CN110385861A - 一种复合材料工字梁成型的模具及方法 - Google Patents

一种复合材料工字梁成型的模具及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种复合材料工字梁成型的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一：首先在成型模上模体、成型模下模体、压板上分别完成工字梁左右C型件、上下盖板的铺叠并压实；步骤二：待工字梁各部分预浸料坯料的铺叠及压实工作完成后，不将坯料从模体上取下，直接将成型模上模体、成型模下模体、压板通过定位支撑结构及活动销钉组装在一起，步骤三：将步骤二获得的组装体在工装真空袋封装区域完成真空袋封装；步骤四：将已完成封装的系统转移至热压罐内固化；一种复合材料工字梁成型的模具包括成型模上模体、成型模下模体，所述的成型模上模体与成型模下模体呈H型立式对合，成型模上模体与成型模下模体之间设置定位支撑结构。

Description

一种复合材料工字梁成型的模具及方法
技术领域
本发明涉及一种复合材料工字结构梁零件H型成型模及制造技术方案，尤其涉及一种厚度尺寸较大的复合材料工字型结构梁成型模及技术制造方法。
背景技术
工字结构梁是飞机复材结构中常用的一种梁肋形式，在层压板梁中作为主要结构形式有着广泛的使用，多用于翼面结构中的大梁、翼肋，机身结构中的纵向梁。该结构形式梁由左、右C型件和上、下盖板以及芯材组成。
原有‘工“字型结构梁成型工装为模块式结构，其多由下模板，左、右芯模组成，在成型时，首先在左、右芯模上完成C型件的铺叠，其次上、下盖板的铺叠，然后将左、右芯模与上、下盖板进行组合封装，从而完成工字型结构梁的固化成型。但由于在固化过程为热反应过程，在受热初期，铺层中的树脂由于受热软化，左、右芯模失去底部铺层支撑，由于重力以及外部压力，易发生侧倾，进而造成腹板、缘条区域局部加压压力不足，因此在固化成型后，工字型结构梁多出现腹板、缘条厚度不均，外形质量难以满足要求，而且极易出现无损检测质量问题，特别当零件厚度较大时，极易造成零件报废。
发明内容
针对上述现有技术中固化过程为热反应过程，在受热初期，铺层中的树脂由于受热软化，左、右芯模失去底部铺层支撑，由于重力以及外部压力，易发生侧倾，进而造成腹板、缘条区域局部加压压力不足，因此在固化成型后，工字型结构梁多出现腹板、缘条厚度不均，外形质量难以满足要求，而且极易出现无损检测质量问题，特别当零件厚度较大时，极易造成零件报废的不足，本发明提供了一种复合材料工字梁成型的模具及方法。
一种复合材料工字梁成型的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：首先在成型模上模体、成型模下模体、压板上分别完成工字梁左右C型件、上下盖板的铺叠并压实；
步骤二：待工字梁各部分预浸料坯料的铺叠及压实工作完成后，不将坯料从模体上取下，直接将成型模上模体、成型模下模体、压板通过定位支撑结构及活动销钉组装在一起，
步骤三：将步骤二获得的组装体在工装真空袋封装区域完成真空袋封装；
步骤四：将已完成封装的系统转移至热压罐内固化。
一种复合材料工字梁成型的模具包括成型模上模体、成型模下模体，其特征在于：所述的成型模上模体与成型模下模体呈H型立式对合，成型模上模体与成型模下模体之间设置定位支撑结构，所述的成型模上模体上设置有贯穿性的销钉孔，并在两侧设置有压板。
所述的压板位于成型模两侧，压板上设置有销孔，与成型模上模体之间通过活动销钉进行连接，压板通过活动销钉连接后可以在水平方向产生位移。
所述的定位支撑杆、定位支撑桩在成型模上模体与成型模下模体之间，呈对角线布置，也可与成型模上模体、成型模下模体排布在同一直线上，可与成型模上模体、成型模下模体分离，定位支撑杆、定位支撑桩也可与成型模上模体、成型模下模体通过销孔连接固定。
所述的定位支撑结构包括定位支撑杆与对应的定位支撑桩，所述的定位支撑杆为上下非等截面圆柱结构，下部圆柱体直径小于上部，且在前端带一定倒角，所述前端倒角为30°～45°所述的定位支撑桩为圆柱结构，中部设置销孔，可与定位支撑杆垂直配合。
工作原理：
成型模上模体与成型模下模体之间设置定位支撑结构，保证成型模上模体与成型模下模体之间的相对位置关系。
压板通过活动销钉连接后可以在水平方向产生位移，这样可以保证压板在工字结构梁成型过程中可以对工字梁突缘部分进行均匀加压,直到压实。
所述的定位支撑杆、定位支撑桩在成型模上模体与成型模下模体之间，呈对角线布置，也可与成型模上模体、成型模下模体排布在同一直线上，保证不对压板的安装产生干涉，同时可与成型模上模体、成型模下模体分离，定位支撑杆、定位支撑桩也可与成型模上模体、成型模下模体通过销孔连接固定。
进一步，所述的定位支撑结构包括定位支撑杆与对应的定位支撑桩，所述的定位支撑杆为上下非等截面圆柱结构，下部圆柱体直径小于上部，且在前端带一定倒角，所述的定位支撑桩为圆柱结构，中部设置销孔，可与定位支撑杆垂直配合，这样可以保证成型模上模体与成型模下模体之间仅存在垂直方向上的相对运动，保证工字结构梁成型过程中腹板区域的压力施加。
本发明的有益效果：
1.本发明能够避免在受热初期铺层中树脂由于受热软化左右芯模失去底部铺层支撑的问题，使得成型固化效果变得更好。
2.本发明能够使得腹板、缘条局部压力正常，保证了加工的效果。
3.本发明能够使得加工出来的工字型结构厚度均匀，外形质量优秀，质量上乘，减少了零件的报废率，减少了加工成本。
附图标记
图中：1.成型模上模体，2.成型模下模体，3.定位支撑杆，4.定位支撑桩，5.压板，6.活动销钉，7.预浸料坯料。
附图说明
图1为本发明一种复合材料工字结构梁示意图；
图2为本发明复合材料工字结构梁成型示意图；
图3为本发明的一种复合材料工字结构梁零件成型模的示意图；
图4为本发明的一种复合材料工字结构梁零件成型安装步骤1-3的示意图；
图5为本发明的一种复合材料工字结构梁零件成型安装步骤4的示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细的说明。
实施例2：
一种复合材料工字梁成型的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：首先在成型模上模体1、成型模下模体2、压板5上分别完成工字梁左右C型件、上下盖板的铺叠并压实；
步骤二：待工字梁各部分预浸料坯料的铺叠及压实工作完成后，不将坯料从模体上取下，直接将成型模上模体1、成型模下模体2、压板5通过定位支撑结构及活动销钉6组装在一起，
步骤三：将步骤二获得的组装体在工装真空袋封装区域完成真空袋封装；
步骤四：将已完成封装的系统转移至热压罐内固化。
实施例1：
一种复合材料工字梁成型的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：首先在成型模上模体1、成型模下模体2、压板5上分别完成工字梁左右C型件、上下盖板的铺叠并压实；
步骤二：待工字梁各部分预浸料坯料的铺叠及压实工作完成后，不将坯料从模体上取下，直接将成型模上模体1、成型模下模体2、压板5通过定位支撑结构及活动销钉6组装在一起，
步骤三：将步骤二获得的组装体在工装真空袋封装区域完成真空袋封装；
步骤四：将已完成封装的系统转移至热压罐内固化。
一种复合材料工字梁成型的模具包括成型模上模体1、成型模下模体2，其特征在于：所述的成型模上模体1与成型模下模体2呈H型立式对合，成型模上模体1与成型模下模体2之间设置定位支撑结构，所述的成型模上模体1上设置有贯穿性的销钉孔，并在两侧设置有压板5。
实施例3：
一种复合材料工字梁成型的模具包括成型模上模体1、成型模下模体2，其特征在于：所述的成型模上模体1与成型模下模体2呈H型立式对合，成型模上模体1与成型模下模体2之间设置定位支撑结构，所述的成型模上模体1上设置有贯穿性的销钉孔，并在两侧设置有压板5。
所述的压板5位于成型模两侧，压板5上设置有销孔，与成型模上模体1之间通过活动销钉6进行连接，压板5通过活动销钉6连接后可以在水平方向产生位移。
所述的定位支撑杆3、定位支撑桩4在成型模上模体1与成型模下模体2之间，呈对角线布置，也可与成型模上模体1、成型模下模体2排布在同一直线上，可与成型模上模体1、成型模下模体2分离，定位支撑杆3、定位支撑桩4也可与成型模上模体1、成型模下模体2通过销孔连接固定。
所述的定位支撑结构包括定位支撑杆3与对应的定位支撑桩4，所述的定位支撑杆3为上下非等截面圆柱结构，下部圆柱体直径小于上部，且在前端带一定倒角，所述前端倒角为30°～45°所述的定位支撑桩4为圆柱结构，中部设置销孔，可与定位支撑杆3垂直配合。
工作原理：
成型模上模体1与成型模下模体2之间设置定位支撑结构，保证成型模上模体1与成型模下模体2之间的相对位置关系。
压板5通过活动销钉6连接后可以在水平方向产生位移，这样可以保证压板5在工字结构梁成型过程中可以对工字梁突缘部分进行均匀加压,直到压实。
所述的定位支撑杆3、定位支撑桩4在成型模上模体1与成型模下模体2之间，呈对角线布置，也可与成型模上模体1、成型模下模体2排布在同一直线上，保证不对压板5的安装产生干涉，同时可与成型模上模体1、成型模下模体2分离，定位支撑杆3、定位支撑桩4也可与成型模上模体1、成型模下模体2通过销孔连接固定。
进一步，所述的定位支撑结构包括定位支撑杆3与对应的定位支撑桩4，所述的定位支撑杆3为上下非等截面圆柱结构，下部圆柱体直径小于上部，且在前端带一定倒角，所述的定位支撑桩4为圆柱结构，中部设置销孔，可与定位支撑杆3垂直配合，这样可以保证成型模上模体1与成型模下模体2之间仅存在垂直方向上的相对运动，保证工字结构梁成型过程中腹板区域的压力施加。
实施例4：
一种复合材料工字梁成型的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：首先在成型模上模体1、成型模下模体2、压板5上分别完成工字梁左右C型件、上下盖板的铺叠并压实；
步骤二：待工字梁各部分预浸料坯料的铺叠及压实工作完成后，不将坯料从模体上取下，直接将成型模上模体1、成型模下模体2、压板5通过定位支撑结构及活动销钉6组装在一起，
步骤三：将步骤二获得的组装体在工装真空袋封装区域完成真空袋封装；
步骤四：将已完成封装的系统转移至热压罐内固化。
一种复合材料工字梁成型的模具包括成型模上模体1、成型模下模体2，其特征在于：所述的成型模上模体1与成型模下模体2呈H型立式对合，成型模上模体1与成型模下模体2之间设置定位支撑结构，所述的成型模上模体1上设置有贯穿性的销钉孔，并在两侧设置有压板5。
所述的压板5位于成型模两侧，压板5上设置有销孔，与成型模上模体1之间通过活动销钉6进行连接，压板5通过活动销钉6连接后可以在水平方向产生位移。
所述的定位支撑杆3、定位支撑桩4在成型模上模体1与成型模下模体2之间，呈对角线布置，也可与成型模上模体1、成型模下模体2排布在同一直线上，可与成型模上模体1、成型模下模体2分离，定位支撑杆3、定位支撑桩4也可与成型模上模体1、成型模下模体2通过销孔连接固定。
所述的定位支撑结构包括定位支撑杆3与对应的定位支撑桩4，所述的定位支撑杆3为上下非等截面圆柱结构，下部圆柱体直径小于上部，且在前端带一定倒角，所述前端倒角为30°～45°所述的定位支撑桩4为圆柱结构，中部设置销孔，可与定位支撑杆3垂直配合。
工作原理：
成型模上模体1与成型模下模体2之间设置定位支撑结构，保证成型模上模体1与成型模下模体2之间的相对位置关系。
压板5通过活动销钉6连接后可以在水平方向产生位移，这样可以保证压板5在工字结构梁成型过程中可以对工字梁突缘部分进行均匀加压,直到压实。
所述的定位支撑杆3、定位支撑桩4在成型模上模体1与成型模下模体2之间，呈对角线布置，也可与成型模上模体1、成型模下模体2排布在同一直线上，保证不对压板5的安装产生干涉，同时可与成型模上模体1、成型模下模体2分离，定位支撑杆3、定位支撑桩4也可与成型模上模体1、成型模下模体2通过销孔连接固定。
进一步，所述的定位支撑结构包括定位支撑杆3与对应的定位支撑桩4，所述的定位支撑杆3为上下非等截面圆柱结构，下部圆柱体直径小于上部，且在前端带一定倒角，所述的定位支撑桩4为圆柱结构，中部设置销孔，可与定位支撑杆3垂直配合，这样可以保证成型模上模体1与成型模下模体2之间仅存在垂直方向上的相对运动，保证工字结构梁成型过程中腹板区域的压力施加。
实施例5：
一种复合材料工字梁成型的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：首先在成型模上模体1、成型模下模体2、压板5上分别完成工字梁左右C型件、上下盖板的铺叠并压实；
步骤二：待工字梁各部分预浸料坯料的铺叠及压实工作完成后，不将坯料从模体上取下，直接将成型模上模体1、成型模下模体2、压板5通过定位支撑结构及活动销钉6组装在一起，
步骤三：将步骤二获得的组装体在工装真空袋封装区域完成真空袋封装；
步骤四：将已完成封装的系统转移至热压罐内固化。
一种复合材料工字梁成型的模具包括成型模上模体1、成型模下模体2，其特征在于：所述的成型模上模体1与成型模下模体2呈H型立式对合，成型模上模体1与成型模下模体2之间设置定位支撑结构，所述的成型模上模体1上设置有贯穿性的销钉孔，并在两侧设置有压板5，所述的压板5位于成型模两侧，压板5上设置有销孔，与成型模上模体1之间通过活动销钉6进行连接，压板5通过活动销钉6连接后可以在水平方向产生位移。
一种复合材料工字梁成型的模具的定位支撑结构包括定位支撑杆3和定位支撑桩4，所述定位支撑杆3和定位支撑桩4在成型模上模体1与成型模下模体2之间，呈对角线布置。
所述定位支撑杆3和定位支撑桩4与成型模上模体1和成型模下模体2排布在同一直线上。
所述定位支撑杆3和定位支撑桩4与成型模上模体1和成型模下模体2分离。
所述定位支撑杆3和定位支撑桩4与成型模上模体1、成型模下模体2通过销孔连接固定。
所述定位支撑杆3为上下非等截面圆柱结构，下部圆柱体直径小于上部，且在前端带一定倒角，所述前端倒角为30°～45°。
所述定位支撑桩4为圆柱结构，中部设置销孔，可与定位支撑杆3垂直配合。

Claims (7)

1.一种复合材料工字梁成型的方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一：首先在成型模上模体（1）、成型模下模体（2）、压板（5）上分别完成工字梁左右C型件、上下盖板的铺叠并压实；
步骤二：待工字梁各部分预浸料坯料的铺叠及压实工作完成后，不将坯料从模体上取下，直接将成型模上模体（1）、成型模下模体（2）、压板（5）通过定位支撑结构及活动销钉（6）组装在一起；
步骤三：将步骤二获得的组装体在工装真空袋封装区域完成真空袋封装；
步骤四：将已完成封装的系统转移至热压罐内固化。
2.一种复合材料工字梁成型的模具，包括成型模上模体（1）、成型模下模体（2），其特征在于：所述的成型模上模体（1）与成型模下模体（2）呈H型立式对合，成型模上模体（1）与成型模下模体（2）之间设置定位支撑结构，所述的成型模上模体（1）上设置有贯穿性的销钉孔，并在两侧设置有压板（5），所述的压板（5）位于成型模两侧，压板（5）上设置有销孔，与成型模上模体（1）之间通过活动销钉（6）进行连接，压板（5）通过活动销钉（6）连接后可以在水平方向产生位移。
3.根据权利要求2所述一种复合材料工字梁成型的模具，其特征在于：所述的定位支撑结构包括定位支撑杆（3）和定位支撑桩（4），所述定位支撑杆（3）和定位支撑桩（4）在成型模上模体（1）与成型模下模体（2）之间，呈对角线布置。
4.根据权利要求3所述一种复合材料工字梁成型的模具，其特征在于：所述定位支撑杆（3）和定位支撑桩（4）与成型模上模体（1）和成型模下模体（2）排布在同一直线上。
5.根据权利要求3所述一种复合材料工字梁成型的模具，其特征在于：所述定位支撑杆（3）和定位支撑桩（4）与成型模上模体（1）和成型模下模体（2）分离。
6.根据权利要求3所述一种复合材料工字梁成型的模具，其特征在于：所述定位支撑杆（3）和定位支撑桩（4）与成型模上模体（1）、成型模下模体（2）通过销孔连接固定。
7.根据权利要求3所述一种复合材料工字梁成型的模具，其特征在于：所述定位支撑杆（3）为上下非等截面圆柱结构，下部圆柱体直径小于上部，且在前端带一定倒角，所述前端倒角为30°～45°。
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