CN109968693A - 一种150kg级以下固定翼飞行器壳体的加工方法 - Google Patents

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徐永红
王君睿
何青霞
仲辉
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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
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Abstract

本发明公开了一种150kg级以下固定翼飞行器壳体的加工方法，采用聚苯乙烯发泡材料制作壳体的发泡材料毛坯，再对固化成型的发泡材料毛坯进行切削加工制成壳体各部件的半成品，然后壳体半成品的表面铺覆玻璃纤维布或碳纤维布并进行固化成型，最后进行表面处理，加工成壳体各部件的成品。本发明的固定翼飞行器壳体采用聚苯乙烯发泡材料作为填充物，外表面铺覆碳纤维和玻璃纤维材料制成，具有聚苯乙烯发泡材质轻盈，也具有碳纤维和玻璃纤维材质的韧性优点，可以使飞行器壳体的抗拉伸、抗压缩和抗冲击能力得到提高，延长飞行器的使用寿命，并且本发明的加工方法采用免开模的方式，使生产周期大大缩短，在研发初期可大大缩短研发周期，提高效率。

Description

一种150kg级以下固定翼飞行器壳体的加工方法
技术领域
本发明涉及飞行器制造领域，具体是一种150kg级以下固定翼飞行器壳 体的加工方法。
背景技术
聚苯乙烯具有相对密度小(1.05g/cm3)、热导率低、吸水性小、耐冲击振 动、隔热、隔音、防潮、减振、介电性能优良等优点，广泛地用于机械设备、 仪器仪表、家用电器、工艺品和其它易损坏贵重产品的防震包装材料以及快 餐食品的包装。
虽然聚苯乙烯物理特性良好，但是由于材料原因不易机械加工，因此在 目前无人机领域还未出现将聚苯乙烯材料作为原料制备飞行器壳体。
传统的固定翼飞行器壳体的生产工艺是：采用先开模，精修模具，造阴 模，阴模模具铺覆复合材料，胶结骨架和结构件，最后粘合成品。工序复杂， 工艺繁琐，研发周期长，不利于应用在研发的初级试验阶段。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种150kg级以下固定翼飞行器壳体的 加工方法，使固定翼飞行器壳体的抗拉伸、抗压缩和抗冲击能力得到提高， 延长飞行器的使用寿命。
本发明的技术方案为：
一种150kg级以下固定翼飞行器壳体的加工方法，具体包括有以下步骤：
(1)、用聚苯乙烯发泡材料制作壳体的发泡材料毛坯，然后对发泡材料 毛坯进行固化成型；
(2)、对固化成型的发泡材料毛坯进行切削加工，制成壳体各部件的半 成品；
(3)、壳体半成品的表面铺覆玻璃纤维布或碳纤维布，然后进行固化成 型；
(4)、将铺覆玻璃纤维布或碳纤维布的半成品进行表面处理，加工成壳 体各部件的成品。
所述的步骤(1)中，是将聚苯乙烯发泡材料加入到发泡剂填充箱中制成 发泡材料毛坯，箱内预埋结构连接件并预留电器元件空间。
所述的步骤(1)和步骤(3)中固定成型均采用固化炉进行固化成型， 所述的步骤(1)中固化炉固化成型的温度为90-110℃、时间为22-26小时， 所述的步骤(3)中固化炉固化成型的温度为55-65℃、时间为3-5小时。
所述的步骤(2)中切削加工的具体步骤是采用数控加工中心的热铣刀以 及异形热切割刀对发泡材料毛坯进行加工，热铣刀用来加工机身及复杂翼型, 异形热切割刀安装在数控机床的刀头夹具上，整体切削加工平直翼及简单形 状壳体。
所述的步骤(3)中壳体半成品的表面首先铺覆聚酯纤维胶，然后铺覆玻 璃纤维布或碳纤维布。
所述的步骤(3)中铺覆玻璃纤维布或碳纤维布后，覆盖脱模布然后用薄 膜及密封胶条密封处理，用抽气泵进行抽真空处理，用于抽出多余胶液和表 面贴合平整，最后放入固化炉中进行固化成型。
所述的步骤(3)中壳体半成品的表面铺覆一层或多层玻璃纤维布或碳纤 维布，每层玻璃纤维布的厚度为0.08-0.12mm，每层碳纤维布的厚度为 0.18-0.22mm。
本发明的优点：
本发明的固定翼飞行器壳体采用聚苯乙烯发泡材料作为填充物，外表面 铺覆碳纤维和玻璃纤维材料制成，具有聚苯乙烯发泡材质轻盈，也具有碳纤 维和玻璃纤维材质的韧性优点，可以使飞行器壳体的抗拉伸、抗压缩和抗冲 击能力得到提高，延长飞行器的使用寿命，并且本发明的加工方法采用免开 模的方式，使生产周期大大缩短，在研发初期可大大缩短研发周期，提高效 率。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种150kg级以下固定翼飞行器壳体的加工方法，具体包括有以下步骤：
(1)、将聚苯乙烯发泡材料加入到发泡剂填充箱中制成发泡材料毛坯， 箱内预埋结构连接件并预留电器元件空间，然后将发泡材料毛坯放入固化炉 中进行固化成型，固化成型的温度为100℃、时间为24小时；
(2)、采用数控加工中心的热铣刀以及异形热切割刀对固化成型的发泡 材料毛坯进行切削加工，制成壳体各部件的半成品，其中，热铣刀用来加工 机身及复杂翼型,异形热切割刀安装在数控机床的刀头夹具上，整体切削加 工平直翼及简单形状壳体；
(3)、壳体半成品的表面首先铺覆聚酯纤维胶，再铺覆玻璃纤维布或碳 纤维布后，覆盖脱模布然后用薄膜及密封胶条密封处理，用抽气泵进行抽真 空处理，用于抽出多余胶液和表面贴合平整，最后放入固化炉中进行固化成 型，固化成型的温度为60℃、时间为4小时；为了增强壳体某些部件的强度， 可铺覆多层玻璃纤维布或碳纤维布，每层玻璃纤维布的厚度为0.01mm，每层 碳纤维布的厚度为0.2mm；
(4)、将铺覆玻璃纤维布或碳纤维布的半成品进行表面处理，加工成壳 体各部件的成品。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而 言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行 多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限 定。

Claims (7)

1.一种150kg级以下固定翼飞行器壳体的加工方法，其特征在于：具体包括有以下步骤：
(1)、用聚苯乙烯发泡材料制作壳体的发泡材料毛坯，然后对发泡材料毛坯进行固化成型；
(2)、对固化成型的发泡材料毛坯进行切削加工，制成壳体各部件的半成品；
(3)、壳体半成品的表面铺覆玻璃纤维布或碳纤维布，然后进行固化成型；
(4)、将铺覆玻璃纤维布或碳纤维布的半成品进行表面处理，加工成壳体各部件的成品。
2.根据权利要求1所述的一种150kg级以下固定翼飞行器壳体的加工方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，是将聚苯乙烯发泡材料加入到发泡剂填充箱中制成发泡材料毛坯，箱内预埋结构连接件并预留电器元件空间。
3.根据权利要求1所述的一种150kg级以下固定翼飞行器壳体的加工方法，其特征在于：所述的步骤(1)和步骤(3)中固定成型均采用固化炉进行固化成型，所述的步骤(1)中固化炉固化成型的温度为90-110℃、时间为22-26小时，所述的步骤(3)中固化炉固化成型的温度为55-65℃、时间为3-5小时。
4.根据权利要求1所述的一种150kg级以下固定翼飞行器壳体的加工方法，其特征在于：所述的步骤(2)中切削加工的具体步骤是采用数控加工中心的热铣刀以及异形热切割刀对发泡材料毛坯进行加工，热铣刀用来加工机身及复杂翼型,异形热切割刀安装在数控机床的刀头夹具上，整体切削加工平直翼及简单形状壳体。
5.根据权利要求1所述的一种150kg级以下固定翼飞行器壳体的加工方法，其特征在于：所述的步骤(3)中壳体半成品的表面首先铺覆聚酯纤维胶，然后铺覆玻璃纤维布或碳纤维布。
6.根据权利要求1所述的一种150kg级以下固定翼飞行器壳体的加工方法，其特征在于：所述的步骤(3)中铺覆玻璃纤维布或碳纤维布后，覆盖脱模布然后用薄膜及密封胶条密封处理，用抽气泵进行抽真空处理，用于抽出多余胶液和表面贴合平整，最后放入固化炉中进行固化成型。
7.根据权利要求1所述的一种150kg级以下固定翼飞行器壳体的加工方法，其特征在于：所述的步骤(3)中壳体半成品的表面铺覆一层或多层玻璃纤维布或碳纤维布，每层玻璃纤维布的厚度为0.08-0.12mm，每层碳纤维布的厚度为0.18-0.22mm。
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