CN111231365B - 一种复合材料风扇叶片铺层单元体的成型工装 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种复合材料风扇叶片铺层单元体的成型工装，该成型工装包括铺叠平台(1)和设置在铺叠平台(1)上的铺叠工作面(2)，在铺叠工作面(2)的两侧设置有铺叠基准块(3)作为铺叠基准，铺叠工作面(2)的数量与复合材料风扇叶片榫头中铺层单元体的数量相同。采用本发明中所述工装可以使用铺层单元体预先批量成型，同时铺叠铺层单元体时可以实现对称的凹面、凸面单元体在同一成型模具面上一次成型，提高了单元体的型面质量。之后在复合材料风扇叶片铺叠铺层过程中，将预先成型的铺层单元体作为整体叠层块放置在叶片成型工装上。在保障铺层单元体型面精度前提下，可以大大缩短叶片铺层铺叠的操作时间，提高叶片的生产效率。

Description

一种复合材料风扇叶片铺层单元体的成型工装
技术领域
本发明是一种复合材料风扇叶片铺层单元体的成型工装，属于复合材料制造技术领域。
背景技术
风扇叶片是高推重比涡扇发动机最具代表性的重要零件之一，涡扇发动机的性能与它的发展密切相关。随着高推重比发动机的不断发展，风扇叶片的研制也在不断的深入，风扇叶片从早期的金属材料发展到现今的碳纤维树脂基复合材料，由于复合材料风扇叶片本身具有的大扭转、双曲率型面、榫头到叶尖厚度变化剧烈、零件型面精度要求高等特点，使其本身的成形过程非常复杂。特别是对于叶片榫头部分而言，由于榫头位置是叶片与叶盘连接的关键位置承受的载荷最大，导致该区域的铺层构型复杂，铺层单元体众多，所述铺层单元体是构成叶片铺层的组成单元，其作用是用于叶片榫头铺层间的填充，现有铺叠方式是该区域以叶片成型工装型面为基准面，把叶片每个铺层单元体中的每一层铺层按顺序依次铺叠在叶片成型工装上，这种铺叠方式存在铺叠周期长、铺叠效率低等缺点，会导致复合材料风扇叶片生产过程中较高的生产成本。
发明内容
本发明正是针对上述现有技术中存在的不足而设计提供了一种复合材料风扇叶片铺层单元体的成型工装，其目的是提供一种制造精度高、铺叠效率高、可操作性强的用于复合材料风扇叶片铺层单元体成型的铺叠工装。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
该种复合材料风扇叶片铺层单元体的成型工装包括铺叠平台1和设置在铺叠平台1上的铺叠工作面2，在铺叠工作面2的两侧设置有铺叠基准块3作为铺叠基准，铺叠工作面2的数量与复合材料风扇叶片榫头中铺层单元体的数量相同。
在一种实施中，所述铺叠工作面2形状为中心对称，中心点的两侧分别为凹型工作面4、凸型工作面5，凹型工作面4用于铺叠复合材料风扇叶片榫头吸力面一侧的吸力面铺层单元体6，凸型工作面5用于铺叠复合材料风扇叶片榫头压力面一侧的压力面铺层单元体7，每一个铺叠工作面2成型两个铺层单元体。
在一种实施中，所述的成型工装能够进热压罐使用。
在一种实施中，所述的成型工装采用金属材料制造。
在一种实施中，所述的成型工装采用数控加工方式制造。
在一种实施中，所述的成型工装的材料为Q235A钢。
在一种实施中，所述铺叠工作面2固定在铺叠平台1上。
在一种实施中，所述铺叠工作面2两侧放置铺叠基准块3
在复合材料风扇叶片成型过程中，放置上述成型工装制备的铺层单元体的方法如下：
将通过铺叠工装预先成型的铺层单元体按照顺序依次放置好，放置过程避免铺层单元体发生弯折、污染；
复合材料风扇叶片铺叠铺层过程中每当铺叠进程进行到叶片榫头位置铺层单元体时，将预先成型的铺层单元体作为整体叠层块，以叶片成型模具铺叠基准8为基准放置在叶片成型工装9上。
以此类推直到完成所有叶片铺层的铺叠工作。
本方案的有益效果：
本发明提高了复合材料风扇叶片生产过程中铺层铺叠工序的生产效率，之前复合材料风扇叶片铺层方式是对构成叶片的每一层铺层均需要按照铺层基准铺叠在叶片成型模具上，铺叠过程只能按照层顺序，无法合并操作。采用本发明中所述工装可以使用铺层单元体预先批量成型，同时铺叠铺层单元体时可以实现对称的凹面、凸面单元体在同一成型模具面上一次成型，提高了单元体的型面质量。之后在复合材料风扇叶片铺叠铺层过程中，当铺叠过程进行到叶片榫头位置铺层单元体时，将预先成型的铺层单元体作为整体叠层块以叶片成型模具铺叠基准为基准放置在叶片成型工装上。在保障铺层单元体型面精度前提下，可以大大缩短叶片铺层铺叠的操作时间，提高叶片的生产效率。
附图说明
图1为本发明所述成型工装的结构示意图
图2为本发明所述成型工装的铺叠工作面的使用示意图
图3为本发明所述成型工装的铺层单元体在叶片铺层铺叠过程中使用方法的示意图
图4为本发明所述成型工装的铺层单元体在复合材料风扇叶片铺层中的位置及构成示意图
具体实施方式
以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述：
参见附图1、2所示，该种复合材料风扇叶片铺层单元体的成型工装包括铺叠平台1和设置在铺叠平台1上的铺叠工作面2，在铺叠工作面2的两侧设置有铺叠基准块3作为铺叠基准，铺叠工作面2的数量与复合材料风扇叶片榫头中铺层单元体的数量相同。
在本实施例中，所述铺叠工作面2形状为中心对称，中心点的两侧分别为凹型工作面4、凸型工作面5，凹型工作面4用于铺叠复合材料风扇叶片榫头吸力面一侧的吸力面铺层单元体6，凸型工作面5用于铺叠复合材料风扇叶片榫头压力面一侧的压力面铺层单元体7，每一个铺叠工作面2成型两个铺层单元体。所述的成型工装能够进热压罐使用。
在本实施例中，所述的成型工装采用Q235A钢制造，成型时采用数控加工方式制造，以保证高温、高压成型过程模具结构的刚度及精度。
参见附图2、3、4所示，本实施例中，在复合材料风扇叶片成型过程中放置上述成型工装制备的铺层单元体的方法如下：
按照所需铺层单元体的具体形状不同，在风扇叶片榫头位置压力面及吸力面边界型面10范围内，在凹型工作面4的铺叠工作面上面铺叠靠近吸力面一侧的吸力面铺层单元体6，同时在凸型工作面5的铺叠工作面上面铺叠靠近压力面一侧的压力面铺层单元体7，铺叠铺层单元体过程中按照铺叠基准块3为基准逐层铺叠，将所需铺层单元体铺叠完成，将通过铺叠工装预先成型的铺层单元体按照顺序依次放置好，放置过程避免铺层单元体发生弯折、污染；所有完成铺叠的铺层单元体随铺叠平台1完成成型。之后在复合材料风扇叶片铺叠铺层过程中每当铺叠进程进行到叶片榫头位置铺层单元体时，将预先成型的铺层单元体作为整体叠层块以叶片成型模具铺叠基准8为基准放置在叶片成型工装9上。以此类推直到完成所有叶片铺层的铺叠工作。

Claims (5)

1.一种复合材料风扇叶片铺层单元体的成型工装，其特征在于：该成型工装包括铺叠平台(1)和铺叠工作面(2)，铺叠工作面(2)固定在铺叠平台(1)上，在铺叠工作面(2)的两侧设置有铺叠基准块(3)作为铺叠基准，所述铺叠工作面(2)形状为中心对称，中心点的两侧分别为凹型工作面(4)、凸型工作面(5)，凹型工作面(4)用于铺叠复合材料风扇叶片榫头吸力面一侧的吸力面铺层单元体(6)，凸型工作面(5)用于铺叠复合材料风扇叶片榫头压力面一侧的压力面铺层单元体(7)，每一个铺叠工作面(2)成型两个铺层单元体。
2.根据权利要求1所述的复合材料风扇叶片铺层单元体的成型工装，其特征在于：所述的成型工装能够进热压罐使用。
3.根据权利要求1所述的复合材料风扇叶片铺层单元体的成型工装，其特征在于：所述的成型工装采用金属材料制造。
4.根据权利要求3所述的复合材料风扇叶片铺层单元体的成型工装，其特征在于：所述的成型工装采用数控加工方式制造。
5.根据权利要求3所述的复合材料风扇叶片铺层单元体的成型工装，其特征在于：所述的成型工装的材料为Q235A钢。
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