CN110561776A - 一种大尺寸泡沫夹层结构复合材料制件型面加工工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大尺寸泡沫夹层结构复合材料制件型面加工工艺方法，包括以下步骤：1)将泡沫毛坯结构制件分为上、下两个型面；2)将泡沫毛坯结构固定在机加工装上，机加出泡沫夹层结构上型面及周边立面；3)对泡沫夹层结构上型面及周边立面铺覆复合材料固化；4)对泡沫夹层结构上型面及周边立面铺覆的复合材料进行外形机加，形成复合材料上型面及周边立面，并钻制工艺定位孔；5)将泡沫毛坯结构翻转并转移至其它机加工装上，机加出泡沫夹层结构下型面；6)对泡沫夹层结构下型面铺覆复合材料固化；7)对泡沫夹层结构下型面铺覆的复合材料进行外形机加，形成复合材料下型面，本发明成功解决了大尺寸泡沫夹层结构无定位基准问题。
Description
技术领域
本发明涉及复合材料制件型面加工工艺方法，特别涉及一种大尺寸泡沫夹层结构复合材料制件型面加工工艺方法。
背景技术
复合材料泡沫夹层结构具有比强度高、比模量高、质量轻等优点，增加泡沫的厚度，可以在增加质量很小的前提下，大幅度提高结构的刚度，达到减重增强的效果。泡沫夹层结构复合材料越来越多的应用在飞机机翼、尾翼等部件。对于传统的复合材料泡沫夹层结构，通常的工艺是将复合材料罩体与泡沫夹层结构各自独立成型，然后再进行胶接固化。这种工艺过程中，泡沫结构可通过留工艺余量设计数控机加基准面，保证泡沫型面。但是有些大尺寸泡沫夹层需要整个外型面全部铺贴复合材料，形成一个密闭结构，这种情况下进行泡沫外形加工，在外侧铺贴复合材料固化后，会导致大尺寸泡沫夹层结构变形，同时由于全尺寸铺贴复合材料，无法建立机加基准，在复材固化后无法对大尺寸泡沫夹层结构进行外型面数控加工。
发明内容
本发明的目的：提供一种大尺寸泡沫夹层结构复合材料制件型面加工工艺方法，用以解决大尺寸泡沫夹层结构复合材料制件分次成型后因变形及无定位和机加基准问题，导致无法进行外形的整体数控机加问题。
本发明的技术方案：
一种大尺寸泡沫夹层结构复合材料制件型面加工工艺方法，包括以下步骤：
步骤1：将泡沫毛坯结构制件分为上、下两个型面；
步骤2：将泡沫毛坯结构固定在机加工装上，机加出泡沫夹层结构上型面及周边立面；
步骤3：对泡沫夹层结构上型面及周边立面铺覆复合材料固化，固化时保证泡沫毛坯结构始终固定在机加工装上；
步骤4：对泡沫夹层结构上型面及周边立面铺覆的复合材料进行外形机加，形成复合材料上型面及周边立面，并钻制工艺定位孔；
步骤5：将泡沫毛坯结构翻转并转移至其它机加工装上，机加出泡沫夹层结构下型面；
步骤6：对泡沫夹层结构下型面铺覆复合材料固化，固化时保证泡沫毛坯结构始终固定在机加工装上；
步骤7：对泡沫夹层结构下型面铺覆的复合材料进行外形机加，形成复合材料下型面。
步骤2所述的将泡沫毛坯结构固定在机加工装上，机加出泡沫夹层结构上型面及周边立面，具体为：将泡沫毛坯结构固定在机加工装上，根据泡沫夹层结构的理论外形，机加出泡沫夹层结构上型面及周边立面。
步骤3、步骤6所述的复合材料均为纤维增强树脂基复合材料。
步骤4所述的工艺定位孔位于泡沫夹层结构上型面边缘。
步骤4所述的工艺定位孔数量为四个，孔位精度为Φ0.1。
步骤4所述的复合材料上型面及周边立面型面精度为±0.1mm。
步骤5所述的将泡沫毛坯结构翻转并转移至其它机加工装上，机加出泡沫夹层结构的下型面，具体为：将泡沫毛坯结构翻转并转移至其它机加工装上，将泡沫毛坯结构通过已加工好的工艺定位孔及周边立面定位，机加出泡沫夹层结构的下型面。
步骤2所述的泡沫夹层结构上型面及周边立面的型面精度为±0.2mm。
步骤5所述的泡沫夹层结构下型面的型面精度为±0.2mm。
步骤7所述的复合材料下型面的型面精度为±0.1mm。
本发明的有益效果：
本发明成功解决了大尺寸泡沫夹层结构成型引起的结构变形对机加带来的影响，解决了大尺寸泡沫夹层结构无定位基准问题，保证了大尺寸泡沫夹层结构型面精度，具有良好的质量效益和经济效益。
附图说明
图1为泡沫毛坯结构的结构示意图；
图2为机加泡沫夹层结构上型面及周边立面示意图；
图3为机加泡沫夹层结构下型面立面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的介绍，本发明所述的一种大尺寸泡沫夹层结构复合材料制件型面加工工艺方法，包括以下步骤：
步骤1：将泡沫毛坯结构制件分为上、下两个型面，得到的泡沫毛坯结构上、下型面如图1所示；
步骤2：将泡沫毛坯结构固定在机加工装上，根据泡沫夹层结构的理论外形，机加出泡沫夹层结构上型面及周边立面，如图2所示，泡沫夹层结构上型面及周边立面的型面精度为±0.2mm，保证产品外型面更接近理论外型面；
步骤3：对泡沫夹层结构上型面及周边立面铺覆复合材料固化，固化时保证泡沫毛坯结构始终固定在机加工装上，复合材料为纤维增强树脂基复合材料，该种复合材料强度高、抗变形能力强，热膨胀系数小、耐化学性能优良，广泛应用于各种成型固化工艺。
步骤4：对泡沫夹层结构上型面及周边立面铺覆的复合材料进行外形机加，形成复合材料上型面及周边立面，复合材料上型面及周边立面型面精度为±0.1mm，并钻制工艺定位孔，工艺定位孔的数量为四个，且位于泡沫夹层结构上型面边缘，便于安装，孔位精度为Φ0.1，与机加工装的定位销相匹配；
步骤5：将泡沫毛坯结构翻转并转移至其它机加工装上，将泡沫毛坯结构通过已加工好的工艺定位孔及周边立面定位，机加出泡沫夹层结构下型面，如图3所示，泡沫夹层结构下型面的型面精度为±0.2mm，保证产品外型面更接近理论外型面；
步骤6：对泡沫夹层结构下型面铺覆复合材料固化，固化时保证泡沫毛坯结构始终固定在机加工装上；
步骤7：对泡沫夹层结构下型面铺覆的复合材料进行外形机加，形成复合材料下型面，复合材料下型面的型面精度为±0.1mm。
例如某型机翼结构是一种经本发明的方法加工出来的泡沫夹层结构，其中最大轮廓尺寸4000mm×1346mm×233mm，整个泡沫外形铺贴复合材料。
本发明成功解决了大尺寸泡沫夹层结构成型引起的结构变形对机加带来的影响，解决了大尺寸泡沫夹层结构无定位基准问题，保证了大尺寸泡沫夹层结构型面精度，具有良好的质量效益和经济效益。
Claims (10)
1.一种大尺寸泡沫夹层结构复合材料制件型面加工工艺方法，其特征为：包括以下步骤：
步骤1：将泡沫毛坯结构制件分为上、下两个型面；
步骤2：将泡沫毛坯结构固定在机加工装上，机加出泡沫夹层结构上型面及周边立面；
步骤3：对泡沫夹层结构上型面及周边立面铺覆复合材料固化，固化时保证泡沫毛坯结构始终固定在机加工装上；
步骤4：对泡沫夹层结构上型面及周边立面铺覆的复合材料进行外形机加，形成复合材料上型面及周边立面，并钻制工艺定位孔；
步骤5：将泡沫毛坯结构翻转并转移至其它机加工装上，机加出泡沫夹层结构下型面；
步骤6：对泡沫夹层结构下型面铺覆复合材料固化，固化时保证泡沫毛坯结构始终固定在机加工装上；
步骤7：对泡沫夹层结构下型面铺覆的复合材料进行外形机加，形成复合材料下型面。
2.根据权利要求1所述的一种大尺寸泡沫夹层结构复合材料制件型面加工工艺方法，其特征为：步骤2所述的将泡沫毛坯结构固定在机加工装上，机加出泡沫夹层结构上型面及周边立面，具体为：将泡沫毛坯结构固定在机加工装上，根据泡沫夹层结构的理论外形，机加出泡沫夹层结构上型面及周边立面。
3.根据权利要求1所述的一种大尺寸泡沫夹层结构复合材料制件型面加工工艺方法，其特征为：步骤2所述的泡沫夹层结构上型面及周边立面的型面精度为±0.2mm。
4.根据权利要求1所述的一种大尺寸泡沫夹层结构复合材料制件型面加工工艺方法，其特征为：步骤3、步骤6所述的复合材料均为纤维增强树脂基复合材料。
5.根据权利要求1所述的一种大尺寸泡沫夹层结构复合材料制件型面加工工艺方法，其特征为：步骤4所述的工艺定位孔位于泡沫夹层结构上型面边缘。
6.根据权利要求1所述的一种大尺寸泡沫夹层结构复合材料制件型面加工工艺方法，其特征为：步骤4所述的工艺定位孔数量为四个，孔位精度为Φ0.1。
7.根据权利要求1所述的一种大尺寸泡沫夹层结构复合材料制件型面加工工艺方法，其特征为：步骤4所述的复合材料上型面及周边立面型面精度为±0.1mm。
8.根据权利要求1所述的一种大尺寸泡沫夹层结构复合材料制件型面加工工艺方法，其特征为：步骤5所述的将泡沫毛坯结构翻转并转移至其它机加工装上，机加出泡沫夹层结构的下型面，具体为：将泡沫毛坯结构翻转并转移至其它机加工装上，将泡沫毛坯结构通过已加工好的工艺定位孔及周边立面定位，机加出泡沫夹层结构的下型面。
9.根据权利要求1所述的一种大尺寸泡沫夹层结构复合材料制件型面加工工艺方法，其特征为：步骤5所述的泡沫夹层结构下型面的型面精度为±0.2mm。
10.根据权利要求1所述的一种大尺寸泡沫夹层结构复合材料制件型面加工工艺方法，其特征为：步骤7所述的复合材料下型面的型面精度为±0.1mm。
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