CN109571817B - 适用于卫星天线反射器复合材料放射形曲面背筋成型模具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种适用于卫星天线反射器复合材料放射形曲面背筋成型模具，整体模具设计思路为：采用带若干定位凸台结构的复合材料预制板、将其定位在底板型面及预制板定位板上开设的若干卡槽上，并在预制板两侧铺层，通过在底板上设计递增高度的环形台阶定位两侧加压软模组件，两侧加压软模组件由钢模芯与在其外包袱的硅橡胶组成或由硅橡胶条及其限位钢板组成，本发明开发了一种以底板、预制定位板开设卡槽定位复合材料预制板在其两侧铺层、两侧均为软模加压的设计方法。

Description

适用于卫星天线反射器复合材料放射形曲面背筋成型模具
技术领域
本发明涉及模具设计，具体地，涉及适用于卫星天线反射器复合材料放射形曲面背筋成型模具。尤其涉及一种适用于卫星天线反射器复合材料六角放射形曲面背筋成型模具的设计方法。
背景技术
卫星用反射器由于使用要求，构件尺寸大，为保证有足够的强度、刚度和较高精度要求，一般构件采用蒙皮胶接背部大尺寸整体加强筋的结构、即本发明所述背筋来提高构件的整体刚度，同时为兼顾轻量化要求，大部分加强背筋选用高比强度、比刚度的复合材料构件。
目前，大尺寸加强筋的复合材料构件因两侧钢模无法加压到位、两侧软模没有铺层基准的问题，多采用一侧钢模一侧真空袋或软模加压的成型方式，但对大尺寸复杂放射形加强筋而言，采用此方法后某两个放射角夹角间将钢模固定在底板上作为铺层基准，相邻的夹角区域就必须采用全软模结构实现整体加压，以此类推，6个放射角夹角区域中三个区域是全钢模铺层基准、三个区域全软模加压、两种方式间隔出现，会造成产品外轮廓存在两种表观状态的问题。另一方面，背筋曲面曲率大，最高点与最低点高度差近100mm，若采用以最低点高度作为基准面设计平面底板的方法，加压软模组件中的钢模高度也将接近100mm，一般常用标准螺钉、销钉的长度均无法满足钢模的定位与紧固、采用大直径螺钉、销钉则会导致相应钢模厚度增加，模具整体重量、单零件重量均超重的情况，造成操作困难。
因此寻求一种适用于卫星天线反射器复合材料六角放射形曲面背筋成型模具的设计方法十分迫切性。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于卫星天线反射器复合材料放射形曲面背筋成型模具。
根据本发明提供的一种适用于卫星天线反射器复合材料放射形曲面背筋成型模具，采用带定位凸台结构的复合材料预制板，将预制板定位在底板型面及预制板定位板上开设的卡槽上，并在预制板两侧铺层，通过在底板上递增高度的环形台阶定位两侧加压软模组件铺层；其中，加压软模组件主要由钢模芯与在钢模芯外包袱的硅橡胶组成，或者加压软模组件主要由硅橡胶条及硅橡胶条限位钢板组成。
优选地，预制板选材与背筋材料一致。
优选地，预先成型的复合材料预制板作为铺层定位，厚度1～2mm。
优选地，定位凸台结构，宽度10-15mm，高3-5毫米。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、大尺寸六角放射形背筋制造可行性提高。采用该种模具设计方法，对大吨位设备的依赖性降低，不需使用压机固化，小于5m的轮廓尺寸一般不受设备限制，均可在烘箱或热压罐直接升温固化，具备成型可行性的同时兼顾生产效率。
2、实现复杂六角放射形背筋的两侧软模加压整体成型技术。采用该种设计方法，针对无法采用两侧钢模加压或一侧钢模一侧软模加压的复杂六角放射形背筋、或更大尺寸的类似产品，可采用相同设计思路，实现两侧软模加压成型技术，同时对其余需两侧软模加压的复合材料产品成型有参考价值。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明所述的用于卫星天线反射器复合材料六角放射形曲面背筋成型模具的预制板定位结构及两侧软模组件与底板局部装配关系图；
图2为本发明所述的用于卫星天线反射器复合材料六角放射形曲面背筋成型模具的结构顶视角示意图；
图3为本发明所述的用于卫星天线反射器复合材料六角放射形曲面背筋成型模具主视角剖视图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明公开了一种适用于卫星天线反射器复合材料六角放射形曲面背筋成型模具的设计方法，整体模具设计思路为：采用带若干定位凸台结构的复合材料预制板、将其定位在底板型面及预制板定位板上开设的若干卡槽上，并在预制板两侧铺层，通过在底板上设计递增高度的环形台阶定位两侧加压软模组件，两侧加压软模组件由钢模芯与在其外包袱的硅橡胶组成或由硅橡胶条及其限位钢板组成，本发明开发了一种以底板、预制定位板开设卡槽定位复合材料预制板在其两侧铺层、两侧均为软模加压的设计方法。
下面通过优选例，以一种典型复合材料六角放射形曲面背筋为实例，见附图1、图2、图3，该六角放射形背筋模具包括预制板1、预制板定位板2、底板3、软模组件4、钢模组件5。预制板定位板2、钢模组件5具有预制板定位卡槽。
1)模具材料选择
预制板选材与背筋材料一致，底板采用Q235A焊接，预制板定位板采用45钢或冷轧钢板，膨胀软模选择高温下膨胀比高的材料，钢模采用45钢，如果产品量多可考虑P20等强度更高的模具钢。
2)模具设计
模具设计过程中，首先确定最内侧为复合材料预制板，以每根筋两侧软模的设计思路，从内向外逐级进行设计。并确定预制板的定位结构为上下若干凸台，下侧凸台插入底板卡槽、上侧凸台插入预制板定位板，保证预制板的位置度。两侧设置软模组件(环形区域由钢模芯与在其外包袱的硅橡胶组成、六角放射区由硅橡胶条及其限位钢板组成)，软模紧贴产品面。因背筋大曲率问题，为降低钢板、钢芯高度，在底板上设计递增高度的环形台阶式定位槽，钢板与底板通过销钉定位、钢芯与底板通过底板环形定位槽定位，以上均采用螺钉紧固。
3)膨胀软模的加工
根据筋的结构形式，单独设计膨胀软模的成型模具，其中环形区域的钢芯预制在软模成型模具中，浇注成整体软模组件。
4)模具加工
按三维图及二维图加工模具。所述模具在每根加强筋的两侧面均以膨胀软模的设计原则为主，外侧仍设计钢模对软模限位。所述模具所有钢板均采用销钉加螺钉的方式与底板定位紧固。所述模具所有钢芯均通过底板上递增高度的环形台阶式定位槽加螺钉与底板定位紧固。
由此可见，本发明中两侧面均设置膨胀软模加压的方式，突破两侧软模加压无法提供铺层定位基准的技术，通过在底板上设计递增高度的环形台阶式定位槽提供软模组件精确定位同时降低软模组件中钢板和钢模芯的高度、突破大曲率曲面加强筋组合成型模具的连接设计技术，实现了复杂加强筋整体成型模具的设计技术。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (4)

1.一种适用于卫星天线反射器复合材料放射形曲面背筋成型模具，其特征在于，采用带定位凸台结构的复合材料预制板，将预制板定位在底板型面及预制板定位板上开设的卡槽上，并在预制板两侧铺层，通过在底板上递增高度的环形台阶定位两侧加压软模组件铺层；其中，加压软模组件主要由钢模芯与在钢模芯外包袱的硅橡胶组成，或者加压软模组件主要由硅橡胶条及硅橡胶条限位钢板组成。
2.根据权利要求1所述的适用于卫星天线反射器复合材料放射形曲面背筋成型模具，其特征在于，预制板选材与背筋材料一致。
3.根据权利要求1所述的适用于卫星天线反射器复合材料放射形曲面背筋成型模具，其特征在于，预先成型的复合材料预制板作为铺层定位，厚度1～2mm。
4.根据权利要求1所述的适用于卫星天线反射器复合材料放射形曲面背筋成型模具，其特征在于，定位凸台结构，宽度10-15mm，高3-5毫米。
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