CN111152484B - 一种“j”型复合材料加筋壁板rfi整体成型的模具 - Google Patents

一种“j”型复合材料加筋壁板rfi整体成型的模具 Download PDF

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Abstract

本发明属于高性能树脂基复合材料低成本制造技术,提供一种“J”型复合材料加筋壁板RFI整体成型的模具,包括:加筋内侧模A(1)、加筋内侧模B(2)、加筋外侧模(3)、蒙皮外形模(4)、蒙皮内形模(5)、横向定位梁(6)、定位块(7)及销套(9)、插销(10)、定位销(11)。本发明保证壁板成型质量、型面和位置精度要求,降低固化后模具脱模难度同时降低模具制造难度和制造成本。

Description

一种“J”型复合材料加筋壁板RFI整体成型的模具
技术领域
本发明属于高性能树脂基复合材料低成本制造技术,涉及一种复合材料“J”型加筋壁板RFI整体成型的模具。
背景技术
为满足复合材料结构减重和降低成本的需求,飞机结构设计部门将更多复合材料构件设计为整体壁板结构。“J”型加筋壁板是翼面、机身、舱门类飞机结构上常用的一种加筋壁板形式,某飞机壁板设计为带有多根“J”型长桁的加筋壁板形式,结构尺寸大,加筋长度达4米以上,为提高结构整体性减少紧固件的使用量,长桁下凸缘与蒙皮采用缝合技术,通过树脂膜渗透(Resin Film Infusion,简称RFI)工艺进行整体成型。为了最大限度的提高结构效率,不仅要求长桁对壁板发挥加强刚度强度的作用,同时需要长桁内部与多个角盒连接,长桁两端及中间断口区与横梁装配,协调关系复杂,对长桁的型面、位置均提出了较高要求。“J”型长桁截面尺寸小,细长比大,如果“J”型加筋的型面、位置精度要求不高,且采用常规预浸料/热压罐成型方法,通常采用实心的阳模配合软模即可满足要求。但传统的模具方案无法满足此类加筋壁板RFI工艺整体成型的要求,因为RFI工艺有别于预浸料/热压罐工艺的一个突出特点是:结构成型所需要的树脂基体需要在封装过程中预置,在成型过程中浸润干态纤维。而传统RFI工艺树脂膜放置方式无法满足复杂结构高质量的要求,为了满足航空复合材料结构内部及表面的高质量要求,对传统RFI工艺已进行改进,模具结构需要满足RFI工艺树脂膜铺放和树脂流动的需要,对“J”型加筋成型而言传统实心阳模结构无法实施树脂铺放。另一方面,由于“J”型加筋模具细长刚度弱,加工难度大容易出现加工变形,对于型面和位置精度要求高的“J”型加筋,“J”型加筋模具定位问题比较突出,同时加工变形问题会导致内、外模具配合不到位,不仅影响零件内部质量,同时还造成厚度超差问题,可见“J”型加筋内、外模具已成为影响大尺寸“J”型加筋壁板成型质量的关键。
发明内容
发明目的:提供一种“J”型复合材料加筋壁板RFI整体成型的模具,保证壁板成型质量、型面和位置精度要求,降低固化后模具脱模难度同时降低模具制造难度和制造成本。
技术方案:
一种“J”型复合材料加筋壁板RFI整体成型的模具,包括:加筋内侧模A1、加筋内侧模B2、加筋外侧模3、蒙皮外形模4、蒙皮内形模5、横向定位梁6、定位块7及销套9、插销10、定位销11;
加筋内侧模B2和“L”型的加筋内侧模A1组合后的外型面按加筋壁板12上对应的“J”型加筋的内型面设计,加筋内侧模B2和加筋内侧模A1位于加筋壁板12的筋条内侧区域;加筋内侧模A1的两端和断口位置均固定销套9;加筋定位系统包括横向定位梁6、定位块7,定位块7固定在蒙皮外形模4上,通过插销10使加筋内侧模A1在横向定位梁6上定位、横向定位梁6通过定位销11在定位块7上定位,定位块7在蒙皮外形模4上定位,以蒙皮外形模为基准实现加筋内侧模A1的定位;加筋外侧模3位于加筋壁板12的筋条外侧区域;蒙皮内形模5位于加筋壁板12的非筋条区蒙皮上侧。
加筋内侧模A1沿加筋长度方向两端按对应“J”型加筋的端部位置分别延长20mm~60mm,当加筋长度不超过1300mm时加筋内侧模A1不需分段,加筋长度超过1300mm时加筋内侧模A1长度方向分段;
加筋内侧模A1相邻两段配合的端部在“L”型的两面设计下陷,通过咬合方式配合,通过连接销8连接并定位,配合处阶差要求不大于0.1mm,使各段“L”型模配合后外型面共面。
加筋内侧模A1采用刚性的金属材料,厚度4mm~10mm,加筋内侧模B2采用刚性的金属材料或复合材料,厚度2mm~5mm。
横向定位梁6宽度为30~60mm,长度与固定在壁板外形模上相应的定位块外侧平齐,横向定位梁6两端架于定位块7上表面时,与加筋内侧模A1上的销套9的上表面距离不超过10mm;横向定位梁6对应加筋内侧模A1上销套9的位置及两端对应定位块7上定位销11的位置打定位孔。
定位块7设置在加筋的两侧,焊接或机械连接在蒙皮外形模4上;定位块7中心位置固定定位销11,定位销11轴线与对应位置的加筋内侧模A1上的销套轴线共面;定位块7内侧距离壁板理论边缘不小于120mm,长度为30~100mm,宽度与横向定位梁6宽度一致,高度依据横向定位梁6与蒙皮外形模4之间的距离确定。
蒙皮外形模4采用框架式结构,模板厚度5~12mm;蒙皮外形模4型面依据加筋壁板12的蒙皮理论外形设计,在无定位块的模板边缘比壁板边缘超出至少120mm,固定有定位块7的模板边缘与定位块平齐或超出定位块。
蒙皮内形模5采用组合式,按长桁下凸缘边缘及长桁端部下凸缘边缘或长桁中间断口下凸缘边缘将蒙皮分成横向、纵向若干区域,每块蒙皮区域按型面质量要求、形状、尺寸分别设计蒙皮内形模5;
蒙皮内形模5外廓尺寸按所在区域进行适度调整,与加筋壁板12蒙皮边对应的按蒙皮理论边缘加10mm~30mm,与长桁下凸缘边缘对接的边缘按长桁边缘位置调整。与长桁方向一致的对接边按对应长桁下凸缘边缘,与长桁端部对应的对接边按下凸缘边缘位置,与长桁断口对应的对接边按长桁断口下凸缘边缘向断口中心偏移3mm~5mm。纵、横向的蒙皮内形模5之间的对接边或与长桁凸缘的对接边精度要求0~-0.5mm;
当长桁厚度超过1.2mm时,每个区域均采用整体全厚度刚性、柔性、半刚性材料的蒙皮内形模5;整体的或组合形式的纵向蒙皮内形模5.2总的厚度与纵向蒙皮内形模5.3、横向蒙皮内形模5.1的厚度一致,厚度按凸缘厚度减0.1mm~0.3mm。
加筋外侧模3采用玻璃布分区增强AIRPAD橡胶硫化成型的复合模,加筋外侧模3的内型面按加筋壁板12对应长桁的外型面,加筋外侧模3下凸缘比长桁下凸缘外边缘宽出2mm~10mm,加筋外侧模上凸缘边缘比长桁的上凸缘边缘宽10mm~30mm,长度与对应的加筋内侧模一致。
加筋外侧模3在加筋外侧模的成型模具上按设计的铺层,分区铺放玻璃布、橡胶后封装硫化成型;
将加筋外侧模分为下凸缘区3.1、腹板区3.2和上凸缘区3.3,下凸缘区3.1全部采用玻璃布,叠层厚度2mm~5mm,下凸缘区3.1的玻璃布叠层到腹板区3.2下R角的上切点0mm~15mm位置后层数递减,至腹板区上R角的下切点位置减至0.2mm~0.6mm,将剩余玻璃布叠层延至上凸缘区3.3的外边缘,自腹板区3.2下R角至上凸缘区3.3除玻璃布之外加铺1层AIRPAD橡胶。
加筋内侧模B2长度方向的分段位置与加筋内侧模A1对应,在“J”型加筋的两端按“J”型加筋的端部下凸缘位置分别延长2mm~10mm,宽度比下凸缘外边缘宽出2mm~10mm。
有益效果:
(1)将大细长比的加筋内侧模长度方向分段,通过咬合方式配合、连接销连接并结合定位系统定位的方式,使各段配合后外型面共面,避免分段产生的阶差,保证加筋内侧型面质量及位置的同时,减小了大细长比模具的加工难度并便于固化后脱模。
(2)加筋内侧模采用加筋内侧模B与“L”型的加筋内侧模A的组合结构,在保证“J”型筋内腔尺寸精度的同时,降低了模具加工难度,避免大细长比模具加工变形造成的成型过程中加压不均匀的问题,提高了模具使用可靠性,能够更好的保证零件的质量。
(3)加筋外侧模采用玻璃布分区增强AIRPAD橡胶硫化成型的复合模,使不同区域模具的软硬度不同,满足不同区域型面平整度和加压要求,在保证长桁内外部质量的同时使长桁外侧模与内侧模达到良好配合,可以降低模具加工难度,模具组装难度并提高长桁厚度均匀度。
附图说明
图1为本发明加筋外侧模铺层设计示意图。
图2为本发明实施例1模具组成示意图。
图3为本发明实施例2模具组成示意图。
图4为本发明长桁内型模连接方式示意图。
图5为本发明长桁内型模分离示意图。
具体实施方式
一种“J”型复合材料加筋壁板RFI整体成型的模具,长桁内侧设计空心的组合阳模,外侧采用半刚性模,内、外侧模刚性和半刚性模既良好配合既便于模具组装又同时保证长桁加压、脱模需要及型面平整度要求。模具由加筋内侧模、加筋外侧模、蒙皮成型模、加筋定位系统几部分构成。包括加筋内侧模A1、加筋内侧模B2、加筋外侧模3、蒙皮外形模4、蒙皮内形模5、横向定位梁6、定位块7及销套9、插销10、定位销11。
加筋内侧模
加筋内侧模由加筋内侧模B2和“L”型的加筋内侧模A1组合而成。加筋内侧模A1和加筋内侧模B2组合后的外型面按加筋壁板12上对应的“J”型加筋的内型面设计。
加筋内侧模A1采用刚性的金属材料,厚度4mm~10mm,加筋内侧模B2采用刚性的金属材料或复合材料,如LY12CZ铝板或玻璃钢板,厚度2mm~5mm。
加筋内侧模A1沿加筋长度方向两端按对应“J”型加筋的端部位置分别延长20mm~60mm,当加筋长度不超过1300mm时加筋内侧模A1不需分段,加筋长度超过1300mm时为减小细长模具的加工难度并便于固化后脱模,加筋内侧模A1长度方向可分段。为保证相邻两段加筋内侧模A1良好配合避免分段产生的阶差,加筋内侧模A1相邻两段配合的端部在“L”型的两面设计下陷,通过咬合方式配合如图5所示,通过连接销8连接并定位,如图4所示,配合处阶差要求不大于0.1mm,使各段“L”型模配合后外型面共面。
加筋内侧模A1的两端和断口位置均固定销套9,销套9高度20mm~35mm。加筋壁板12上如果有多根加筋,则多根加筋内侧模A1上对应位置的销套9轴线共面。加筋内侧模A1上固定销套9的位置如果深度不足允许局部加厚,加厚区边缘距离加筋的上凸缘理论边缘不小于5mm。
“L”型的加筋内侧模A1对应“J”型加筋上凸缘的型面,其边缘比加筋上凸缘边缘宽出10mm~30mm,加筋内侧模A1上固定销套9的位置如果宽度不足允许局部加宽。
加筋内侧模B2长度方向的分段位置与加筋内侧模A1对应,在“J”型加筋的两端按“J”型加筋的端部下凸缘位置分别延长2mm~10mm,宽度比下凸缘外边缘宽出2mm~10mm。
加筋定位系统
加筋定位系统包括横向定位梁6、定位块7,定位块7固定在蒙皮外形模4上,通过插销10使加筋内侧模A1在横向定位梁6上定位、横向定位梁6通过定位销11在定位块7上定位,定位块7在蒙皮外形模4上定位,以蒙皮外形模为基准实现加筋内侧模A1的定位,保证加筋在蒙皮上的位置精度。
加筋内侧模A1的两端和断口位置设计横向定位梁6,材料与蒙皮外形模4材料一致。横向定位梁6宽度为30~60mm,长度与固定在壁板外形模上相应的定位块外侧平齐,横向定位梁6两端架于定位块7上表面时,与加筋内侧模A1上的销套9的上表面距离不超过10mm。横向定位梁6对应加筋内侧模A1上销套9的位置及两端对应定位块7上定位销11的位置打定位孔,横向定位梁6与定位块7通过定位销11定位,与加筋内侧模A1之间通过插销10定位。
定位块7设置在加筋的两侧,焊接或机械连接在蒙皮外形模4上。其中心位置固定定位销11,定位销11轴线与对应位置的加筋内侧模A1上的销套轴线共面。定位块7内侧距离壁板理论边缘不小于120mm,长度为30~100mm,宽度与横向定位梁6宽度一致,高度依据横向定位梁6与蒙皮外形模4之间的距离确定。
蒙皮成型模
蒙皮成型模由蒙皮外形模4和蒙皮内形模5组成。
蒙皮外形模4用于保证加筋壁板12蒙皮外型面并作为加筋壁板12成型的定位基准。蒙皮外形模4采用框架式结构,模板厚度5~12mm,采用热膨胀系数较小的刚性材料,以便固化温度条件下膨胀量仍满足型面和加筋位置精度要求。蒙皮外形模4型面依据加筋壁板12的蒙皮理论外形设计,在无定位块的模板边缘比壁板边缘超出至少120mm,固定有定位块7的模板边缘与定位块平齐或超出定位块。
蒙皮内形模5采用组合式。按长桁下凸缘边缘及长桁端部下凸缘边缘或长桁中间断口下凸缘边缘将蒙皮分成横向、纵向若干区域,每块蒙皮区域按型面质量要求、形状、尺寸分别设计蒙皮内形模5。
蒙皮内形模5根据相应区域加筋壁板12蒙皮内型面曲度的大小可选用刚性、带有一定刚性或柔性的材料,如钢板、LY12CZ铝板、玻璃钢板、玻璃布+AIRPAD橡胶复合制成的复合材料板或全AIRPAD橡胶板。型面质量要求高的采用刚性较好的材料,如钢板、LY12CZ铝板、玻璃钢板、玻璃布+AIRPAD橡胶复合制成的复合材料板。钢板、LY12CZ铝板、玻璃钢板适用于平面区域或曲率较小比较平缓的区域,曲度较大的区域需要按该区域内型面翻制玻璃布+AIRPAD橡胶复合制成的复合材料板或全AIRPAD橡胶板。
蒙皮内形模5外廓尺寸按所在区域进行适度调整,与加筋壁板12蒙皮边对应的按蒙皮理论边缘加10mm~30mm,与长桁下凸缘边缘对接的边缘按长桁边缘位置调整。与长桁方向一致的对接边按对应长桁下凸缘边缘,与长桁端部对应的对接边按下凸缘边缘位置,与长桁断口对应的对接边按长桁断口下凸缘边缘向断口中心偏移3mm~5mm。纵、横向的蒙皮内形模5之间的对接边或与长桁凸缘的对接边精度要求0~-0.5mm。
当长桁厚度超过1.2mm时,每个区域均可采用整体全厚度刚性、柔性、半刚性材料的蒙皮内形模5,推荐材料选用LY12CZ铝板、玻璃钢板、玻璃布+AIRPAD橡胶复合制成的复合材料板或全AIRPAD橡胶板。当长桁厚度超过1.2mm时位于长桁之间的纵向蒙皮内形模5.2不宜采用全厚度刚性整体模,可以采用柔性较好的玻璃布+AIRPAD橡胶复合制成的复合材料板或全AIRPAD橡胶板,采用刚性材料时可以考虑采用组合形式,即蒙皮表面采用厚度不超过1.0mm的铝板或玻璃钢板,上面采用分块的铝板、玻璃钢板、橡胶板,以便于脱模避免造成对长桁凸缘的损伤。位于长桁外的纵向蒙皮内形模5.3脱模较方便厚度方向不需要分块。整体的或组合形式的纵向蒙皮内形模5.2总的厚度与纵向蒙皮内形模5.3、横向蒙皮内形模5.1的厚度一致,厚度按凸缘厚度减0.1mm~0.3mm。
加筋外侧模
加筋外侧模3采用玻璃布分区增强AIRPAD橡胶硫化成型的复合模。加筋外侧模3的内型面按加筋壁板12对应长桁的外型面。加筋外侧模3下凸缘比长桁下凸缘外边缘宽出2mm~10mm,加筋外侧模上凸缘边缘比长桁的上凸缘边缘宽10mm~30mm,长度与对应的加筋内侧模一致。
加筋外侧模3在加筋外侧模的成型模具上按设计的铺层,分区铺放玻璃布、橡胶后封装硫化成型。将加筋外侧模分为下凸缘区3.1、腹板区3.2和上凸缘区3.3,下凸缘区3.1全部采用玻璃布,叠层厚度2mm~5mm,下凸缘区3.1的玻璃布叠层到腹板区3.2下R角的上切点0mm~15mm位置后层数递减,至腹板区上R角的下切点位置减至0.2mm~0.6mm,将剩余玻璃布叠层延至上凸缘区3.3的外边缘,自腹板区3.2下R角至上凸缘区3.3除玻璃布之外加铺1层AIRPAD橡胶,如图1所示。
实施例
实施例1:某复合材料壁板设计为带有6根“J”型长桁的加筋壁板形式,尺寸1.2m*0.9m,凸缘厚度1.1mm。长桁下凸缘与蒙皮采用缝合技术,通过RFI工艺进行整体成型。长桁内部与角盒连接,长桁两端与横梁装配,协调关系复杂,对长桁的型面、位置均提出了较高要求。采用常规的实心阳模无法实现加筋壁板RFI工艺树脂转移的要求。另一方面,由于“J”型加筋模具细长刚度弱,加工难度大容易出现加工变形,加工变形问题会导致内、外模具配合不到位,造成厚度超差及型面质量问题,为此该“J”型复合材料加筋壁板RFI整体成型的模具采用了本方案。
加筋内侧模
加筋内侧模由加筋内侧模B2和“L”型的加筋内侧模A1组合而成。加筋内侧模A1和加筋内侧模B2组合后的外型面按对应“J”型加筋的内型面设计。
加筋内侧模A1采用45#钢,厚度6mm,加筋内侧模B2采用LY12CZ铝板,厚度3mm。
加筋内侧模A1沿加筋长度方向两端按“J”型加筋的端部位置分别延长50mm。
加筋内侧模A1的两端固定销套9,销套9高度25mm。每一端的4根加筋内侧模A1上的销套轴线共面。端部固定销套9的位置局部加厚至10mm,加厚区边缘距离加筋的上凸缘理论边缘10mm。
“L”型的加筋内侧模A1对应“J”型加筋上凸缘的型面边缘比加筋上凸缘边缘宽出15mm。
加筋内侧模B2长度在“J”型加筋的两端按“J”型加筋的端部下凸缘位置分别延长3mm,宽度比下凸缘外边缘宽出3mm。
加筋定位系统
加筋定位系统包括横向定位梁6、定位块7,通过插销10使加筋内侧模A1在横向定位梁6上定位,横向定位梁6通过定位销11在定位块7上定位,定位块7固定在蒙皮外形模4上,为此以蒙皮外形模4为基准实现加筋内侧模A1的定位,保证加筋在蒙皮上的位置精度,如图2所示。
加筋内侧模A1的两端设计横向定位梁6,宽度为40mm,两端与固定在壁板外形模上相应的定位块外侧平齐。定位块7与横梁位置对应设置在加筋的两侧,距离壁板理论边缘150mm,长度为50mm,宽度与横向定位梁6宽度一致,通过销钉定位螺钉连接在蒙皮外形模4上,定位块7固定有定位销11,定位销11轴线与对应位置的加筋内侧模A1上的销套9轴线共面。定位块7高度依据横向定位梁6与蒙皮外形模4之间的距离确定使横向定位梁6与定位块7配合后与销套9的上表面距离0mm。横向定位梁6、定位块7、销套9通过插销10、定位销11定位后加筋内侧模A1位置精度±0.15mm。
蒙皮成型模
蒙皮成型模由蒙皮外形模4和蒙皮内形模5组成。
蒙皮外形模4采用框架式结构,模板厚度6mm,采用45#钢,型面依据加筋壁板12的蒙皮理论外形设计,模板两端比壁板边缘超出150mm,模板两侧边缘与定位块平齐。
按长桁下凸缘边缘及长桁端部下凸缘边缘将蒙皮分成两端2个横向、中间5个纵向两侧2个纵向共9个区域,按每块蒙皮区域尺寸形状设计蒙皮内形模5,蒙皮内形模5由两端的2件横向蒙皮内形模5.1、长桁间的5件纵向蒙皮内形模5.2、两侧的2件纵向蒙皮内形模5.3共9件组成。
9件蒙皮内形模5材料均采用厚度1.0mm的玻璃钢板保证型面质量。2个横向、7个纵向蒙皮内形模5之间的对接边及7个纵向蒙皮内形模5与长桁下凸缘边的对接边精度要求0~-0.5mm。2个横向、2个位于两侧的纵向蒙皮内形模5与蒙皮边对应的按蒙皮理论边缘加15mm。
加筋外侧模
加筋外侧模3采用玻璃布分区增强AIRPAD橡胶硫化成型的复合模,在加筋外侧模的成型模具上按图*铺层和位置铺放玻璃布、橡胶后封装硫化成型。加筋外侧模下凸缘比加筋下凸缘外边缘宽出3mm,加筋外侧模上凸缘边缘比加筋的上凸缘边缘宽15mm,长度与对应的加筋内侧模一致。
实施例2:某复合材料壁板设计为带有6根“J”型长桁的加筋壁板形式,中间有4个断口将每根长桁分成5段,总长度达4.6m,下凸缘厚度3.2mm,长桁下凸缘与蒙皮采用缝合技术,通过RFI工艺进行整体成型。长桁内部与多个角盒配合,长桁两端及断口区与横梁装配,协调关系复杂,对长桁的型面、位置均提出了较高要求,该“J”型复合材料加筋壁板RFI整体成型的模具采用了本方案,满足了RFI工艺树脂转移及壁板内外型面、长桁位置、厚度精度的要求。
加筋内侧模
加筋内侧模由加筋内侧模B2和“L”型的加筋内侧模A1组合而成。加筋内侧模A1和加筋内侧模B2组合后的外型面按对应“J”型加筋的内型面设计。加筋内侧模A1采用45#钢,厚度10mm,加筋内侧模B2采用玻璃钢板,厚度4mm。
加筋内侧模A1沿加筋长度方向两端按“J”型加筋的端部位置分别延长60mm。为降低加工难度同时便于脱模将长桁内侧模在断开区分段,对接方式如图。两端和断口区固定销套9,销套9高度35mm。每一端及同一端口位置的6根加筋内侧模A1上的销套轴线共面。
“L”型的加筋内侧模A1对应“J”型加筋上凸缘的型面边缘比加筋上凸缘边缘宽出10mm。
加筋内侧模B2长度在“J”型加筋的两端按“J”型加筋的端部下凸缘位置分别延长7mm,宽度比下凸缘外边缘宽出7mm。
加筋定位系统
加筋定位系统包括横向定位梁6、定位块7,通过插销10使加筋内侧模A1在横向定位梁6上定位,横向定位梁6通过定位销11在定位块7上定位,定位块7固定在蒙皮外形模4上,为此以蒙皮外形模4为基准实现加筋内侧模A1的定位,保证加筋在蒙皮上的位置精度。
加筋内侧模A1的两端及中间4个断口位置设计横向定位梁6,宽度为50mm,两端与固定在壁板外形模上相应的定位块外侧平齐。定位块7与横梁位置对应设置在加筋的两侧,距离壁板理论边缘200mm,长度为80mm,宽度与横向定位梁6宽度一致,通过销钉定位螺钉连接在蒙皮外形模4上,定位块7固定有定位销11,定位销11轴线与对应位置的加筋内侧模A1上的销套9轴线共面。定位块7高度依据横向定位梁6与蒙皮外形模4之间的距离确定,横向定位梁6与定位块7配合后与销套9的上表面距离5mm。横向定位梁6、定位块7、销套9通过插销10、定位销11定位后加筋内侧模A1位置精度±0.20mm,如图3所示。
蒙皮成型模
蒙皮成型模由蒙皮外形模4和蒙皮内形模5组成。
蒙皮外形模4采用框架式结构,模板厚度10mm,采用Q235钢,型面依据加筋壁板12的蒙皮理论外形设计,模板两端比壁板边缘超出200mm,模板两侧边缘与定位块平齐。
按长桁下凸缘边缘及长桁端部下凸缘边缘将蒙皮分成两端2个横向、断口位置4个横向、中间25个纵向、两侧10个纵向共41个区域,按每块蒙皮区域尺寸形状设计蒙皮内形模5。
两端和断口位置6个横向及两侧10个纵向蒙皮内形模5材料采用厚度3.0mm的玻璃钢板。中间25个纵向蒙皮内形模5采用0.5mm与2.5mm玻璃钢板的组合形式,并将每个区域的2.5mm玻璃钢板沿纵向分2块。
两端及断口位置的6个横向蒙皮内形模5及两侧10个纵向蒙皮内形模5外侧与蒙皮的对应边按蒙皮理论边缘加30mm,断口位置4个横向蒙皮内形模5与长桁断口对应的对接边按长桁断口下凸缘边缘向断口中心偏移5mm,相应对接的纵向蒙皮内形模5分别延长5mm与之对接,纵向蒙皮内形模5与长桁方向一致的对接边按对应长桁下凸缘边缘,两端2个横向与长桁两端部对应的对接边按下凸缘边缘位置,所有对接边精度要求0~-0.5mm。
加筋外侧模
加筋外侧模3采用玻璃布分区增强AIRPAD橡胶硫化成型的复合模,在加筋外侧模的成型模具上按图*铺层和位置铺放玻璃布、橡胶后封装硫化成型。加筋外侧模下凸缘比加筋下凸缘外边缘宽出7mm,加筋外侧模上凸缘边缘比加筋的上凸缘边缘宽10mm,长度与对应的加筋内侧模一致。

Claims (9)

1.一种“J”型复合材料加筋壁板RFI整体成型的模具,其特征在于,包括:加筋内侧模A(1)、加筋内侧模B(2)、加筋外侧模(3)、蒙皮外形模(4)、蒙皮内形模(5)、横向定位梁(6)、定位块(7)及销套(9)、插销(10)、定位销(11);
加筋内侧模B(2)和“L”型的加筋内侧模A(1)组合后的外型面按加筋壁板(12)上对应的“J”型加筋的内型面设计,加筋内侧模B(2)和加筋内侧模A(1)位于加筋壁板(12)的筋条内侧区域;加筋内侧模A(1)的两端和断口位置均固定销套(9);加筋定位系统包括横向定位梁(6)、定位块(7),定位块(7)固定在蒙皮外形模(4)上,通过插销(10)使加筋内侧模A(1)在横向定位梁(6)上定位、横向定位梁(6)通过定位销(11)在定位块(7)上定位,定位块(7)在蒙皮外形模(4)上定位,以蒙皮外形模为基准实现加筋内侧模A(1)的定位;加筋外侧模(3)位于加筋壁板(12)的筋条外侧区域;蒙皮内形模(5)位于加筋壁板(12)的非筋条区蒙皮上侧;
蒙皮内形模(5)采用组合式,按长桁下凸缘边缘及长桁端部下凸缘边缘或长桁中间断口下凸缘边缘将蒙皮分成横向、纵向若干区域,每块蒙皮区域按型面质量要求、形状、尺寸分别设计蒙皮内形模(5);
蒙皮内形模(5)外廓尺寸按所在区域进行适度调整,与加筋壁板(12)蒙皮边对应的按蒙皮理论边缘加10mm~30mm,与长桁下凸缘边缘对接的边缘按长桁边缘位置调整,与长桁方向一致的对接边按对应长桁下凸缘边缘,与长桁端部对应的对接边按下凸缘边缘位置,与长桁断口对应的对接边按长桁断口下凸缘边缘向断口中心偏移3mm~5mm,纵、横向的蒙皮内形模(5)之间的对接边或与长桁凸缘的对接边精度要求0~-0.5mm;
当长桁厚度不超过1.2mm时,每个区域均采用整体全厚度刚性、柔性、半刚性材料的蒙皮内形模(5);当长桁厚度超过1.2mm时位于长桁之间的纵向蒙皮内形模(5.2)采用玻璃布+AIRPAD橡胶复合制成的复合材料板或全AIRPAD橡胶板,采用刚性材料时采用组合形式,位于长桁外的纵向蒙皮内形模(5.3)脱模较方便,厚度方向不需要分块;整体的或组合形式的位于长桁之间的纵向蒙皮内形模(5.2)总的厚度与位于长桁外的纵向蒙皮内形模(5.3)、横向蒙皮内形模(5.1)的厚度一致,厚度按凸缘厚度减0.1mm~0.3mm;
加筋内侧模A(1)采用刚性的金属材料,加筋内侧模B(2)采用刚性的金属材料或复合材料;
加筋外侧模(3)采用玻璃布分区增强AIRPAD橡胶硫化成型的复合模。
2.如权利要求1所述的一种“J”型复合材料加筋壁板RFI整体成型的模具,其特征在于,
加筋内侧模A(1)沿加筋长度方向两端按对应“J”型加筋的端部位置分别延长20mm~60mm,当加筋长度不超过1300mm时加筋内侧模A(1)不需分段,加筋长度超过1300mm时加筋内侧模A(1)长度方向分段;
加筋内侧模A(1)相邻两段配合的端部在“L”型的两面设计下陷,通过咬合方式配合,通过连接销(8)连接并定位,配合处阶差要求不大于0.1mm,使各段“L”型模配合后外型面共面。
3.如权利要求2所述的一种“J”型复合材料加筋壁板RFI整体成型的模具,其特征在于,
加筋内侧模A(1)的厚度为4mm~10mm,加筋内侧模B(2)的厚度为2mm~5mm。
4.如权利要求1所述的一种“J”型复合材料加筋壁板RFI整体成型的模具,其特征在于,
横向定位梁(6)宽度为30~60mm,长度与固定在蒙皮外形模上相应的定位块外侧平齐,横向定位梁(6)两端架于定位块(7)上表面时,与加筋内侧模A(1)上的销套(9)的上表面距离不超过10mm;横向定位梁(6)对应加筋内侧模A(1)上销套(9)的位置及两端对应定位块(7)上定位销(11)的位置打定位孔。
5.如权利要求1所述的一种“J”型复合材料加筋壁板RFI整体成型的模具,其特征在于,
定位块(7)设置在加筋的两侧,焊接或机械连接在蒙皮外形模(4)上;定位块(7)中心位置固定定位销(11),定位销(11)轴线与对应位置的加筋内侧模A(1)上的销套轴线共面;定位块(7)内侧距离壁板理论边缘不小于120mm,长度为30~100mm,宽度与横向定位梁(6)宽度一致,高度依据横向定位梁(6)与蒙皮外形模(4)之间的距离确定。
6.如权利要求1所述的一种“J”型复合材料加筋壁板RFI整体成型的模具,其特征在于,
蒙皮外形模(4)采用框架式结构,模板厚度5~12mm;蒙皮外形模(4)型面依据加筋壁板(12)的蒙皮理论外形设计,无定位块的模板边缘比壁板边缘超出至少120mm,固定有定位块(7)的模板边缘与定位块平齐或超出定位块。
7.如权利要求1所述的一种“J”型复合材料加筋壁板RFI整体成型的模具,其特征在于,加筋外侧模(3)的内型面按加筋壁板(12)对应长桁的外型面设计,加筋外侧模(3)下凸缘比长桁下凸缘外边缘宽出2mm~10mm,加筋外侧模上凸缘边缘比长桁的上凸缘边缘宽10mm~30mm。
8.如权利要求7所述的一种“J”型复合材料加筋壁板RFI整体成型的模具,其特征在于,
加筋外侧模(3)在加筋外侧模的成型模具上按设计的铺层,分区铺放玻璃布、橡胶后封装硫化成型;
将加筋外侧模分为下凸缘区(3.1)、腹板区(3.2)和上凸缘区(3.3),下凸缘区(3.1)全部采用玻璃布,叠层厚度2mm~5mm,下凸缘区(3.1)的玻璃布叠层到腹板区(3.2)下R角的上切点0mm~15mm位置后层数递减,至腹板区上R角的下切点位置减至0.2mm~0.6mm,将剩余玻璃布叠层延至上凸缘区(3.3)的外边缘,自腹板区(3.2)下R角至上凸缘区(3.3)除玻璃布之外加铺1层AIRPAD橡胶。
9.如权利要求1所述的一种“J”型复合材料加筋壁板RFI整体成型的模具,其特征在于,
加筋内侧模B(2)长度方向的分段位置与加筋内侧模A(1)对应,在“J”型加筋的两端按“J”型加筋的端部下凸缘位置分别延长2mm~10mm,宽度比下凸缘外边缘宽出2mm~10mm。
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