CN110480884B - 模具、组装预成型结构的制造方法和壁板结构的制造方法 - Google Patents

模具、组装预成型结构的制造方法和壁板结构的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种模具、组装预成型结构的制造方法和壁板结构的制造方法，本发明的U型长桁预成型的模具包括基座、刚性模具和弹性模具，刚性模具可拆卸地置于基座上，刚性模具呈U型结构，且刚性模具包覆在基座的相邻三个外侧壁面上，弹性模具置于刚性模具上，弹性模具呈U型结构，且弹性模具包覆在刚性模具的外侧壁面上。该U型长桁预成型的模具降低了模具制造成本，间接地提高了U型预浸料铺层在蒙皮铺层上的铺叠效率，改进了长桁拐角处的质量，保证了产品的质量和精度，简化了工艺过程。

Description

模具、组装预成型结构的制造方法和壁板结构的制造方法
技术领域
本发明涉及航空制造技术领域，尤其涉及一种模具、组装预成型结构的制造方法和壁板结构的制造方法。
背景技术
复合材料以其比刚度高、可设计性强、易于整体成型等优点，在航空航天领域得到广泛应用。在飞行器领域中，复合材料已经用做机翼蒙皮(又名：机翼壁板)、机身、水平尾翼、副翼、垂尾、侧壁板、隔框、翼肋和加强筋等主承力构件。其中，以T型和U型长桁作为加强筋的壁板广泛应用于机身主承力结构。但目前的U型长桁单元铺叠模多为直角型材全钢模，铺叠过程中难以保证垂直部分预浸料与模具面的充分贴合，以及R角区域的充分压实，从而导致外加压力传递不到位，最终出现壁板长桁分层及孔隙缺陷，影响产品质量。T型长桁壁板结构由于长桁底部铺层和蒙皮的胶接面积比较小，长桁容易脱胶从而影响到整个壁板结构的质量。此外，目前的T型和U型长桁壁板结构固化过程中，两侧长桁单元铺层由铺叠工装模取下转移到固化工装后需要重新定位与组合，精度不易保证，工序繁琐且影响长桁轴线定位精准度，容易出现长桁轴线度及直线度不满足要求的情况，同时，其制件的表面质量不佳。
发明内容
本发明的目的在于提出一种U型长桁预成型的模具，该模具降低模具制造成本，间接地提高了U型预浸料铺层在蒙皮铺层上的铺叠效率，改进了长桁拐角处的质量，保证了产品的质量和精度，简化了工艺过程。
本发明的另一目的在于提出一种U型长桁组装预成型结构的制造方法，该制造方法提高了U型预浸料铺层在蒙皮铺层上的铺叠效率，降低了模具制造成本，改进了长桁拐角处质量，保证了产品的质量和精度，简化了工艺过程。
本发明的第三个目的在于提出一种U型长桁壁板结构的制造方法，该制造方法提高了U型预浸料铺层在蒙皮铺层上的铺叠效率，降低了模具制造成本，改进了长桁拐角处质量，保证了产品的质量和精度，简化了工艺过程。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种U型长桁预成型的模具包括基座、刚性模具和弹性模具；所述刚性模具可拆卸地置于所述基座上，所述刚性模具呈U型结构，且所述刚性模具包覆在所述基座的相邻三个外侧壁面上；所述弹性模具置于所述刚性模具上，所述弹性模具呈U型结构，且所述弹性模具包覆在所述刚性模具的外侧壁面上。
可选地，所述基座包括底部和凸起部，所述凸起部连接在所述底部上，所述凸起部的宽度在远离所述底部的方向上逐渐减小。
可选地，所述基座和所述刚性模具的其中一个设有卡槽，另外一个设有与所述卡槽配合的卡凸。
可选地，所述刚性模具的外侧壁拐角处均为圆弧形。
可选地，所述弹性模具的内侧壁拐角处及外侧壁拐角处均为圆弧形。
本模具相对现有技术的有益效果是：U型长桁预成型的模具包括基座、刚性模具和弹性模具，U型刚性模具可拆卸地置于基座上，并且包覆在基座的相邻三个外侧壁面上，U型弹性模具置于U型刚性模具上，U型弹性模具包覆在U型刚性模具的外侧壁面上。该U型长桁预成型的模具降低了模具制造成本，间接地提高了U型预浸料铺层在蒙皮铺层上的铺叠效率，改进了长桁拐角处质量，保证了产品的质量和精度，简化了工艺过程。
一种U型长桁组装预成型结构的制造方法，该方法采用所述U型长桁预成型的模具，该方法包括以下步骤：
S1，所述刚性模具安装在所述基座上；
S2，在所述刚性模具上铺贴多层结构经固化、铣切形成为U型结构的弹性模具；
S3，将预浸料铺层铺设在所述弹性模具上，经真空预压实后形成U型预浸料铺层，此时，所述基座、所述刚性模具、所述弹性模具和所述U型预浸料铺层形成U型长桁预成型结构；
S4，将多个所述U行长桁预成型结构沿水平方向分布，相邻两个所述U型长桁预成型结构之间放置中间插层。
可选地，在S4步骤中，每个所述中间插层固定连接每两个所述U型预浸料铺层。
可选地，多个所述U型长桁预成型结构的所述基座的底面共面设置。
可选地，每个所述U型预浸料铺层与所述中间插层均有间隙，所述间隙内填充有填充料。
本制造方法相对现有技术的有益效果是：刚性模具安装在基座上，在刚性模具上铺贴多层结构经固化、铣切形成为U型结构的弹性模具，再将预浸料铺层铺设在弹性模具上，经真空预压实后形成U型预浸料铺层，此时，基座、刚性模具、弹性模具和U型预浸料铺层形成U型长桁预成型结构，将多个U行长桁预成型结构沿水平方向分布，相邻两个U型长桁预成型结构之间放置中间插层。该U型长桁组装预成型结构的制造方法提高了U型预浸料铺层在蒙皮铺层上的铺叠效率，降低模具制造成本，改进长桁拐角处质量，保证产品的质量和精度，简化了工艺过程。
一种U型长桁壁板结构的制造方法，该方法包括以下步骤：
Q1：将所述U型长桁组装预成型结构中的所述基座拆除；
Q2：把铺有蒙皮铺层的蒙皮工装在水平方向上放置；
Q3：将拆除所述基座之后的所述U型长桁组装预成型结构整体旋转180度后放置在所述蒙皮铺层上；
Q4：将所述U型预浸料铺层和所述蒙皮铺层真空封装后在给定温度、压力下共固化或共胶接成型；
Q5：拆除所述蒙皮工装、所述刚性模具和所述弹性模具。
本制造方法相对现有技术的有益效果是：将U型长桁组装预成型结构中的基座拆除，把铺有蒙皮铺层的蒙皮工装在水平方向上放置，将拆除基座之后的U型长桁组装预成型结构整体旋转180度后放置在蒙皮铺层上，将U型预浸料铺层和蒙皮铺层真空封装后在给定温度、压力下共固化或共胶接成型，拆除蒙皮工装、刚性模具和弹性模具，最后获得U型长桁壁板结构。该U型长桁壁板结构的制造方法提高了U型预浸料铺层在蒙皮铺层上的铺叠效率，降低模具制造成本，改进长桁拐角处质量，保证产品的质量和精度，简化了工艺过程。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的U型长桁预成型的模具的结构示意图；
图2是本发明具体实施方式提供的U型长桁组装预成型结构的结构示意图；
图3是本发明具体实施方式提供的U型长桁壁板结构与刚性模具、弹性模具和蒙皮工装未拆开时的结构示意图；
图4是本发明具体实施方式提供的U型长桁壁板结构的结构示意图；
图5是本发明具体实施方式提供的U型长桁组装预成型结构的制造方法的流程图；
图6是本发明具体实施方式提供的U型长桁壁板结构的制造方法的流程图。
附图标记：
基座-1，底部-11，凸起部-12，刚性模具-2，卡凸-21，弹性模具-3，U型预浸料铺层-4，中间插层-5，填充料-6，蒙皮铺层-7，蒙皮工装-8。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
下面参考图1描述本发明实施例的U型长桁预成型的模具。
本发明中的U型长桁预成型的模具包括基座1、刚性模具2和弹性模具3，刚性模具2可拆卸地置于基座1上，刚性模具2呈U型结构，且刚性模具2包覆在基座1的相邻三个外侧壁面上；弹性模具3置于刚性模具2上，弹性模具3呈U型结构，且弹性模具3包覆在刚性模具2的外侧壁面上。
可以理解的是，该U型长桁预成型的模具是制造U型长桁壁板结构的重要基础，其降低了模具制造成本，间接地提高了U型预浸料铺层4在蒙皮铺层7上的铺叠效率，改进了长桁拐角处的质量，保证了产品的质量和精度以及简化了工艺过程。
其中，刚性模具2呈U型结构，确保了长桁的定位及纵向准直度。弹性模具3呈U型结构，其热膨胀性确保了U型长桁拐角处及三角区纤维铺层法向压力的有效传递，避免了压力传递不到位导致的纤维分层及孔隙等缺陷，保证了U型长桁壁板结构的质量。需要说明的是，弹性模具3采用AIRPAD橡胶片+预浸料铺层+AIRPAD橡胶片的结构形式，当然，在本发明的一些实施例中，弹性模具3可以根据具体需要选择其他的结构形式。
可选地，基座1包括底部11和凸起部12，凸起部12连接在底部11上，凸起部12的宽度在远离底部11的方向上逐渐减小。
需要说明的是，凸起部12的宽度在远离底部11的方向逐渐减少，可知凸起部12呈上窄下宽的梯形结构，便于操作人员把刚性模具2从基座1中拆出。另外，底部11和凸起部12可以是一体成型结构，也可以采用焊接、粘接等其他方式固定连接。
可选地，基座1和刚性模具2的其中一个设有卡槽，另外一个设有与卡槽配合的卡凸21。
可以理解的是，基座1和刚性模具2上设有卡槽和卡凸21的配合连接件，提高了刚性模具2置于基座1上的稳定性，不易松动，进一步地提高了产品的质量和精度。当然，在本发明的其他实施例中，基座1和刚性模具2的连接不限于卡槽和卡凸21的配合方式，可以根据具体情况进行选择。
可选地，刚性模具2的外侧壁拐角处均为圆弧形。需要说明的是，刚性模具2的外侧壁拐角均为圆弧形，确保了长桁的定位及纵向准直度。
可选地，弹性模具3的内侧壁拐角处及外侧壁拐角处均为圆弧形。需要说明的是，弹性模具的内侧壁拐角处及外侧壁拐角处均为圆弧形，确保了固化过程中外加压力在长桁结构上有效的传递，且有效地减轻了U型预浸料铺层4拐角处出现的应力集中现象，从而避免了U型预浸料铺层4出现分层、孔隙等缺陷，保证了U型长桁壁板结构的质量。
根据图2和图4描述本发明实施例中的U型长桁组装预成型结构的制造方法。
本发明中的U型长桁组装预成型结构的制造方法，该方法采用U型长桁预成型的模具，该方法包括以下步骤：
S1，刚性模具2安装在基座1上；
S2，在刚性模具2上铺贴多层结构经固化、铣切形成为U型结构的弹性模具3；
S3，将预浸料铺层铺设在弹性模具3上，经真空预压实后形成U型预浸料铺层4，此时，基座1、刚性模具2、弹性模具3和U型预浸料铺层4形成U型长桁预成型结构；
S4，将多个U行长桁预成型结构沿水平方向分布，相邻两个U型长桁预成型结构之间放置中间插层5。
需要说明的是，该U型长桁组装预成型结构的制造方法提高了U型预浸料铺层4在蒙皮铺层7上的铺叠效率，降低模具制造成本，改进长桁拐角处质量，保证产品的质量和精度，简化了工艺过程。其中，在S4步骤中，将多个U行长桁预成型结构沿水平方向分布，相邻两个U型长桁预成型结构之间放置中间插层5形成U行长桁预成型结构组，便于后期的定位，且长桁轴线度和直线度易获得保证，进一步地提高了产品的质量和精度。此外，在S2步骤中的多层结构可以为AIRPAD橡胶片+预浸料铺层+AIRPAD橡胶片的结构。
有利地，U型预浸料铺层4为复合材料。复合材料具有刚度高、可设计性强、易于整体成型的优点。
可选地，在S4步骤中，每个中间插层5固定连接每两个U型预浸料铺层4。可以理解的是，由于U型预浸料铺层4固化后，相邻的两个U型预浸料铺层4如果直接粘接会使得两个U型预浸料铺层4连接不稳定。而在本发明中，采用中间插层5作为媒介将两个U型预浸料铺层4连接在一起，保证了两个U型预浸料铺层4的连接稳定性。并且，多个U型预浸料铺层4中每个中间插层5固定连接每两个U型预浸料铺层4，有利于后续操作将多个U型预浸料铺层4与其他部件进行定位，不必每个U型预浸料铺层4单独定位，提升了定位精度和定位效率。
可选地，多个U型长桁预成型结构的基座1的底面共面设置。其便于后期的定位，且长桁轴线度和直线度易获得保证，进一步地提高了产品的质量和精度。
可选地，每个U型预浸料铺层4与中间插层5均有间隙，间隙内填充有填充料6。需要说明的是，在U型预浸料铺层4与中间插层5的间隙内填充填充料6，并充分压实，有效地传递外加压力，控制了分层、孔隙等缺陷，进一步地保证了尺寸精度和产品质量。一般情况下，填充料6为捻子条，当然，在本发明的其他实施例中，填充料6不限于捻子条，可以根据具体需要进行选择。
根据图3、图4和图6描述本发明实施例中的U型长桁壁板结构的制造方法。
本发明的U型长桁壁板结构的制造方法，该方法包括以下步骤：
Q1：将U型长桁组装预成型结构中的基座1拆除；
Q2：把铺有蒙皮铺层7的蒙皮工装8在水平方向上放置；
Q3：将拆除基座1之后的U型长桁组装预成型结构整体旋转180度后放置在蒙皮铺层7上；
Q4：将U型预浸料铺层4和蒙皮铺层7真空封装后在给定温度、压力下共固化或共胶接成型；
Q5：拆除蒙皮工装8、刚性模具2和弹性模具3。
可以理解的是，将U型长桁组装预成型结构整体旋转180度后放置在蒙皮铺层7上，将U型预浸料铺层4和蒙皮铺层7真空封装后在给定温度、压力下共固化或共胶接成型，拆除蒙皮工装8、刚性模具2和弹性模具3，最后获得U型长桁壁板结构。该U型长桁壁板结构的制造方法提高了U型预浸料铺层4在蒙皮铺层7上的铺叠效率，降低模具制造成本，改进长桁拐角处质量，保证产品的质量和精度，简化了工艺过程。其中，在S4步骤中，U型预浸料铺层4与蒙皮铺层7完全贴合，两者的胶接面积较大，稳定性强，有效地避免了长桁脱胶从而影响U型长桁壁板结构的质量。
需要补充说明的是，一般情况下，给定温度范围为25℃-200℃，压力范围为1-8个标准大气压。当然，在本发明的其他实施例中，给定的温度和压力范围可以根据具体情况进行调整。
下面描述本发明的一个具体实施例的U型长桁壁板结构的制造方法。
第一步，刚性模具2安装在基座1上；
第二步，在刚性模具2上铺贴多层结构经固化、铣切形成为U型结构的弹性模具；
第三步，将预浸料铺层铺设在弹性模具3上，经真空预压实后形成U型预浸料铺层4，此时，基座1、刚性模具2、弹性模具3和U型预浸料铺层4形成U型长桁预成型结构；
第四步，将多个U行长桁预成型结构沿水平方向分布，相邻两个U型长桁预成型结构之间放置中间插层5，每个中间插层5固定连接每两个U型预浸料铺层4，多个U型长桁预成型结构的基座1的底面共面设置，每个U型预浸料铺层4与中间插层5均有间隙，间隙内填充有捻子条。
第五步，将U型长桁组装预成型结构中的基座1拆除；
第六步，把铺有蒙皮铺层7的蒙皮工装8在水平方向上放置；
第七步，将拆除基座1之后的U型长桁组装预成型结构整体旋转180度后放置在蒙皮铺层7上；
第八步，将U型预浸料铺层4和蒙皮铺层7真空封装后在给定温度、压力下共固化或共胶接成型；
第九步，拆除蒙皮工装8、刚性模具2和弹性模具3。
在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
此外，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，“相连”、“连接”、“安装”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述属于在本发明中的具体含义。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种U型长桁预成型的模具，其特征在于，包括：
基座（1），所述基座（1）包括底部（11）和凸起部（12），所述凸起部（12）连接在所述底部（11）上，所述凸起部（12）的宽度在远离所述底部（11）的方向上逐渐减小；
刚性模具（2），所述刚性模具（2）可拆卸地置于所述基座（1）上，所述刚性模具（2）呈U型结构，且所述刚性模具（2）包覆在所述基座（1）的相邻三个外侧壁面上；
弹性模具（3），所述弹性模具（3）置于所述刚性模具（2）上，所述弹性模具（3）呈U型结构，且所述弹性模具（3）包覆在所述刚性模具（2）的外侧壁面上；所述刚性模具（2）的外侧壁拐角处均为圆弧形；所述弹性模具（3）的内侧壁拐角处及外侧壁拐角处均为圆弧形；
所述弹性模具 （3）由经固化的多层结构组成，所述多层结构为AIRPAD橡胶片+预浸料铺层+AIRPAD橡胶片的结构。
2.如权利要求1所述的U型长桁预成型的模具，其特征在于，所述基座（1）和所述刚性模具（2）的其中一个设有卡槽，另外一个设有与所述卡槽配合的卡凸（21）。
3.一种U型长桁组装预成型结构的制造方法，其特征在于，该方法采用如权利要求1-2任一项的所述U型长桁预成型的模具，该方法包括以下步骤：
S1，所述刚性模具（2）安装在所述基座（1）上；
S2，在所述刚性模具（2）上铺贴多层结构经固化、铣切形成为U型结构的弹性模具；
S3，将预浸料铺层铺设在所述弹性模具（3）上，经真空预压实后形成U型
预浸料铺层（4），此时，所述基座（1）、所述刚性模具（2）、所述弹性模具（3）和所述U型预浸料铺层（4）形成U型长桁预成型结构；
S4，将多个所述U型长桁预成型结构沿水平方向分布，相邻两个所述U型
长桁预成型结构之间放置中间插层（5），每个所述中间插层（5）固定连接每两个所述U型预浸料铺层（4）。
4.如权利要求3所述的U型长桁组装预成型结构的制造方法，其特征在于，多个所述U型长桁预成型结构的所述基座（1）的底面共面设置。
5.如权利要求3所述的U型长桁组装预成型结构的制造方法，其特征在于，每个所述U型预浸料铺层（4）与所述中间插层（5）均有间隙，所述间隙内填充有填充料（6）。
6.一种U型长桁壁板结构的制造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
Q1：将如权利要求3所述的方法制造的U型长桁组装预成型结构中的所述基座（1）拆除；
Q2：把铺有蒙皮铺层（7）的蒙皮工装（8）在水平方向上放置；
Q3：将拆除所述基座（1）之后的所述U型长桁组装预成型结构整体旋转180度后放置在所述蒙皮铺层（7）上；
Q4：将所述U型预浸料铺层（4）和所述蒙皮铺层（7）真空封装后在给定温度、压力下共固化或共胶接成型；
Q5：拆除所述蒙皮工装（8）、所述刚性模具（2）和所述弹性模具（3）。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110480884B (zh) * 2019-08-22 2022-06-24 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 模具、组装预成型结构的制造方法和壁板结构的制造方法
CN110978564B (zh) * 2019-12-13 2021-11-02 中国航空工业集团公司基础技术研究院 一种u形单元加筋壁板的整体成型方法
CN111016003B (zh) * 2019-12-13 2021-09-07 西安鑫垚陶瓷复合材料有限公司 定型工装及使用定型工装的C/SiC复合材料结构件成型方法
CN111347694B (zh) * 2020-03-18 2021-08-31 广联航空工业股份有限公司 一种带立筋复合材料加筋壁板热压罐整体成型方法
CN112356462B (zh) * 2020-10-16 2023-03-24 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 复合材料u型长桁加筋壁板结构的整体成型工装及工艺

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5817269A (en) * 1996-10-25 1998-10-06 The Boeing Company Composite fabrication method and tooling to improve part consolidation
FR2863197B1 (fr) * 2003-12-04 2006-03-03 Airbus France Procede de mise en place des elements d'un panneau auto-raidi en composite preimpregne
RU2333832C2 (ru) * 2006-09-15 2008-09-20 ФГУП Кумертауское авиационное производственное предприятие Способ изготовления многоканальных лопастей из композиционных материалов
CN103042700B (zh) * 2012-12-27 2014-10-29 中国科学院工程热物理研究所 一种分段叶片一体化成型方法及装置
ES2626352T3 (es) * 2013-05-30 2017-07-24 Airbus Operations S.L. Herramienta híbrida para curar piezas de material compuesto
CN107253334B (zh) * 2017-04-28 2023-03-21 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 一种成型复合材料t形长桁加筋壁板的模具及工艺
CN207327652U (zh) * 2017-08-22 2018-05-08 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 用于t型长桁的预成型和/或其与壁板的组装定位的模具
CN107415280B (zh) * 2017-08-22 2023-08-01 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 用于t型长桁的预成型和/或其与壁板定位的模具和方法
CN108248071B (zh) * 2018-01-15 2020-07-31 成都市泰格尔航天航空科技有限公司 口形梁的制造方法
CN109203492A (zh) * 2018-09-04 2019-01-15 沈阳飞机工业（集团）有限公司 一种大尺寸加筋壁板成型方法
CN209063598U (zh) * 2018-11-14 2019-07-05 中国商用飞机有限责任公司 一种t型长桁壁板结构的成型模具
CN110480884B (zh) * 2019-08-22 2022-06-24 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 模具、组装预成型结构的制造方法和壁板结构的制造方法

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