CN110712382B - 适用于星载全复合材料相机的后盖装置及整体成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种适用于星载全复合材料相机的后盖装置及整体成型方法，包括：结构成型步骤：根据设计结构及设计尺寸设计，设计成型模具以及成型预制块；铺层步骤：在成型模具上铺层准各向同性碳布，并放置预制块；连接步骤：根据结构要求，进行预制块定位与连接加强；加压步骤：在预制块之间与碳布表面依次放置软膜；整体合模步骤：采用热压罐整体共固化的方法一体成型适用于星载全复合材料相机后盖。本发明有效保证了成型加压，减轻了相机后盖的整体重量，降低了整体的热膨胀变形，提高了整体热膨胀可靠性，减小了预制块与碳布结合处的应力集中，提高了全复合材料相机后盖整体的可靠性和稳定性。

Description

适用于星载全复合材料相机的后盖装置及整体成型方法
技术领域
本发明涉及整体成型方法领域，具体地，涉及一种适用于星载全复合材料相机的后盖装置及整体成型方法。
背景技术
随着航天事业的不断进步和发展，对卫星各方面的要求越来越高。其中整星重量和结构强度是卫星设计考虑的重点因素，卫星重量的减轻可以为有效载荷提供更多的设计空间，同时结构强度的提高成为提高卫星可靠性的一个重要因素。传统的金属材料相机后盖重量重，导致卫星有效载荷设计空间减小；热膨胀系数大，导致部分结构尺寸和型面精度可靠性较差；加强筋与本体连接处由于加工原因易产生应力集中，从而导致整体结构可靠性不高，稳定性较差。卫星星载相机后盖作为卫星的一个主要结构部件，其全复合材料对保证及充分发挥相机性能具有关键作用，为保证安装精度和结构稳定性要求；采用网格分布式加强筋+整体碳布铺层的方式成型；加强筋采用互扣式卡槽方式相互定位；对于主体成型，采用硅橡胶软膜+外钢模形式，有效保证了成型加压；对于加强筋与本体的连接，针对不同部位的特点，采用了3种不同的加强连接方式增强了连接强度。采用全复合材料结构减轻了相机后盖的整体重量，降低了整体的热膨胀变形，提高了整体热膨胀可靠性；采用热压罐整体共固化成型方法消除了传统加工过程中易产生的应力集中；加强筋采用互扣式卡槽方式相互定位，提高了加强筋的定位精度；采用硅橡胶软膜+外钢模形式加压，保证了成型加压；加强筋与本体连接处采用了3种不同的加强连接方式，提高了全复合材料相机后盖整体的的可靠性和稳定性。
专利文献109500702A公开了一种整体叶轮的成型抛光方法，包括压力面成型抛光、吸力面成型抛光和轮毂面成型抛光；先对整体叶轮所有的压力面依次进行抛光，再采用同样的原理分别对吸力面、轮毂部分进行抛光。该整体成型的方法并不能应用于全复合材料相机后盖的整体成型，不能提高全复合材料相机后盖整体结构可靠性，稳定性。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于星载全复合材料相机的后盖装置及整体成型方法。
根据本发明提供的一种适用于星载全复合材料相机后盖的整体成型方法，包括：
结构成型步骤：根据设计结构及设计尺寸设计，设计成型模具以及成型预制块；
铺层步骤：在成型模具上铺层准各向同性碳布，并放置预制块；
连接步骤：根据结构要求，进行预制块定位与连接加强；
加压步骤：在预制块之间与碳布表面依次放置软膜；
整体合模步骤：采用热压罐整体共固化的方法一体成型适用于星载全复合材料相机后盖。
优选地，所述铺层步骤还包括：在成型模具上铺层2层准各向同性碳布。
优选地，铺层步骤还包括：适用于星载全复合材料相机后盖的底部与侧面分区域铺层准各向同性碳布。
优选地，所述预制块为网格分布式预制块；
定位与加强连接步骤还包括：
-网格分布式预制块间采用互扣式卡槽连接；
-网格分布式预制块与成型模具缝隙间填充单向预浸料；
-网格分布式预制块与网格分布式预制块连接处刷涂本体树脂；
-在网格分布式预制块连接处产生的金属突台上先包覆一层薄膜，然后再过渡铺层。
优选地，所述预制块为网格分布式加强筋预制块，加强筋为网格分布式加强筋预制块连接组成；
所述软膜为硅橡胶软膜；
所述加压步骤包括：
所述网格分布式加强筋间放置硅橡胶软膜；
自网格加强筋中间处开始向四周依次在预制块间放置硅橡胶软膜，并使硅橡胶软膜贴合适用于星载全复合材料相机后盖的内腔面。
优选地，加强筋与本体之间的连接为L型翻边连接、渐变过渡连接或者几字型翻边连接。
根据本发明提供的一种适用于星载全复合材料相机的后盖装置，其特征在于，采用适用于星载全复合材料相机后盖的整体成型方法制成。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明结构合理，具有很强的可操作性；
2、本发明保证了适用于星载全复合材料相机后盖的安装精度和贴合其结构稳定性要求；
3、本发明有效保证了成型加压，减轻了相机后盖的整体重量，降低了整体的热膨胀变形，提高了整体热膨胀可靠性，提高了全复合材料相机后盖整体的的可靠性和稳定性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为适用于星载全复合材料相机后盖的结构示意图。
图2为适用于星载全复合材料相机后盖的加强筋连接方案示意图。
图3为适用于星载全复合材料相机后盖中的法兰处加强筋连接方案示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1、图2、图3所示，根据本发明提供的一种适用于星载全复合材料相机后盖的整体成型方法，包括：结构成型步骤：根据设计结构及设计尺寸设计，设计成型模具以及成型预制块；铺层步骤：在成型模具上铺层准各向同性碳布，并放置预制块；连接步骤：根据结构要求，进行预制块定位与本体连接加强；加压步骤：在预制块之间与碳布表面依次放置软膜；整体合模步骤：采用热压罐整体共固化的方法一体成型适用于星载全复合材料相机后盖。具体地，在一个实施例中，一种适用于星载全复合材料相机后盖的整体成型方法，包括如下步骤：(1)按设计结构及尺寸设计成型模具(阴模)及成型网格分布式加强筋预制块；(2)在成型模具上铺层2层准各向同性碳布并放置网格分布式加强筋预制块；(3)按结构要求进行网格分布式加强筋预制块定位与本体连接加强；(4)在成型模上的网格分布式加强筋间放置硅橡胶软膜；(5)整体合模，采用热压罐整体共固化的方法一体成型。
所述铺层步骤还包括：在成型模具上铺层2层准各向同性碳布。具体地，在一个实施例中，所述铺层步骤中，铺层角度从下至上为[0/90/+45/-45]5s，固化后数控铣加工保证厚度3±0.1mm，轮廓度RMS优于0.4mm。
铺层步骤还包括：适用于星载全复合材料相机后盖的底部与侧面分区域铺层准各向同性碳布。具体地，在一个实施例中，搭接长度为10-15mm，从而提高胶接性能。
所述预制块为网格分布式预制块；定位与加强连接步骤还包括：-网格分布式预制块间采用互扣式卡槽连接；-网格分布式预制块与成型模具缝隙间填充单向预浸料；-网格分布式预制块与网格分布式预制块连接处刷涂树脂；-在预制块与本体层连接产生的金属突台处先包覆一层薄膜，然后再过渡铺层。具体地，在一个实施例中，预制块与本体缝隙间填充宽度为10-15mm，厚度为0.1mm的单向预浸料；-预制块与本体层连接采用两层碳布预浸料进行连接，在连接处刷涂本体树脂；在预制块与本体层连接产生的金属突台处先包覆一层厚度为0.03mm薄膜，然后再过渡铺层。
如图2、图3所示，所述预制块为网格分布式加强筋预制块，加强筋为网格分布式加强筋预制块连接组成；所述软膜为硅橡胶软膜；所述加压步骤包括：所述网格分布式加强筋间与碳布表面依次放置软膜；自网格加强筋中间处开始向四周依次在预制块间放置硅橡胶软膜，并使硅橡胶软膜贴合适用于星载全复合材料相机后盖的内腔面。加强筋与本体的连接为L型翻边连接、渐变过渡连接或者几字型翻边连接。具体地，在一个实施例中，整体合模，采用热压罐整体共固化的方法一体成型；最高打压压强调整为0.3MPa，真空度≤-0.097MPa，在130±2℃温度条件下保温3h，并在100～120℃温度下热脱模，然后在180℃条件下进行后处理。
本领域技术人员可以将本发明提供的适用于星载全复合材料相机后盖的整体成型方法，理解为本发明提供的适用于星载全复合材料相机后盖装置的一个实施例。即，所述适用于星载全复合材料相机后盖装置可以通过执行所述适用于星载全复合材料相机后盖的整体成型方法的步骤流程制得。
根据本发明提供的一种适用于星载全复合材料相机的后盖装置，其特征在于，采用适用于星载全复合材料相机后盖的整体成型方法制成。
本发明结构合理，具有很强的可操作性；发明保证了适用于星载全复合材料相机后盖的安装精度和贴合其结构稳定性要求；本发明有效保证了成型加压，减轻了相机后盖的整体重量，降低了整体的热膨胀变形，提高了整体热膨胀可靠性，提高了全复合材料相机后盖整体的的可靠性和稳定性。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或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申请和简化描述，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申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (4)

1.一种适用于星载全复合材料相机后盖的整体成型方法，其特征在于，包括：
结构成型步骤：根据设计结构及设计尺寸设计成型模具以及预制块；
铺层步骤：
在成型模具上铺层2层准各向同性碳布；
所述适用于星载全复合材料相机后盖的底部与侧面分区域铺层准各向同性碳布；
连接步骤：根据结构要求，进行预制块定位与连接加强；
加压步骤：在预制块之间的碳布表面依次放置软膜；
整体合模步骤：采用热压罐整体共固化的方法一体成型适用于星载全复合材料相机后盖；
所述预制块为网格分布式预制块；
定位与加强连接步骤还包括：
-网格分布式预制块间采用互扣式卡槽连接；
-网格分布式预制块与成型模具缝隙间填充单向预浸料；
-网格分布式预制块与网格分布式预制块连接处刷涂本体树脂；
-在网格分布式预制块连接处产生的金属突台上先包覆一层薄膜，然后再过渡铺层。
2.根据权利要求1所述的适用于星载全复合材料相机后盖的整体成型方法，其特征在于，所述预制块为网格分布式加强筋预制块，加强筋为网格分布式加强筋预制块连接组成；
所述加压步骤包括：
所述网格分布式加强筋间放置硅橡胶软膜；
自网格加强筋中间处开始向四周依次在预制块间放置硅橡胶软膜，并使硅橡胶软膜贴合适用于星载全复合材料相机后盖的内腔面。
3.根据权利要求2所述的适用于星载全复合材料相机后盖的整体成型方法，其特征在于，加强筋与本体之间的连接为L型翻边连接。
4.一种适用于星载全复合材料相机的后盖装置，其特征在于，采用权利要求1至3任意一项权利要求所述的适用于星载全复合材料相机后盖的整体成型方法制成。
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