胶接夹具上,成为多余物,损伤零件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无需工艺钉定位的复合材料结构胶接方法,实现了复合材料无工艺钉定位的胶接,不会损伤零件,节省成本,具有较好的实用性。
本发明主要通过以下技术方案实现:一种无需工艺钉定位的复合材料结构胶接方法,主要包括以下步骤:
步骤S101:在工装型面上的零件线外制备下蒙皮定位孔;在铺叠下蒙皮的同时在下蒙皮定位孔处铺贴预浸料;切割下蒙皮时保留下蒙皮定位孔处的下蒙皮定位凹陷;
步骤S103:通过将下蒙皮上的下蒙皮定位凹陷定位在胶接夹具的下蒙皮定位孔处以将下蒙皮定位在胶接夹具上,并用胶带将下蒙皮固定在胶接夹具上;再将蜂窝芯和骨架零件放在下蒙皮上,将支撑块分别放入骨架零件的内腔;然后在骨架零件四周组装挡块,通过挡块固定骨架零件的位置。
本发明中下蒙皮成型模和胶接夹具为同一套工装;下蒙皮定位孔处铺叠预浸料成型后,在下蒙皮定位孔处就会形成下蒙皮定位凹陷,在切割下蒙皮时保留定位处的下蒙皮定位凹陷。
为了更好的实现本发明,进一步的,所述步骤S101中在切割下蒙皮时,上蒙皮、骨架零件都切割刀净边,不留任何余量。
为了更好的实现本发明,进一步的,所述步骤S101中下蒙皮定位孔的个数为3个ϕ6的下蒙皮定位孔,所述下蒙皮定位孔位于工装型面的零件线与余量线之间。
为了更好的实现本发明,进一步的,还包括步骤S102:在胶接时,将骨架零件与蜂窝芯用J-118发泡胶粘接并形成整体;然后采用J-116A胶膜检查上蒙皮、下蒙皮分别与骨架零件、蜂窝芯的胶接面胶接间隙;根据胶接间隙在上蒙皮、下蒙皮与骨架零件的粘接区分别铺放J-116B板胶膜,在上蒙皮、下蒙皮与蜂窝芯的粘接区分别铺放J-116A板芯胶膜。
为了更好的实现本发明,进一步的,还包括步骤S104:然后将上蒙皮组装到骨架零件上,上蒙皮的四周用挡块进行限位,胶接组装完成后封装在真空袋内,在热压罐里进行胶接固化。
为了更好的实现本发明,进一步的,所述骨架零件包括端肋、边肋、梁。
为了更好的实现本发明,进一步的,所述步骤S103中工装上设置有挡块定位孔,所述挡块通过销钉定位。所述步骤S103中工装的余量线外设置有挡块定位孔,所述挡块通过销钉定位。
为解决上述技术问题,本发明提供的一种无需工艺钉定位的复合材料结构胶接方法包括如下步骤:首先下蒙皮成型模和胶接夹具为同一套工装,在工装上的零件线外制3个ϕ6的下蒙皮定位孔,在下蒙皮铺叠时,在下蒙皮定位孔处铺叠预浸料,下蒙皮成型后,在下蒙皮定位孔处就会形成下蒙皮定位凹陷,在切割下蒙皮时保留3个下蒙皮定位孔处的下蒙皮定位凹陷,其余复材零件都切割到净边,不留余量;胶接时先将梁、肋等骨架零件与蜂窝芯用J-118发泡胶粘接起来,形成整体;再采用J-116A胶膜对上、下蒙皮与骨架零件和蜂窝芯的胶接面的胶接间隙进行检查;接着,根据胶接面的胶接间隙情况,在上、下蒙皮与骨架零件的粘接区铺放不同层数的J-116B板板胶膜,在上、下蒙皮与蜂窝芯的粘接区铺放J-116A板芯胶膜;然后通过将下蒙皮上的3处下蒙皮定位凹陷定位在胶接夹具的下蒙皮定位孔处来将下蒙皮定位在胶接夹具上,并用胶带将下蒙皮固定在胶接夹具上,再将蜂窝芯和骨架零件放在下蒙皮上,将梁、肋的支撑块放入梁、肋的内腔,以免胶接压力将梁、肋压塌,再将骨架零件四周的挡块组装到位(挡块通过销钉定位),通过挡块限位就使骨架零件的位置固定了,然后将上蒙皮组装到骨架零件上,上蒙皮的四周也是靠四周的挡块限位,胶接组装就完成后封装真空袋,在热压罐里进行胶接固化,该胶接件就完成了胶接。
本发明的有益效果:
(1)本发明实现了无工艺钉定位的复合材料的胶接,无工艺钉定位的方法不会损伤零件,节省成本,具有较好的实用性。
(2)通过将下蒙皮上的下蒙皮定位凹陷定位在胶接夹具的下蒙皮定位孔处以将下蒙皮定位在胶接夹具上,并用胶带将下蒙皮固定在胶接夹具上;再将蜂窝芯和骨架零件放在下蒙皮上,将支撑块分别放入骨架零件的内腔;然后在骨架零件四周组装挡块,通过挡块固定骨架零件的位置。所述步骤S103中将支撑块分别放入骨架零件的内腔,可以有效的避免胶接压力将骨架零件压塌,具有较好的实用性。
(3)所述步骤S101中下蒙皮定位孔的个数为3个ϕ6的下蒙皮定位孔,所述下蒙皮定位孔位于工装型面的零件线与余量线之间。所述下蒙皮定位孔的设置有效对下蒙皮进行定位,本发明实现了无工艺钉定位的复合材料的胶接,无工艺钉定位的方法不会损伤零件,节省成本,具有较好的实用性。
附图说明
图1为复合材料蜂窝夹芯结构胶接件示意图;
图2为下蒙皮成型模和胶接夹具工装型面示意图。
其中:1-下蒙皮;2-上蒙皮;4-端肋;5-边肋;6-下蒙皮定位凹陷;7-梁;8-蜂窝芯;9-下蒙皮定位孔、10-挡块定位孔、11-零件线、12-余量线。
具体实施方式
实施例1:
一种无需工艺钉定位的复合材料结构胶接方法,主要包括以下步骤:
步骤S101:如图2所示,在工装型面上的零件线11外制备下蒙皮定位孔;在铺叠下蒙皮1的同时在下蒙皮定位孔处铺贴预浸料;切割下蒙皮1时保留下蒙皮定位孔处的下蒙皮定位凹陷6;
步骤S103:通过将下蒙皮1上的下蒙皮定位凹陷6定位在胶接夹具的下蒙皮定位孔处以将下蒙皮1定位在胶接夹具上,并用胶带将下蒙皮1固定在胶接夹具上;再将蜂窝芯8和骨架零件放在下蒙皮1上,将支撑块分别放入骨架零件的内腔;然后在骨架零件四周组装挡块,通过挡块固定骨架零件的位置。
本发明在使用过程中,在工装上制备下蒙皮定位孔,通过下蒙皮1上的下蒙皮定位凹陷6与下蒙皮定位孔实现下蒙皮1定位在胶接夹具上。所述步骤S103中将支撑块分别放入骨架零件的内腔,可以有效的避免胶接压力将骨架零件压塌,具有较好的实用性。本发明实现了无工艺钉定位的复合材料的胶接,无工艺钉定位的方法不会损伤零件,节省成本,具有较好的实用性。
实施例2:
本实施例是在实施例1的基础上进行优化,如图1、图2所示,所述步骤S101中下蒙皮定位孔的个数为3个ϕ6的下蒙皮定位孔,所述下蒙皮定位孔位于工装型面的零件线11与余量线12之间。
本发明在使用过程中,在工装上制备下蒙皮定位孔,通过下蒙皮1上的下蒙皮定位凹陷6与下蒙皮定位孔实现下蒙皮1定位在胶接夹具上。本发明实现了无工艺钉定位的复合材料的胶接,无工艺钉定位的方法不会损伤零件,节省成本,具有较好的实用性。
本实施例的其他部分与实施例1相同,故不再赘述。
实施例3:
本实施例是在实施例1或2的基础上进行优化,所述步骤S101中在切割下蒙皮1时,上蒙皮2、骨架零件都切割刀净边,不留任何余量。如图2所示,所述步骤S103中工装的余量线12外设置有挡块定位孔10,所述挡块通过销钉定位。
本发明在使用过程中,在工装上制备下蒙皮定位孔,通过下蒙皮1上的下蒙皮定位凹陷6与下蒙皮定位孔实现下蒙皮1定位在胶接夹具上。本发明实现了无工艺钉定位的复合材料的胶接,无工艺钉定位的方法不会损伤零件,节省成本,具有较好的实用性。
本实施例的其他部分与上述实施例1或2相同,故不再赘述。
实施例4:
本实施例是在实施例3的基础上进行优化,还包括步骤S102:在胶接时,将骨架零件与蜂窝芯8用J-118发泡胶粘接并形成整体;然后采用J-116A胶膜检查上蒙皮2、下蒙皮1分别与骨架零件、蜂窝芯8的胶接面胶接间隙;根据胶接间隙在上蒙皮2、下蒙皮1与骨架零件的粘接区分别铺放J-116B板胶膜,在上蒙皮2、下蒙皮1与蜂窝芯8的粘接区分别铺放J-116A板芯胶膜。
所述下蒙皮定位孔的设置有效对下蒙皮1进行定位,本发明实现了无工艺钉定位的复合材料的胶接,无工艺钉定位的方法不会损伤零件,节省成本,具有较好的实用性。
本实施例的其他部分与上述实施例3相同,故不再赘述。
实施例5:
本实施例是在实施例1的基础上进行优化,还包括步骤S104:然后将上蒙皮2组装到骨架零件上,上蒙皮2的四周用挡块进行限位,胶接组装完成后封装在真空袋内,在热压罐里进行胶接固化。所述骨架零件包括端肋4、边肋5、梁7。
本实施例的其他部分与上述实施例1相同,故不再赘述。
实施例6:
一种无需工艺钉定位的复合材料结构胶接方法,如图1-2所示,本发明首先在下蒙皮1成型模及胶接夹具的工装型面上制出3个ϕ6的定位孔,定位孔在下蒙皮1的零件线11与余量线12之间;在铺叠下蒙皮1时在定位孔处同样铺叠预浸料,下蒙皮1固化成型后就会在定位孔处留下下蒙皮定位凹陷6,在切割下蒙皮1时保留下蒙皮定位凹陷6,上蒙皮2、端肋4、边肋5、以及梁7都切割到净边,不留任何余量;在胶接时,先将端肋4、边肋5、梁7与蜂窝芯8用J-118发泡胶粘接起来,形成整体;再采用J-116A胶膜作为校验膜对上蒙皮2、下蒙皮1与骨架零件(包括端肋4、边肋5、梁7)和蜂窝芯8的胶接面胶接间隙进行检查;接着,根据胶接面的胶接间隙情况,在上蒙皮2、下蒙皮1与骨架零件的粘接区铺放不同层数的J-116B板板胶膜,在上蒙皮2、下蒙皮1与蜂窝芯8的粘接区铺放J-116A板芯胶膜;然后通过将下蒙皮定位凹陷6定位在胶接夹具上的定位孔处来将下蒙皮1定位在胶接夹具上,并用胶带将下蒙皮1固定在胶接夹具上;再将蜂窝芯8和骨架零件放在下蒙皮1上,将端肋4、边肋5、梁7的支撑块放入端肋4、边肋5、梁7的内腔,以免胶接压力将梁7、肋压塌;接着将骨架零件四周的挡块组装到位,挡块通过销钉定位,通过挡块限位就固定了骨架零件的位置,然后将上蒙皮2组装到骨架零件上,上蒙皮2的四周也是靠四周的挡块限位,胶接组装就完成后封装真空袋,在热压罐里进行胶接固化,该胶接件就完成了胶接。
本发明在使用过程中,在工装上制备下蒙皮定位孔,通过下蒙皮1上的下蒙皮定位凹陷6与下蒙皮定位孔实现下蒙皮1定位在胶接夹具上。本发明实现了无工艺钉定位的复合材料的胶接,无工艺钉定位的方法不会损伤零件,节省成本,具有较好的实用性。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明做任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化,均落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种无需工艺钉定位的复合材料结构胶接方法,其特征在于,主要包括以下步骤:
步骤S101:在工装型面上的零件线(11)外制备下蒙皮定位孔(9);在铺叠下蒙皮(1)的同时在下蒙皮定位孔(9)处铺贴预浸料;切割下蒙皮(1)时保留下蒙皮定位孔(9)处的下蒙皮定位凹陷(6);
步骤S103:通过将下蒙皮(1)上的下蒙皮定位凹陷(6)定位在胶接夹具的下蒙皮定位孔(9)处以将下蒙皮(1)定位在胶接夹具上,并用胶带将下蒙皮(1)固定在胶接夹具上;再将蜂窝芯(8)和骨架零件放在下蒙皮(1)上,将支撑块分别放入骨架零件的内腔;然后在骨架零件四周组装挡块,通过挡块固定骨架零件的位置。
2.根据权利要求1所述的一种无需工艺钉定位的复合材料结构胶接方法,其特征在于,所述步骤S101中下蒙皮定位孔(9)的个数为3个ϕ6的下蒙皮定位孔(9),所述下蒙皮定位孔(9)位于工装型面的零件线(11)与余量线(12)之间。
3.根据权利要求2所述的一种无需工艺钉定位的复合材料结构胶接方法,其特征在于,所述步骤S101中在切割下蒙皮(1)时,上蒙皮(2)、骨架零件都切割刀净边,不留任何余量。
4.根据权利要求1所述的一种无需工艺钉定位的复合材料结构胶接方法,其特征在于,所述步骤S103中工装的余量线(12)外设置有挡块定位孔(10),所述挡块通过销钉定位。
5.根据权利要求1所述的一种无需工艺钉定位的复合材料结构胶接方法,其特征在于,还包括步骤S102:在胶接时,将骨架零件与蜂窝芯(8)用J-118发泡胶粘接并形成整体;然后采用J-116A胶膜检查上蒙皮(2)、下蒙皮(1)分别与骨架零件、蜂窝芯(8)的胶接面胶接间隙;根据胶接间隙在上蒙皮(2)、下蒙皮(1)与骨架零件的粘接区分别铺放J-116B板胶膜,在上蒙皮(2)、下蒙皮(1)与蜂窝芯(8)的粘接区分别铺放J-116A板芯胶膜。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种无需工艺钉定位的复合材料结构胶接方法,其特征在于,还包括步骤S104:然后将上蒙皮(2)组装到骨架零件上,上蒙皮(2)的四周用挡块进行限位,胶接组装完成后封装在真空袋内,在热压罐里进行胶接固化。
7.根据权利要求1所述的一种无需工艺钉定位的复合材料结构胶接方法,其特征在于,所述骨架零件包括端肋(4)、边肋(5)、梁(7)。
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