CN111113958A - 一种长桁的定位方法及加筋壁板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长桁的定位方法及加筋壁板，涉及复合材料成型技术领域。该长桁的定位方法包括如下步骤：S1、将铺贴有长桁的长桁芯模置于蒙皮工装上，长桁芯模的两端通过端头定位器定位，并使长桁与设置在蒙皮工装上的蒙皮粘接；S2、在长桁芯模的两侧设置补偿机构，该补偿机构具有与长桁芯模抵接的补偿面；S3、对长桁进行固化，且固化的过程中，当长桁的厚度发生变化时，补偿机构能够发生移动，使补偿机构的补偿面始终与长桁芯模的侧面抵接。在长桁固化的过程中位于长桁芯模两侧的补偿机构能够对其产生挤压力，使得长桁的轴线在固化过程中不会发生偏移，保证了长桁轴线的精确定位。该长桁的定位方法操作方便、成本低且对长桁轴线的定位效果好。

Description

一种长桁的定位方法及加筋壁板

技术领域

本发明涉及复合材料成型技术领域，尤其涉及一种长桁的定位方法及加筋壁板。

背景技术

复合材料具有比强度、比刚度高等优异特性，能有效地减轻结构重量，越来越广泛地应用于飞机结构上。

长桁是飞机结构设计中的一种常用构件，多用于对薄板的支撑。复合材料长桁加筋壁板多采用湿长桁干蒙皮共胶接或共固化成型的方法，湿长桁是指固化之前的长桁，干蒙皮指固化之后的蒙皮。首先将长桁铺贴在L型芯模上，组装合模后与蒙皮进行胶接定位组装，之后进行固化。由于材料固化前后存在一定的厚度差异，长桁腹板在固化中会存在厚度减小的现象，因此一般对2m级左右的小尺寸长桁，通常使用端头定位长桁模具来实现对长桁轴线的控制，但是对于更大尺寸的长桁，在端头定位的基础上还必须通过中间定位的方式来实现对长桁轴线的控制。现有的中间定位一般通过整体盖板定位或者金属卡板定位的方式，采用整体盖板定位长桁首先需要按照零件原尺寸制造一个工艺件，再以工艺件为母体制造一套整体盖板，但是该盖板的尺寸无法随长桁芯模的移动而变化；采用金属卡板定位长桁的方式则要求定位卡板的定位特征与长桁芯模的配合要求比较高，操作相对复杂，制造成本也较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作简单、制造成本低的长桁的定位方法。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种长桁的定位方法，包括如下步骤：

S1、将铺贴有长桁的长桁芯模置于蒙皮工装上，所述长桁芯模的两端通过端头定位器定位，并使所述长桁与设置在所述蒙皮工装上的蒙皮粘接；

S2、在所述长桁芯模的两侧设置补偿机构，该补偿机构具有与所述长桁芯模抵接的补偿面；

S3、对所述长桁进行固化，且固化的过程中，当所述长桁的厚度发生变化时，所述补偿机构能够发生移动，使所述补偿机构的补偿面始终与所述长桁芯模的侧面抵接。

作为一种长桁的定位方法的优选方案，所述补偿机构包括补偿滑块和固定块，所述固定块固定在所述蒙皮工装上，所述补偿滑块搭接在所述固定块和所述长桁芯模之间，且所述补偿滑块与所述蒙皮之间具有补偿空间，所述补偿滑块靠近所述长桁芯模的一端设置有所述补偿面，所述补偿面与抵接的所述长桁芯模的所述侧面为相互贴合的一组斜面；当所述长桁的厚度减小时，所述补偿滑块能够沿所述长桁芯模的所述侧面向下滑动。

作为一种长桁的定位方法的优选方案，所述补偿面的倾斜角度θ的计算方法为：

其中，Δt为所述长桁在固化前后的厚度差，h为所述长桁固化前在高度方向上所述补偿滑块的上表面超出所述长桁芯模的所述侧面的高度。

作为一种长桁的定位方法的优选方案，所述长桁固化前在高度方向上所述补偿滑块的上表面超出所述长桁芯模的所述侧面的高度h≤3mm。

作为一种长桁的定位方法的优选方案，在所述长桁芯模的所述侧面上设置凹槽，所述凹槽的底面与所述长桁芯模的所述侧面平行，所述补偿滑块卡接在所述凹槽内。

作为一种长桁的定位方法的优选方案，所述S2中在所述长桁芯模的两侧设置补偿机构具体包括：在所述长桁芯模的两侧均间隔设置多个所述补偿机构。

作为一种长桁的定位方法的优选方案，所述长桁芯模包括芯模定位端，所述端头定位器与所述芯模定位端卡接。

作为一种长桁的定位方法的优选方案，所述端头定位器上设置有卡槽，所述芯模定位端与所述卡槽的侧面之间设置有间隙。

作为一种长桁的定位方法的优选方案，所述S2和所述S3之间还包括：

利用隔离膜、透气毡和真空袋将固定在所述蒙皮工装上的所述长桁芯模进行封装。

一种加筋壁板，所述加筋壁板包括蒙皮与粘接在所述蒙皮上的长桁，所述加筋壁板的成型过程中，所述长桁通过上述的长桁的定位方法实现定位。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种长桁的定位方法，通过在蒙皮工装上设置的端头定位器与在长桁芯模两侧设置的补偿机构对长桁进行定位，当长桁的厚度发生变化时，位于长桁芯模两侧的补偿机构能够发生移动，从而使补偿机构的补偿面始终与长桁芯模的侧面抵接，在长桁的固化过程中能够对其产生侧向挤压力，使得长桁的轴线在固化过程中不会发生偏移，保证了长桁轴线的精确定位。该长桁的定位方法操作方便、成本低且对长桁轴线的定位效果较好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。

图1是本发明实施例提供的长桁的定位方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的长桁定位结构的示意图；

图3是本发明实施例提供的固化前的长桁定位结构的截面示意图；

图4是本发明实施例提供的固化后的长桁定位结构的截面示意图；

图5是本发明实施例提供的固化前补偿滑块与长桁芯模的配合示意图；

图6是本发明实施例提供的固化前补偿滑块与长桁芯模的截面示意图；

图7是本发明实施例提供的补偿滑块的倾斜角度的计算示意图；

图8是本发明实施例提供的固化后补偿滑块与长桁芯模的配合示意图；

图9是本发明实施例提供的端头定位器与芯模定位端的配合示意图。

图中：

1、端头定位器；

2、长桁芯模；21、芯模定位端；22、凹槽；

3、固定块；4、补偿滑块；5、蒙皮工装；6、蒙皮；7、销钉；

Δt、长桁在固化前后的厚度差；

h、长桁固化前补偿滑块高于长桁芯模的高度；

θ、补偿滑块的补偿面的倾斜角度。

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。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

如图1所示，本实施例提供了一种长桁的定位方法，该长桁的定位方法主要包括以下步骤：

S1、将铺贴有长桁的长桁芯模2置于蒙皮工装5上，长桁芯模2的两端通过端头定位器1定位，并使长桁与设置在蒙皮工装5上的蒙皮6粘接；

S2、在长桁芯模2的两侧设置补偿机构，该补偿机构具有与长桁芯模2抵接的补偿面；

S3、对长桁进行固化，且固化的过程中，当长桁的厚度发生变化时，补偿机构能够发生移动，使补偿机构的补偿面始终与长桁芯模2的侧面抵接。

通过在蒙皮工装5上设置的端头定位器1与在长桁芯模2两侧设置的补偿机构对长桁进行定位，当长桁的厚度发生变化时，位于长桁芯模2两侧的补偿机构能够发生移动，从而使补偿机构的补偿面始终与长桁芯模2的侧面抵接，在长桁的固化过程中能够对长桁芯模2产生侧向挤压力，使得长桁的轴线在固化过程中不会发生偏移，保证了长桁轴线的精确定位。该长桁的定位方法操作方便、成本低且对长桁轴线的定位效果较好。

具体地，在本实施例中，将端头定位器1设计为与蒙皮工装5一体式的结构，能够保证定位的精度，避免在安装长桁芯模2时由于端头定位器1的偏移而导致长桁芯模2在蒙皮工装5上的位置不够精确进而对固化后的长桁的轴线产生影响。当然，在其他实施例中，端头定位器1可以与蒙皮工装5粘连，或者也可以通过销钉7可拆卸连接在蒙皮工装5上，可拆卸连接的方式便于根据长桁芯模2的长度调节端头定位器1之间的间距，通用性强。除此之外，其他能够实现端头定位器1固定在蒙皮工装5上的方式均可以被采用。

进一步地，在长桁芯模2上设置有芯模定位端21，长桁芯模2通过芯模定位端21与端头定位器1卡接从而实现对长桁芯模2的准确定位。具体地，在本实施例中，端头定位器1上设置有卡槽，芯模定位端21与卡槽的侧面之间设置有间隙。在将长桁铺贴到长桁芯模2上的过程中，可能由于长桁的厚度偏差而导致芯模定位端21的厚度变大，在芯模定位端21与卡槽的侧面之间设置的间隙能够避免由于上述情况的发生而导致芯模定位端21无法卡接于卡槽内从而造成无法对长桁芯模2进行定位。

进一步地，在长桁芯模2的两侧设置补偿机构时，需要在长桁芯模2的两侧均间隔地设置多个补偿机构。通常对于长度小于2m的长桁来说，只需要在蒙皮工装5上设置端头定位器1即能够实现对长桁轴线的控制，因此，在长桁芯模2的一侧设置的补偿机构的间隔≤2m，为了使长桁轴线的定位更加精确，可以根据需要在长桁芯模2的每一侧适当多设置几个补偿机构。

此外，在长桁芯模2的两侧设置了补偿机构后，利用隔离膜、透气毡和真空袋将固定在蒙皮工装5上的长桁芯模2封装之后对长桁进行固化。具体地，为了避免长桁在固化过程中由于补偿滑块4的轻微向下移动而对真空袋产生影响，在补偿机构附近的位置可以根据实际需要多铺覆一些透气毡。

如图2-图9所示，在本实施例中，该补偿机构包括补偿滑块4和固定块3，固定块3固定在蒙皮工装5上，补偿滑块4搭接在固定块3和长桁芯模2之间，并与蒙皮6之间设置有补偿空间，补偿滑块4靠近长桁芯模2的一端设置有补偿面，该补偿面和与该补偿面抵接的长桁芯模2的侧面为相互贴合的一组斜面，当长桁的厚度减小时，补偿滑块4能够沿长桁芯模2的侧面向下滑动，从而使补偿滑块4上设置的补偿面始终与长桁芯模2的侧面抵接，以使其在长桁厚度减小的方向上对长桁芯模2产生侧向的挤压力，从而避免由于长桁厚度减小在蒙皮工装5上产生能够使其发生偏移的空间，保证了长桁轴线的精度。

具体地，补偿滑块4靠近固定块3的一端设置有第一斜面，固定块3上设置有与第一斜面抵接的第二斜面，第一斜面的斜率与第二斜面的斜率相等，为了保证在长桁固化过程中补偿滑块4的两侧向下移动的速度相等，第一斜面的斜率与补偿面的斜率的数值相等，且互为相反数。当然，在其他实施例中，第一斜面与第二斜面也可以设置为竖直面。具体地，在本实施例中，固定块3通过销钉7固定在蒙皮工装5上。当然，在其他实施例中，固定块3也可以与蒙皮工装5粘连，或者将固定块3与蒙皮工装5设计为一体式的结构，且其他能够实现固定块3与蒙皮工装5固定连接的其他方式均可以被采用。

在其他实施例中，补偿机构也可以只设置补偿滑块4，当补偿机构只设置补偿滑块4时，补偿滑块4远离长桁芯模2的一端转动连接在蒙皮工装5上，其另一端抵接在长桁芯模2上。除此之外，补偿机构也可以包括活动块与固定块3，将固定块3固定在蒙皮工装5上，活动块与长桁芯模2的侧面抵接，在活动块与固定块3之间设置一根弹簧，在长桁固化前使弹簧处于压缩状态，当长桁在固化的过程中厚度发生变化时，弹簧能够沿着长桁厚度减小的方向伸长，从而使活动块沿着长桁厚度减小的方向移动，并始终与长桁芯模2的侧面抵接。

进一步地，补偿滑块4上的补偿面的倾斜角度θ的计算方法为：

其中，Δt为长桁在固化前后的厚度差，h为长桁固化前在高度方向上补偿滑块4的上表面超出长桁芯模2上与补偿面抵接的侧面的高度。

具体地，在本实施例中，补偿滑块4的具体制作方法为首先进行长桁的预成型试验，从而测定在固化前后长桁的厚度差Δt，然后根据实际情况选取固化前在高度方向上补偿滑块4超出长桁芯模2上与补偿面抵接的侧面的高度h，为了防止补偿滑块4在固化过程中的运动对真空袋造成影响，固化前在高度方向上补偿滑块4超出长桁芯模2上与补偿面抵接的侧面的高度h应该满足h≤3mm，最后将补偿滑块4的高度设置为与长桁芯模2缘条部分高度相等。

进一步地，为了防止在固化过程中补偿滑块4朝着垂直于长桁厚度减小的方向运动，在长桁芯模2上设置有凹槽22，该凹槽22的底面与长桁芯模2的侧面平行，以使补偿滑块4卡接于该凹槽22中，以限制补偿滑块4在垂直于长桁厚度减小的方向运动。

本发明还提供了一种加筋壁板，该加筋壁板包括蒙皮6与粘接在蒙皮6上的长桁，在该加筋壁板的成型过程中，其长桁通过上述长桁的定位方法实现定位，该加筋壁板的长桁轴线的位置更加精确，提高了产品的质量。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种长桁的定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将铺贴有长桁的长桁芯模(2)置于蒙皮工装(5)上，所述长桁芯模(2)的两端通过端头定位器(1)定位，并使所述长桁与设置在所述蒙皮工装(5)上的蒙皮(6)粘接；

S2、在所述长桁芯模(2)的两侧设置补偿机构，该补偿机构具有与所述长桁芯模(2)抵接的补偿面；

S3、对所述长桁进行固化，且固化的过程中，当所述长桁的厚度发生变化时，所述补偿机构能够发生移动，使所述补偿机构的补偿面始终与所述长桁芯模(2)的侧面抵接。

2.根据权利要求1所述的长桁的定位方法，其特征在于，所述补偿机构包括补偿滑块(4)和固定块(3)，所述固定块(3)固定在所述蒙皮工装(5)上，所述补偿滑块(4)搭接在所述固定块(3)和所述长桁芯模(2)之间，且所述补偿滑块(4)与所述蒙皮(6)之间具有补偿空间，所述补偿滑块(4)靠近所述长桁芯模(2)的一端设置有所述补偿面，所述补偿面与抵接的所述长桁芯模(2)的所述侧面为相互贴合的一组斜面；

当所述长桁的厚度减小时，所述补偿滑块(4)能够沿所述长桁芯模(2)的所述侧面向下滑动。

3.根据权利要求1所述的长桁的定位方法，其特征在于，所述补偿面的倾斜角度θ的计算方法为：

其中，Δt为所述长桁在固化前后的厚度差，h为所述长桁固化前在高度方向上所述补偿滑块(4)的上表面超出所述长桁芯模(2)的所述侧面的高度。

4.根据权利要求3所述的长桁的定位方法，其特征在于，所述长桁固化前在高度方向上所述补偿滑块(4)的上表面超出所述长桁芯模(2)的所述侧面的高度h≤3mm。

5.根据权利要求2所述的长桁的定位方法，其特征在于，在所述长桁芯模(2)的所述侧面上设置凹槽(22)，所述凹槽(22)的底面与所述长桁芯模(2)的所述侧面平行，所述补偿滑块(4)卡接在所述凹槽(22)内。

6.根据权利要求1所述的长桁的定位方法，其特征在于，所述S2中在所述长桁芯模(2)的两侧设置补偿机构具体包括：

在所述长桁芯模(2)的两侧均间隔设置多个所述补偿机构。

7.根据权利要求1所述的长桁的定位方法，其特征在于，所述长桁芯模(2)包括芯模定位端(21)，所述端头定位器(1)与所述芯模定位端(21)卡接。

8.根据权利要求7所述的长桁的定位方法，其特征在于，所述端头定位器(1)上设置有卡槽，所述芯模定位端(21)与所述卡槽的侧面之间设置有间隙。

9.根据权利要求1所述的长桁的定位方法，其特征在于，所述S2和所述S3之间还包括：

利用隔离膜、透气毡和真空袋将固定在所述蒙皮工装(5)上的所述长桁芯模(2)进行封装。

10.一种加筋壁板，所述加筋壁板包括蒙皮(6)与粘接在所述蒙皮(6)上的长桁，其特征在于，所述加筋壁板的成型过程中，所述长桁通过权利要求1-9任一项所述的长桁的定位方法实现定位。

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