CN110253792A - 风洞减重飞机模型复合材料发房部件抽芯式模具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种风洞减重飞机模型复合材料发房部件抽芯式模具，涉及风洞飞机模型部件制造技术领域，解决了现有技术中存在的传统半模袋压成型模具无法同时成型发房部件内形面和外形面的技术问题，包括外模具和内芯模具，所述外模具的内部设置有型腔，所述型腔的内表面与发房部件的外形面尺寸配合，所述内芯模具的外表面与发房部件的内形面尺寸配合，所述内芯模具可拆卸设置在所述型腔内，所述内芯模具与所述外模具之间的型腔能形成环形夹腔，所述环形夹腔用于发房部件的成型；本发明外模具和内芯模具相互配合，所制作出的发房部件能够同时成型发房部件的内、外形面，能够同时满足发房部件的内、外形面的精度要求。
Description
技术领域
本发明涉及风洞飞机模型部件制造技术领域，具体涉及一种风洞减重飞机模型复合材料发房部件抽芯式模具。
背景技术
飞机进行风洞实验时，须制造与真机气动外形相同的缩比模型，将其连接于风洞内的支撑装置上，进行测力测压等实验。风洞试验段尺寸越大，其可容纳的飞机模型就越大，对于大尺寸风洞实验模型，其重量上升对模型自身结构的强度刚度和风洞内支撑装置的承载能力都提出了更为严苛的要求。而对风洞实验飞机模型进行减重设计可以大幅提高自身强度、刚度性能，同时充分利用已有的支撑装置。
风洞实验飞机模型减重设计主要通过几个方面实现：
1、金属部件减重，使用更多的格栅结构设计，非关键承载区域采用空腔结构设计；
2、将传统模型加工采用的整体下料加工结构转变为蒙皮骨架式结构，结构中大量应用具有高比强度、比刚度的碳纤维复合材料。
应用复合材料制造风洞实验模型须根据结构自身特点设计加工制造所需模具，检验合格后按照制定的工艺流程进行复合材料部件成型，风洞飞机模型复合材料部件需保证两个最基本要求：具有足够的强度刚度以及具有满足尺寸精度要求的内形面和外形面，传统的半模袋压成型模具虽然可以提供风洞实验飞机模型所需的大部分部件，但是对于发房部件的成型难以实现，其原因是发房部件内外型腔均有形面尺寸的精度要求，传统的半模袋压成型方法无法实现发房部件内形面和外形面的同时成型。
发明内容
本发明的目的是提供一种风洞减重飞机模型复合材料发房部件抽芯式模具，以解决现有技术中存在的传统半模袋压成型模具无法同时成型发房部件内形面和外形面的技术问题；本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果(外模具上半模和外模具下半模相互配合用于发房部件外形面的成型；上半模拉紧块和下半模拉紧块相互配合，使外模具上半模和外模具下半模合模更加紧固，为发房部件的成型提供前提；定位孔和定位销相互配合用于外模具上半模和外模具下半模合模时的定位；唇口定位块、尾口定位块配合型腔用于内芯模具的安装定位；外侧芯模具环绕一周设置在内芯上且外表面与发房部件内形面尺寸配合，用于发房部件内形面的成型；内芯设置为四边形内芯，外侧芯模具包括上、下、左、右侧芯模块，结构简单，方便拆装；唇口内芯和尾口内芯可拆卸连接，单个部件重量较轻，采用分步拆装的方式，便于模具的合模和脱模；唇口内芯连接端设有安装槽，尾口内芯连接端设有定位部，定位准确，拆装便捷；上、下、左、右侧芯模块上均设有安装块，使外侧芯模块能够紧固安装在内芯上等)；详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种风洞减重飞机模型复合材料发房部件抽芯式模具，包括外模具和内芯模具，其中：所述外模具的内部设置有型腔，所述型腔的内表面与发房部件的外形面尺寸配合，所述内芯模具的外表面与发房部件的内形面尺寸配合，所述内芯模具可拆卸设置在所述型腔内，所述内芯模具与所述外模具之间的型腔能形成环形夹腔，所述环形夹腔用于发房部件的成型。
优选地，所述外模具包括外模具上半模和外模具下半模，其中：所述外模具上半模与所述外模具下半模可拆卸连接；所述外模具上半模的底面设置有第一空腔，所述外模具下半模的顶面设置有第二空腔，所述外模具上半模与所述外模具下半模连接时，所述第一空腔和所述第二空腔相连并形成所述型腔。
优选地，所述外模具上半模的侧壁上设置有上半模拉紧块，所述外模具下半模的侧壁上设置有下半模拉紧块，连接件依次穿过所述上半模拉紧块和所述下半模拉紧块以将所述外模具上半模和所述外模具下半模连接。
优选地，所述外模具上半模的底面上设置有定位孔和/或定位销，所述外模具下半模的顶面上设置有所述定位销和/或定位孔，所述外模具上半模和所述外模具下半模通过对应所述定位孔和所述定位销定位连接。
优选地，所述外模具还包括唇口定位块和尾口定位块，其中：所述唇口定位块和所述尾口定位块分别可拆卸连接在所述外模具上半模的两个端面上并能封堵所述内芯模具，所述唇口定位块上设置有唇口定位槽，所述尾口定位块上设置有尾口定位槽，所述内芯模具的唇口端和尾口端分别设置在所述唇口定位槽和所述尾口定位槽内。
优选地，所述内芯模具包括内芯，所述内芯的外壁上可拆卸设置有外侧芯模具，所述外侧芯模具环绕一周可拆卸设置在所述内芯的外壁上，所述外侧芯模具的外表面与发房部件的内形面尺寸配合。
优选地，所述内芯设置为四边形内芯，所述外侧芯模具包括上侧芯模块、右侧芯模块、下侧芯模块和左侧芯模块，所述上侧芯模块、所述右侧芯模块、所述下侧芯模块和所述左侧芯模块分别可拆卸连接在所述四边形内芯的四个侧壁上。
优选地，所述内芯包括唇口内芯和尾口内芯，所述唇口内芯和所述尾口内芯可拆卸连接，所述上侧芯模块、所述右侧芯模块、所述下侧芯模块和所述左侧芯模块分别可拆卸设置在所述唇口内芯和所述尾口内芯的外侧壁上。
优选地，所述唇口内芯的连接端设置有定位部，所述尾口内芯的连接端设置有安装槽，所述定位部的形状与所述定位槽的形状相互配合，所述唇口内芯和所述尾口内芯连接时，所述定位部设置在所述安装槽内。
优选地，所述上侧芯模块、所述右侧芯模块、所述下侧芯模块和所述左侧芯模块的两端均设置有安装块，所述安装块上贯通设置有第一安装孔，所述唇口内芯的四个侧面和所述尾口内芯的四个侧面上均设置有第二安装孔；螺纹紧固件穿过所述第一安装孔并插入至所述第二安装孔，使所述上侧芯模块、所述右侧芯模块、所述下侧芯模块和所述左侧芯模块连接在所述唇口内芯和所述尾口内芯的外侧壁上。
本发明提供的一种风洞减重飞机模型复合材料发房部件抽芯式模具至少具有以下有益效果：
所述风洞减重飞机模型复合材料发房部件抽芯式模具包括外模具和内芯模具，所述外模具的内部设置有型腔，所述型腔的内表面与发房部件的外形面尺寸配合，所述外模具用于发房部件外形面的成型；所述内芯模具的外表面与发房部件的的内形面尺寸配合，所述内芯模具用于发房部件内形面的成型；所述内芯模具可拆卸设置在所述外模具的型腔内，所述内芯模具与所述外模具之间的型腔能形成环形夹腔，所述内芯模具和所述外模具相互配合将成型的发房部件外形面和发房部件内形面连接，从而完成发房部件的制作；本发明外模具和内芯模具相互配合的抽芯式模具所制作出的发房部件能够同时成型发房部件的外形面和内形面，进而同时满足发房部件的内、外形面的精度要求，从而提高风洞试验的准确性，本发明是针对减重飞机模型发房部件的特点和技术要求发明的抽芯式复合材料发房成型模具，主要用于制造风洞实验减重飞机模型的发房部件，对飞机模型减重具有显著贡献，在风洞实验飞机模型加工制造领域具有广阔的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明外模具分解图；
图3是本发明外模具结构示意图；
图4是本发明内芯模具结构示意图；
图5是本发明内芯模具分解图；
图6是本发明内芯分解图；
图7是本发明发房部件结构示意图。
附图标记
1-外模具；11-外模具上半模；111-第一空腔；112-上半模拉紧块；12-外模具下半模；121-第二空腔；122-下半模拉紧块；13-尾口定位块；131-尾口定位槽；132-第一安装块定位槽；14-唇口定位块；141-唇口定位槽；142-第二安装块定位槽；15-型腔；2-内芯模具；21-内芯；211-尾口内芯；2111-通孔；212- 唇口内芯；2121-开孔；2122-定位部；213-第二安装孔；22-外侧芯模具；221- 上侧芯模块；222-右侧芯模块；223-下侧芯模块；224-左侧芯模块；23-安装块； 231-第一安装孔；3-发房部件；31-唇部；32-颈部；33-尾部。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
本发明提供了一种风洞减重飞机模型复合材料发房部件抽芯式模具，如图1本发明结构示意图、图2本发明外模具分解图和图3本发明外模具结构示意图所示，所述风洞减重飞机模型复合材料发房部件抽芯式模具包括外模具1和内芯模具2，其中：外模具1的内部设置有型腔15，型腔15的内表面与发房部件3的外形面尺寸配合，内芯模具2的外表面与发房部件3的内形面尺寸配合，内芯模具2可拆卸设置在型腔15内，内芯模具2与外模具1之间的型腔15能形成环形夹腔，所述环形夹腔用于发房部件3的成型。
使用时，首先通过外模具1制作发房部件外形面，通过内芯模具2制作发房部件内形面，之后将制作完成后的发房部件内形面和内芯模具2一同安装在型腔15内，将制作完成的发房部件外形面和发房部件内形面连接起来，完成发房部件的最终成型；本发明，外模具1和内芯模具2相互配合形成抽芯式模具，能够实现发房部件内形面和发房部件外形面的制作，最终成型的发房部件的内形面和外形面的精度均不大于0.1mm，从而有效的保证了飞机模型风洞试验的准确性。
作为可选地实施方式，如图2和图3所示，外模具1包括外模具上半模11 和外模具下半模12，外模具上半模11和外模具下半模12整体呈长方体，其中：外模具上半模11与外模具下半模12可拆卸连接；外模具上半模11的底面设置有第一空腔111，外模具下半模12的顶面设置有第二空腔121，外模具上半模 11与外模具下半模12连接时，第一空腔111和第二空腔121相连并形成型腔 15；第一空腔111和第二空腔121均为弧面空腔，形成的型腔15与发房部件3 的外表面形状配合。
外模具上半模11侧面的上部位置和外模具下半模12侧面的下部位置均设置有固定槽，外模具1能通过所述固定槽安装在机床上。
作为可选地实施方式，如图3所示，外模具上半模11的侧壁上设置有上半模拉紧块112，外模具下半模12的侧壁上设置有下半模拉紧块122，连接件依次穿过上半模拉紧块112和下半模拉紧块122以将外模具上半模11和外模具下半模12连接，上半模拉紧块112和下半模拉紧块122均设置为L型拉紧块，L 型拉紧块通过螺栓固定连接在外模具1的侧壁上；优选地，外模具上半模11 的两个侧壁上均对称设置有两个上半模拉紧块112，外模具下半模12的两个侧壁上均对称设置有两个下半模拉紧块122，所述连接件设置有紧固螺栓。
作为可选地实施方式，如图2所示，外模具上半模11的底面上设置有定位孔和/或定位销，外模具下半模12的顶面上设置有所述定位销和/或定位孔，外模具上半模11和所述外模具下半模12通过对应所述定位孔和所述定位销定位连接；所述定位孔和所述定位销相互配合用于合模时的定位，同时方便紧固块的拉紧，有效避免拉紧块拉紧时外模具上半模11和外模具下半模12合模时相互错开而影响发房部件的成型。
作为可选地实施方式，如图2所示，外模具1还包括唇口定位块14和尾口定位块13，其中：唇口定位块14和尾口定位块13分别可拆卸连接在外模具上半模11的两个端面上并能封堵内芯模具2，唇口定位块14上设置有唇口定位槽141，尾口定位块13上设置有尾口定位槽131，内芯模具2的唇口端和尾口端分别设置在唇口定位槽141和尾口定位槽131内；内芯模具2的唇口端和尾口端的形状分别与唇口定位槽141和尾口定位槽131的形状相互配合，优选地，唇口定位槽141和尾口定位槽131的形状均设置为四边形。
作为可选地实施方式，如图4本发明内芯模具结构示意图所示，内芯模具 2包括内芯21，内芯21的外壁上可拆卸设置有外侧芯模具22，外侧芯模具22 环绕一周可拆卸设置在内芯21的外壁上，外侧芯模具22的外表面与发房部件 3的内形面尺寸配合；内芯21的两端分别设置为所述唇口端和所述尾口端，所述唇口端和所述尾口端分别设置在外侧芯模具22外，方便内芯模具2的整体安装。
作为可选地实施方式，如图5本发明内芯模具分解图所示，内芯21设置为四边形内芯，外侧芯模具22包括上侧芯模块221、右侧芯模块222、下侧芯模块223和左侧芯模块224，上侧芯模块221、右侧芯模块222、下侧芯模块223 和左侧芯模块224分别可拆卸连接在四边形内芯的四个侧壁上；上侧芯模块 221、右侧芯模块222、下侧芯模块223和左侧芯模块224的外表面依次相连，其整体形状与发房部件3内表面的形状相配合。
作为可选地实施方式，如图6本发明内芯分解图所示，内芯21包括唇口内芯212和尾口内芯211，唇口内芯212和尾口内心211可拆卸连接，上侧芯模块221、右侧芯模块222、下侧芯模块223和左侧芯模块224分别可拆卸设置在唇口内芯212和尾口内芯211的外侧壁上，尾口内心211的端面上垂直设置有通孔2111，唇口内芯212连接端的端面上设置有开孔2121，开孔2121内设置有螺纹，螺栓穿过通孔2111并插入至开孔2121内，通孔2111和开孔2121的数量均设置为四个，四个通孔2111和四个开孔2121均为圆周分布。
唇口内芯212唇口端的端面中部位置和尾口内芯211尾口端的端面中部位置均设置固定孔，所述固定孔用于唇口内芯212和尾口内芯211的吊装，内芯 21的重量较大，所述固定孔的设置使内芯21的安装更加的方便。
作为可选地实施方式，如图6所示，唇口内芯212的连接端设置有定位部 2122，定位部2122设置在唇口内芯212连接端的中部位置，尾口内芯211的连接端设置有安装槽，所述定位槽设置在尾口内芯211连接端的中部位置，定位部2122的形状与所述定位槽的形状相互配合，唇口内芯212和尾口内芯211 连接时，定位部2122设置在所述安装槽内，通孔2111贯穿所述安装槽，开孔 2121设置在所述定位部2122上，定位部2122设置为四边形定位块。
作为可选地实施方式，如图6所示，上侧芯模块221、右侧芯模块222、下侧芯模块223和左侧芯模块224的两端均设置有安装块23，安装块23上贯通设置有第一安装孔231，唇口内芯212的四个侧面和尾口内芯211的四个侧面上均设置有第二安装孔213；螺纹紧固件穿过第一安装孔231并插入至第二安装孔213，使上侧芯模块221、右侧芯模块222、下侧芯模块223和左侧芯模块 224连接在唇口内芯212和尾口内芯211的外侧壁上；唇口定位块14上设置有第二安装块定位槽142，第二安装块安装槽142设置在唇口定位槽141的槽底上；尾口定位块13上设置有第一安装块定位槽132，第一安装块定位槽132设置在尾口定位槽131的槽底上，第二安装块定位槽142和第一安装块定位槽132 的结构相同，其形状均与安装块23的形状相配合。
如图7本发明发房部件结构示意图所示，发房部件3包括唇部31、颈部32 和尾部33，图7示发房部件3为C919飞机减重模型的发房部件。
所述风洞减重飞机模型复合材料发房部件抽芯式模具的使用过程以及发房部件的成型过程如下：
(I)分别在外模具上半模11的第一空腔111和外模具下半模12的第二空腔121内铺叠外腔形面碳纤维层，分别成型发房部件3的上侧外形面和下侧外形面，成型完成后，外模具上半模11和外模具下半模12通过所述定位孔和定位销定位合模，通过上模具拉紧块112和下模具拉紧块122拉紧，之后通过粘接角将上侧外形面和下侧外形面粘接、固化，获得发房部件3的外形面；
(II)唇口内芯212和尾口内芯211通过定位部2122和所述安装槽定位后，采用螺栓依次穿过通孔2111和所述开孔2121将唇口内芯212和尾口内芯211 连接，然后将上侧芯模块221、右侧芯模块222、下侧芯模块223和左侧芯模块 224分别通过对应安装块23安装在唇口内芯212和尾口内芯211对应的侧壁上；
内芯模具2安装完成后，在内芯模具2的外表面铺叠内腔形面碳纤维层，真空导入树脂，袋压成型，获得发房部件3的内形面；
(III)将固化成型后的发房部件3内形面的唇口部位粘贴粘接角，并与内芯模具2共同放入型腔15内，通过唇口定位块14和尾口定位块13完成定位安装，保证外形面和内形面粘接位置准确后，升温固化，完成发房部件3的整体成型；
(IV)发房部件3成型完成后，拆卸唇口内芯212和尾口内芯211，依次拆下上侧芯模块221、下侧芯模块223、左侧芯模块224和右侧芯模块222后，再拆去外模具上半模11和外模具下半模12，完成脱模，获得最终的发房部件3。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.风洞减重飞机模型复合材料发房部件抽芯式模具，其特征在于，包括外模具(1)和内芯模具(2)，其中：
所述外模具(1)的内部设置有型腔(15)，所述型腔(15)的内表面与发房部件(3)的外形面尺寸配合，所述内芯模具(2)的外表面与发房部件(3)的内形面尺寸配合，所述内芯模具(2)可拆卸设置在所述型腔(15)内，所述内芯模具(2)与所述外模具(1)之间的型腔(15)能形成环形夹腔，所述环形夹腔用于发房部件(3)的成型。
2.根据权利要求1所述的风洞减重飞机模型复合材料发房部件抽芯式模具，其特征在于，所述外模具(1)包括外模具上半模(11)和外模具下半模(12)，其中：
所述外模具上半模(11)与所述外模具下半模(12)可拆卸连接；
所述外模具上半模(11)的底面设置有第一空腔(111)，所述外模具下半模(12)的顶面设置有第二空腔(121)，所述外模具上半模(11)与所述外模具下半模(12)连接时，所述第一空腔(111)和所述第二空腔(121)相连并形成所述型腔(15)。
3.根据权利要求2所述的风洞减重飞机模型复合材料发房部件抽芯式模具，其特征在于，所述外模具上半模(11)的侧壁上设置有上半模拉紧块(112)，所述外模具下半模(12)的侧壁上设置有下半模拉紧块(122)，连接件依次穿过所述上半模拉紧块(112)和所述下半模拉紧块(122)以将所述外模具上半模(11)和所述外模具下半模(12)连接。
4.根据权利要求2所述的风洞减重飞机模型复合材料发房部件抽芯式模具，其特征在于，所述外模具上半模(11)的底面上设置有定位孔和/或定位销，所述外模具下半模(12)的顶面上设置有所述定位销和/或定位孔，所述外模具上半模(11)和所述外模具下半模(12)通过对应所述定位孔和所述定位销定位连接。
5.根据权利要求2所述的风洞减重飞机模型复合材料发房部件抽芯式模具，其特征在于，所述外模具(1)还包括唇口定位块(14)和尾口定位块(13)，其中：
所述唇口定位块(14)和所述尾口定位块(13)分别可拆卸连接在所述外模具上半模(11)的两个端面上并能封堵所述内芯模具(2)，所述唇口定位块(14)上设置有唇口定位槽(141)，所述尾口定位块(13)上设置有尾口定位槽(131)，所述内芯模具(2)的唇口端和尾口端分别设置在所述唇口定位槽(141)和所述尾口定位槽(131)内。
6.根据权利要求1所述的风洞减重飞机模型复合材料发房部件抽芯式模具，其特征在于，所述内芯模具(2)包括内芯(21)，所述内芯(21)的外壁上可拆卸设置有外侧芯模具(22)，所述外侧芯模具(22)环绕一周可拆卸设置在所述内芯(21)的外壁上，所述外侧芯模具(22)的外表面与发房部件(3)的内形面尺寸配合。
7.根据权利要求6所述的风洞减重飞机模型复合材料发房部件抽芯式模具，其特征在于，所述内芯(21)设置为四边形内芯，所述外侧芯模具(22)包括上侧芯模块(221)、右侧芯模块(222)、下侧芯模块(223)和左侧芯模块(224)，所述上侧芯模块(221)、所述右侧芯模块(222)、所述下侧芯模块(223)和所述左侧芯模块(224)分别可拆卸连接在所述四边形内芯的四个侧壁上。
8.根据权利要求7所述的风洞减重飞机模型复合材料发房部件抽芯式模具，其特征在于，所述内芯(21)包括唇口内芯(212)和尾口内芯(211)，所述唇口内芯(212)和所述尾口内芯(211)可拆卸连接，所述上侧芯模块(221)、所述右侧芯模块(222)、所述下侧芯模块(223)和所述左侧芯模块(224)分别可拆卸设置在所述唇口内芯(212)和所述尾口内芯(211)的外侧壁上。
9.根据权利要求8所述的风洞减重飞机模型复合材料发房部件抽芯式模具，其特征在于，所述唇口内芯(212)的连接端设置有定位部(2122)，所述尾口内芯(211)的连接端设置有安装槽，所述定位部(2122)的形状与所述定位槽的形状相互配合，所述唇口内芯(212)和所述尾口内芯(211)连接时，所述定位部(2122)设置在所述安装槽内。
10.根据权利要求8所述的风洞减重飞机模型复合材料发房部件抽芯式模具，其特征在于，所述上侧芯模块(221)、所述右侧芯模块(222)、所述下侧芯模块(223)和所述左侧芯模块(224)的两端均设置有安装块(23)，所述安装块(23)上贯通设置有第一安装孔(231)，所述唇口内芯(212)的四个侧面和所述尾口内芯(211)的四个侧面上均设置有第二安装孔(213)；
螺纹紧固件穿过所述第一安装孔(231)并插入至所述第二安装孔(213)，使所述上侧芯模块(221)、所述右侧芯模块(222)、所述下侧芯模块(223)和所述左侧芯模块(224)连接在所述唇口内芯(212)和所述尾口内芯(211)的外侧壁上。
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