CN110466096A - 一种复合材料异形环状筋条结构的成型模具和成型方法 - Google Patents

一种复合材料异形环状筋条结构的成型模具和成型方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110466096A
CN110466096A CN201910715588.1A CN201910715588A CN110466096A CN 110466096 A CN110466096 A CN 110466096A CN 201910715588 A CN201910715588 A CN 201910715588A CN 110466096 A CN110466096 A CN 110466096A
Authority
CN
China
Prior art keywords
paving
core model
stud
pin
bead structures
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910715588.1A
Other languages
English (en)
Inventor
成艳娜
肖光明
孟翠翠
刘训新
杨益
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Aircraft Industry Group Co Ltd
Original Assignee
Xian Aircraft Industry Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Aircraft Industry Group Co Ltd filed Critical Xian Aircraft Industry Group Co Ltd
Priority to CN201910715588.1A priority Critical patent/CN110466096A/zh
Publication of CN110466096A publication Critical patent/CN110466096A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • 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
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/30—Mounting, exchanging or centering
    • B29C33/301—Modular mould systems [MMS], i.e. moulds built up by stacking mould elements, e.g. plates, blocks, rods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • 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
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/76—Cores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • 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
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
    • B29C70/342—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation using isostatic pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/709—Articles shaped in a closed loop, e.g. conveyor belts
    • B29L2031/7096—Rings or ring-like articles
    • B29L2031/7102—Toroidal articles

Abstract

本发明公开了一种复合材料异形环状筋条结构的成型模具和成型方法。成型模具包括主体凸模及分块芯模，通过芯模工装分段制造，铺贴后分段转移至主体凸模，然后销钉连接的方式，实现了异形环状结构芯模与主体凸模的精确套合。本发明在主体凸模上完成筋条缘条的铺贴，在主体凸模外完成左右侧立筋的铺贴及对合、加捻，立筋铺层转移至主体凸模缘条铺层后，再进行芯模连接区铺贴，最终形成完整的环状整体铺层。本发明实现了异形环状结构筋条的整体成型，且铺层操作简便，提高了制造效率、降低了生产成本。

Description

一种复合材料异形环状筋条结构的成型模具和成型方法
技术领域
本发明属于复合材料成型工艺技术领域，涉及一种复合材料异形环状筋条结构的成型模具和成型方法。
背景技术
复合材料由于高比强度，高比刚度及可设计性强等众多优势被广泛应用于航空航天领域。近年来，承受大载荷的主承力结构也开始使用复合材料。如商用和军用飞机的机翼、机身及尾翼等部件。该类部件常采用复合材料薄壁加筋结构。
常见的筋条一般为细长型结构，剖面形状包括L形、T型、工型、Z型和帽型等，截面相同或者存在小曲率变化，形状规则、结构简单。铺贴时采用金属凸模手工铺贴或者热隔膜工艺自动化成型，工艺技术已经相对成熟。
复合材料的异形环状结构筋条比较少见，且受限于工装设计及制造难度、成型工艺难度等因素，环状结构筋条多采用分段形式。分段后需增加连接角片、标准件等进行组合，造成筋条结构复杂、重量增大，原材料及人工成本增加、制造效率降低，复合材料的整体化、轻量化优势被明显削弱。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合材料异形环状筋条结构的成型模具和成型方法，实现环状筋条结构的一次整体成型，满足设计整体化结构要求，同时提高制造效率、降低生产成本。
本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现：
一种复合材料异形环状筋条结构的成型模具和成型方法，成型模具包括主体凸模，立筋铺贴芯模，主体凸模为环状结构，其外形与异形环状筋条结构的内形一致，立筋铺贴芯模为分段结构，以异形环状筋条结构曲率变化最大位置处作为分割面，每段立筋铺贴芯模包括左侧芯模和右侧芯模。立筋铺贴芯模的左侧芯模和右侧芯模上设有精确的定位连接孔。
成型方法具体步骤如下：
1、铺贴左侧立筋和右侧立筋：在左侧芯模上铺贴异形环状筋条结构左侧立筋，在右侧芯模上铺贴右侧立筋，铺层料片的环向长度逐层减小至少25mm，铺贴过程中每1－3层抽真空压实1次。
2、合模并加捻：将压实后的左侧立筋和右侧立筋组合，在R区填充捻条。
3、铺贴缘条：在主体凸模上铺贴异形环状筋条结构的缘条，抽真空压实。
4、合模后立筋与缘条组合：将步骤2中形成的合模后立筋及其芯模，转移至缘条铺层相应位置，通过芯模定位连接孔和销钉连接，与主体凸模套合。
5、铺贴对接区：在分段芯模对接区铺贴连接层，铺层料片逐层增大至不小于25mm，连接层与立筋铺层对接拼接，形成完整的环状整体铺层。
6、制袋。
7、固化。
本发明的优点包括：
(1)突破传统思路，克服现有技术上的不足，提供一种复合材料异形环状筋条结构的整体成型方法。通过芯模工装分段制造，铺贴后分段转移至主体模具，然后销钉连接的方式，实现了异形环状结构芯模与主体凸模的套合，满足异形复合材料环状筋条一次整体成型的功能要求。
(2)设计环状筋条整体铺层方案，在主体凸模上完成筋条缘条的铺贴，在主体凸模外完成左右侧立筋的铺贴及对合、加捻，转移至主体凸模后铺贴连接区料片，最终形成完整的环状整体铺层。该铺层方案既满足设计整体化结构要求，同时解决了异形环状筋条无法整体铺贴成型的难题，铺层操作简便，成型质量的一致性高。
附图说明
图1异型环状筋条结构示意图
图2异型环状筋条结构A－A剖面的铺层示意图
图3成型模具示意图
图4成型模具B－B剖面结构示意图
图5立筋铺贴芯模连接区示意图
图6异形环状筋条结构对接区铺层示意图
图中编号说明：1、左侧立筋；2、右侧立筋；3、缘条；4、R区；5、主体凸模；6、立筋铺贴芯模；7、分割面；8、左侧芯模；9、右侧芯模；10、定位连接孔；11、销钉；12、对接区；13、连接层。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：
如图1－5所示为异形环状筋条结构整体成型模具示意图，由图可知，异形环状筋条结构的成型模具包括主体凸模5，立筋铺贴芯模6两部分。主体凸模5为环状结构，其外形与异形环状筋条结构的内形一致。立筋铺贴芯模2为分段结构，以环状结构曲率变化最大位置处作为分割面7，每段结构包括左右两侧芯模，左侧芯模8和右侧芯模9上设有精确的定位连接孔10。芯模之间采用精致销钉11机械连接。
成型方法具体步骤如下：
1、铺贴左侧立筋1和右侧立筋2：在左侧芯模8上铺贴异形环状筋条结构左侧立筋1，在右侧芯模9上铺贴右侧立筋2，铺层料片的环向长度逐层减小至少25mm，铺贴过程中每1－3层抽真空压实1次。
2、合模并加捻：将压实后的左侧立筋1右侧立筋2组合，在R区4填充捻条。
3、铺贴缘条：在主体凸模5上铺贴异形环状筋条结构的缘条3，抽真空压实。
4、合模后立筋与缘条组合：将步骤2中形成的合模后立筋及其芯模，转移至缘条3铺层相应位置，通过芯模定位连接孔10和销钉11连接，与主体凸模5套合。
5、铺贴对接区：在分段芯模对接区12铺贴连接层13，铺层料片逐层L增大至不小于25mm，连接层13与立筋铺层对接拼接，形成完整的环状整体铺层。
6、制袋。
7、固化。
本发明中所述的异形环状结构包括圆环、椭圆环、任意带有凹面或凸面的环形。
本发明中所述的所述的筋条剖面形状包括L形、T型、工型、Z型和帽型等。

Claims (8)

1.一种复合材料异形环状筋条结构的成型模具，其特征在于包括主体凸模和立筋铺贴芯模，主体凸模为环状结构，其外形与异形环状筋条结构的内形一致，立筋铺贴芯模为分段结构，以异形环状筋条结构曲率变化最大位置作为分割面，每段立筋铺贴芯模包括左侧芯模和右侧芯模。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料异形环状筋条结构的成型模具，其特征在于立筋铺贴芯模的左侧芯模和右侧芯模上设有精确的定位连接孔。
3.一种复合材料异形环状筋条结构的成型方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1铺贴左侧立筋和右侧立筋；
步骤2合模并加捻；
步骤3铺贴缘条；
步骤4合模后立筋与缘条组合；
步骤5铺贴对接区；
步骤6制袋；
步骤7固化。
4.根据权利要求3所述的一种复合材料异形环状筋条结构的成型方法，其特征在于所述的步骤1具体过程为：在左侧芯模上铺贴异形环状筋条结构左侧立筋，在右侧芯模上铺贴右侧立筋，铺层料片的环向长度逐层减小至少25mm，铺贴过程中每1－3层抽真空压实1次。
5.根据权利要求3所述的一种复合材料异形环状筋条结构的成型方法，其特征在于所述的步骤2具体过程为：将压实后的左侧立筋和右侧立筋组合，在R区填充捻条。
6.根据权利要求3所述的一种复合材料异形环状筋条结构的成型方法，其特征在于所述的步骤3具体过程为：在主体凸模上铺贴异形环状筋条结构的缘条，抽真空压实。
7.根据权利要求3所述的一种复合材料异形环状筋条结构的成型方法，其特征在于所述的步骤4具体过程为：将步骤2中形成的合模后立筋及其芯模，转移至缘条铺层相应位置，通过芯模定位连接孔和销钉连接，与主体凸模套合。
8.根据权利要求3所述的一种复合材料异形环状筋条结构的成型方法，其特征在于所述的步骤5具体过程为：在分段芯模对接区铺贴连接层，铺层料片逐层增大至不小于25mm，连接层与立筋铺层对接拼接，形成完整的环状整体铺层。
CN201910715588.1A 2019-08-02 2019-08-02 一种复合材料异形环状筋条结构的成型模具和成型方法 Pending CN110466096A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910715588.1A CN110466096A (zh) 2019-08-02 2019-08-02 一种复合材料异形环状筋条结构的成型模具和成型方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910715588.1A CN110466096A (zh) 2019-08-02 2019-08-02 一种复合材料异形环状筋条结构的成型模具和成型方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110466096A true CN110466096A (zh) 2019-11-19

Family

ID=68509418

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910715588.1A Pending CN110466096A (zh) 2019-08-02 2019-08-02 一种复合材料异形环状筋条结构的成型模具和成型方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110466096A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113771388A (zh) * 2021-11-11 2021-12-10 北京玻钢院复合材料有限公司 一种异形复合材料增强网格筋的成型方法及其异形蒙皮舱段
CN115008789A (zh) * 2022-06-01 2022-09-06 西安拓飞复合材料有限公司 一种新型天线支架的成型工艺方法及其产品

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103038051A (zh) * 2010-02-05 2013-04-10 里尔喷射机公司 构造复合材料组件的系统及方法
CN108068362A (zh) * 2016-11-14 2018-05-25 昌河飞机工业（集团）有限责任公司 一种π型截面环状复材零件的成型工装及方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103038051A (zh) * 2010-02-05 2013-04-10 里尔喷射机公司 构造复合材料组件的系统及方法
CN108068362A (zh) * 2016-11-14 2018-05-25 昌河飞机工业（集团）有限责任公司 一种π型截面环状复材零件的成型工装及方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113771388A (zh) * 2021-11-11 2021-12-10 北京玻钢院复合材料有限公司 一种异形复合材料增强网格筋的成型方法及其异形蒙皮舱段
CN115008789A (zh) * 2022-06-01 2022-09-06 西安拓飞复合材料有限公司 一种新型天线支架的成型工艺方法及其产品

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102490899A (zh) 无人直升机复合材料旋翼桨叶及其制作方法
CN104589670B (zh) 一种复合材料空腔结构气囊成型的气体通道设计方法
CN102114706B (zh) 一种复合材料部件框、梁和蒙皮整体共固化成型方法
CN103341987A (zh) Ω长桁纵横加筋复合材料整体壁板共固化工艺
CN101758923B (zh) 一种复合材料盒形肋及其制作方法
CN110466096A (zh) 一种复合材料异形环状筋条结构的成型模具和成型方法
CN107139514B (zh) 一种气囊辅助复合材料加筋壁板的制造方法
CN104393421B (zh) 一种分瓣式高精度全复合材料天线反射器
CN110450937A (zh) 复合材料“工”型长桁壁板结构、成型模具及成型方法
CN110524908A (zh) 一种无人机复合材料平尾整体固化成型工装
CN108943766A (zh) 一种复合材料t型加筋壁板共胶接成型工艺
CN103343868B (zh) 一种复合材料星敏支架制备方法
CN102825683A (zh) 硅胶模具组件和硅胶模具及其制造工装
CN110281547A (zh) 一种实现大曲率ω型加筋壁板共固化的方法
CN202702639U (zh) 飞行器翼型件腹鳍成型装置
CN205439030U (zh) 双层全塑船舶滚塑制造设备中的模具
CN202529145U (zh) 无人直升机复合材料旋翼桨叶
CN106335644A (zh) 一种整体成型尾喷口结构
CN109849370A (zh) 一种火箭/导弹发动机级间连接结构的加工方法
CN109591329A (zh) 一种碳纤维全高度泡沫夹芯复合材料舵面结构及其制备方法
CN211888589U (zh) 一种用于飞机钣金零部件液压机的橡皮囊
CN108749025A (zh) 一种用于制造u形复合材料整体化加筋部件的方法
CN210190664U (zh) 复合材料盒管组合型封闭腔零件固化成型装置
CN105881937A (zh) 用于复合材料成型的整体双层气囊及其制造方法
CN206125445U (zh) 一种整体成型尾喷口结构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20191119

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication