CN109591321A - 一种发动机外涵机匣的成型方法及其制成的外涵机匣 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了航天发动机技术领域内的一种发动机外涵机匣的成型方法及其制成的外涵机匣，外涵机匣包括包括中心圆筒结构以及位于圆筒结构两端的翻边结构，翻边结构的内表面过渡处的R角加工成直角结构，翻边结构的外表面与圆筒结构的外表面相垂直；本发明有效避免翻边R区纤维方向打褶、过渡不圆滑等技术问题，可应用于航天发动机的生产中。
Description
技术领域
本发明属于航天发动机技术领域，特别涉及一种发动机外涵机匣的成型方法。
背景技术
航空发动机外涵道机匣的研制先后经历了钛板焊接结构和钛合金化铣结构阶段，最后采用复合材料成型外涵道机匣。树脂基复合材料是指由树脂和纤维增强体材料复合而成的一类新型复合材料，其具有比强度和比刚度高、可设计性强、抗疲劳性能好、耐腐蚀性能好以及便于大面积基体成型和具有特殊的电磁性能等优点。复合材料外涵道机匣由前段和后段组成，后段是有翻边结构的组件，与前段用金属进行铆接，而翻边是拉伸类冲压成形的基本工序之一，在生产实际中，各种翻边十分常见。例如：在机械、汽车、航天、电器、仪器仪表等领域中就有很多要用到翻边工艺方法制造的零件。然而，在现今的复合材料成型研究中，关于翻边工艺方面的研究比较少，与翻边有关的文献资料更为有限。
近年来，复合材料外涵道机匣逐步投入使用，经过多年研究，外涵道机匣耐热性能低和部分结构重量大的问题得到了基本解决。但是，由于高温树脂基复合材料外涵机匣手工铺层时操作性较差，机匣后段存在上下两端R区及翻边，翻边过度区的R角过渡不圆滑易起褶，固化完成后R角区域易分层，导致制品外观不美观和翻边强度的保持率不高。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，解决现有技术中R区过渡不圆滑易起摺的技术问题，提供一种发动机外涵机匣的成型方法及其制成的外涵机匣，本发明采用预成型的R角填充块结合机匣主铺层的方法制成的后段外涵机匣，制品外观美观，翻边强度保持率高。
本发明的目的是这样实现的：一种发动机外涵机匣的成型方法，采用真空袋-热压罐成型工艺和模压工艺，包括以下步骤：
（1）使用三维软件绘制每一层预浸料的外形，并导入到自动下料机的操作系统中，预浸料放到自动下料机托架上，按照程序裁剪每块料片，制备出R角填充块、机匣主铺层和机匣本体用预浸料；
（2）制备R角填充块，将预浸料按照设定的铺层顺序摆放在预热的平板上，手工卷制成棒状的碳丝；
（3）将用于制备R角填充块的压模进行预热；
（4）取出预热好的压模，将做好的碳丝放入压模内，用赶板压实后合模，将合模后的模具放入压机上进行固化，直至模压工序完成R角填充块的预成型；
（5）脱模后经切割无效区域，形成R角填充块的预成型制品；
（6）使用预浸料在机匣模具上按照铺层顺序进行手工铺层，预浸料铺贴结束后，采用真空袋膜抽真空，然后进热压罐固化成型，固化成型后的制品为机匣本体；
（7）取出机匣本体，将R角填充块的预成型制品放于机匣本体的填充区域擀实压紧，按照铺层顺序铺贴机匣主铺层，每铺一层需擀实R角区域；
（8）铺层结束后，采用真空袋膜抽真空，然后进热压罐固化成型。
作为本发明的进一步改进，所述步骤（6）中，每铺两层进行一次抽真空。
作为本发明的进一步改进，所述步骤（3）中，压模在烘箱内80℃的温度环境中预热，预热时间为0.8～1.2h。
使用一种发动机外涵机匣的成型方法制成的外涵机匣，包括中心圆筒结构以及位于圆筒结构两端的翻边结构，所述翻边结构的内表面过渡处的R角加工成直角结构，所述翻边结构的外表面与圆筒结构的外表面相垂直。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明采用预成型R角填充块填充到机匣本体的填充区域，再用预浸料铺层，使R角填充块和机匣本体紧密贴合并完成固化，有效避免R角区域截面过渡不圆滑、分层、褶皱等技术问题，制成的外涵机匣外观美观，翻边强度的保持率得到提升；可应用于航天发动机的生产中。
附图说明
图1为本发明中制成的外涵机匣的立体结构示意图。
图2为本发明中R角填充块放置于机匣本体上的截面图。
图3为现有技术中外涵机匣的结构示意图。
其中，1翻边结构，2圆筒结构，3 R角填充块，4机匣本体。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步说明。
一种发动机外涵机匣的成型方法，采用真空袋-热压罐成型工艺和模压工艺，包括以下步骤：
（1）使用三维软件绘制每一层预浸料的外形，并导入到自动下料机的操作系统中，预浸料放到自动下料机托架上，按照程序裁剪每块料片，制备出R角填充块、机匣主铺层和机匣本体用预浸料；
（2）制备R角填充块，将预浸料按照设定的铺层顺序摆放在预热的平板上，手工卷制成棒状的碳丝；
（3）将用于制备R角填充块的压模进行预热；
（4）取出预热好的压模，将做好的碳丝放入压模内，用赶板压实后合模，将合模后的模具放入压机上进行固化，直至模压工序完成R角填充块的预成型；
（5）脱模后经切割无效区域，形成R角填充块的预成型制品；
（6）使用预浸料在机匣模具上按照铺层顺序进行手工铺层，预浸料铺贴结束后，采用真空袋膜抽真空，然后进热压罐固化成型，固化成型后的制品为机匣本体；
（7）取出机匣本体，将R角填充块的预成型制品放于机匣本体的填充区域擀实压紧，按照铺层顺序铺贴机匣主铺层，每铺一层需擀实R角区域；
（8）铺层结束后，采用真空袋膜抽真空，然后进热压罐固化成型。
步骤（6）中，每铺两层进行一次抽真空；步骤（3）中，压模在烘箱内80℃的温度环境中预热，预热时间为0.8～1.2h；步骤（7）中，将R角填充块放置机匣本体的填充区域后，在R角填充块和机匣本体的连接区域铺上第一层预浸料，擀实压紧后抽真空压实，压实后，继续铺第二层预浸料，铺完第二层预浸料后擀实压紧，在室温下抽真空，真空度不小于0.095Mpa，压实后送入热压罐内进行预固化，预固化参数为，以升温速率为1℃/min升温，升温至125℃保温1h，加压0.3MPa，再以降温速率为0.5℃/min降温，降温至室温后取出，预固化过程中全程抽真空；预固化结束后，按照铺层顺序继续铺贴预浸料，铺完所有预浸料后抽真空进热压罐固化成型，固化参数为，以升温速率为2±1℃/min升温至80℃，加压0.2 MPa，升温至125℃后加压至0.4 MPa，再升温至150℃保温0.5h，再加压至0.6 Mpa同时升温至185℃保温1h，升温至230℃保温2h，再升温至250℃保温4h，保温结束后以降温速率为2±1℃/min降温至60℃以下取出，外涵机匣制备结束。
使用一种发动机外涵机匣的成型方法制成的外涵机匣，包括中心圆筒结构以及位于圆筒结构两端的翻边结构，翻边结构的内表面过渡处的R角加工成直角结构，翻边结构的外表面与圆筒结构的外表面相垂直。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明采用预成型R角填充块填充到机匣本体的填充区域，再用预浸料铺层，使R角填充块和机匣本体紧密贴合并完成固化，有效避免R角区域截面过渡不圆滑、分层、褶皱等技术问题，制成的外涵机匣外观美观，翻边强度的保持率得到提升；可应用于航天发动机的生产中。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明保护范围内。
Claims (4)
1.一种发动机外涵机匣的成型方法，采用真空袋-热压罐成型工艺和模压工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）使用三维软件绘制每一层预浸料的外形，并导入到自动下料机的操作系统中，预浸料放到自动下料机托架上，按照程序裁剪每块料片，制备出R角填充块、机匣主铺层和机匣本体用预浸料；
（2）制备R角填充块，将预浸料按照设定的铺层顺序摆放在预热的平板上，手工卷制成棒状的碳丝；
（3）将用于制备R角填充块的压模进行预热；
（4）取出预热好的压模，将做好的碳丝放入压模内，用赶板压实后合模，将合模后的模具放入压机上进行固化，直至模压工序完成R角填充块的预成型；
（5）脱模后经切割无效区域，形成R角填充块的预成型制品；
（6）使用预浸料在机匣模具上按照铺层顺序进行手工铺层，预浸料铺贴结束后，采用真空袋膜抽真空，然后进热压罐固化成型，固化成型后的制品为机匣本体；
（7）取出机匣本体，将R角填充块的预成型制品放于机匣本体的填充区域擀实压紧，按照铺层顺序铺贴机匣主铺层，每铺一层需擀实R角区域；
（8）铺层结束后，采用真空袋膜抽真空，然后进热压罐固化成型。
2.根据权利要求1所述的一种发动机外涵机匣的成型方法，其特征在于，所述步骤（6）中，每铺两层进行一次抽真空。
3.根据权利要求1所述的一种发动机外涵机匣的成型方法，其特征在于，所述步骤（3）中，压模在烘箱内80℃的温度环境中预热，预热时间为0.8～1.2h。
4.使用权利要求1～3任一项的一种发动机外涵机匣的成型方法制成的外涵机匣，包括中心圆筒结构以及位于圆筒结构两端的翻边结构，其特征在于，所述翻边结构的内表面过渡处的R角加工成直角结构，所述翻边结构的外表面与圆筒结构的外表面相垂直。
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| CN (1) | CN109591321A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110281544A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-09-27 | 安徽佳力奇碳纤维科技股份公司 | 一种碳纤维整流罩r角分层消除方法 |
| CN110821583A (zh) * | 2019-12-05 | 2020-02-21 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 机匣筒体的边缘连接结构和机匣 |
| CN112199796A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-01-08 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 一种复合材料外涵机匣铺层设计方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103496180A (zh) * | 2013-09-18 | 2014-01-08 | 沈阳飞机工业（集团）有限公司 | 复合材料“e”形框成型模具及其成型方法 |
| CN203835531U (zh) * | 2013-12-11 | 2014-09-17 | 中国燃气涡轮研究院 | 带翻边的复合材料机匣安装边加强环 |
| CN104260371A (zh) * | 2014-09-15 | 2015-01-07 | 沈阳飞机工业（集团）有限公司 | 复合材料r角增强用零度纤维束成型工装及成型方法 |
| CN105881930A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-08-24 | 中航飞机股份有限公司西安飞机分公司 | 一种“工”字型零件的成型装置和成型方法 |
| CN106626434A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-10 | 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 | 一种飞机复合材料隔框结构制造及设计方法 |
| CN107553933A (zh) * | 2017-07-05 | 2018-01-09 | 江苏恒神股份有限公司 | 一种异面π型碳纤维复合材料接头成型方法 |
| CN108973162A (zh) * | 2018-07-23 | 2018-12-11 | 中航沈飞民用飞机有限责任公司 | 一种凹槽结构工艺盖板及制备方法 |
-
2018
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103496180A (zh) * | 2013-09-18 | 2014-01-08 | 沈阳飞机工业（集团）有限公司 | 复合材料“e”形框成型模具及其成型方法 |
| CN203835531U (zh) * | 2013-12-11 | 2014-09-17 | 中国燃气涡轮研究院 | 带翻边的复合材料机匣安装边加强环 |
| CN104260371A (zh) * | 2014-09-15 | 2015-01-07 | 沈阳飞机工业（集团）有限公司 | 复合材料r角增强用零度纤维束成型工装及成型方法 |
| CN105881930A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-08-24 | 中航飞机股份有限公司西安飞机分公司 | 一种“工”字型零件的成型装置和成型方法 |
| CN106626434A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-10 | 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 | 一种飞机复合材料隔框结构制造及设计方法 |
| CN107553933A (zh) * | 2017-07-05 | 2018-01-09 | 江苏恒神股份有限公司 | 一种异面π型碳纤维复合材料接头成型方法 |
| CN108973162A (zh) * | 2018-07-23 | 2018-12-11 | 中航沈飞民用飞机有限责任公司 | 一种凹槽结构工艺盖板及制备方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110281544A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-09-27 | 安徽佳力奇碳纤维科技股份公司 | 一种碳纤维整流罩r角分层消除方法 |
| CN110821583A (zh) * | 2019-12-05 | 2020-02-21 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 机匣筒体的边缘连接结构和机匣 |
| CN110821583B (zh) * | 2019-12-05 | 2022-06-17 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 机匣筒体的边缘连接结构和机匣 |
| CN112199796A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-01-08 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 一种复合材料外涵机匣铺层设计方法 |
| CN112199796B (zh) * | 2020-10-16 | 2022-09-20 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | 一种复合材料外涵机匣铺层设计方法 |
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