CN111590928A - 一种复合材料无底缘铺层t形长桁成型装置和成型方法 - Google Patents

一种复合材料无底缘铺层t形长桁成型装置和成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合材料无底缘铺层T形长桁成型装置和成型方法，成型装置包括型板、成型模、复材工艺盖板、控厚片、T形长桁，本装置能够轻松完成左右模合模操作，在控制零件厚度、保证长桁质量的同时，一模多件提高零件成型效率，降低成型模制造成本，进一步降低了长桁制件的制造成本。

Description

一种复合材料无底缘铺层T形长桁成型装置和成型方法
技术领域
本发明涉及的是复合材料成型技术领域，具体为一种复合材料无底缘铺层T形长桁成型装置和成型方法。
背景技术
现代飞机机体结构复合材料材料用量越来越大,在所有主承力复合材料构件设计选型中，蒙皮和长桁结构成为优选。“T”形长桁结构做为提高蒙皮抗弯曲构件之一，越来越广泛应用于航空翼面及壳体结构中。
目前,T形复合材料长桁零件的普遍结构为两个“L”形预制体、捻子条及长桁底缘底板。但为了飞机更为轻量化的设计目标，设计将长桁底缘底板铺层取消，并倾向于减少织物铺层的占比。现有的T形复合材料长桁零件制造过程中有如下困难:1)长桁底缘面无底板铺层脱模易开裂；2)长桁底缘底板无织物铺层，铣切易劈丝。在T形长桁成型装置方面，考虑到长桁后续需与壁板蒙皮胶接协调，多选用殷钢材质。长桁成型制造的重点及难点是保证长桁腹板面(立筋)的无损质量及厚度。这就需要在成型模具上设置相应的辅助装置。目前常用的方法是根据长桁腹板厚度在长桁成型模具上设置控厚台，从而限制长桁腹板厚度进而保证该区域无损质量。在实际使用中.针对不同树脂体系的预浸料该控厚装置存在过约束的情况，易造成底缘面厚度超差。长期使用，由于脱模困难等原因易造成控厚台表面损伤，造成合模间隙变大增加无损风险。并且,对于大尺寸长桁零件，多采用一模一件的模具结构,无疑使制造成本升高，成型效率较低。
发明内容
本发明的目的是为了解决以上所提出的问题，而提出的一种复合材料无底缘T形长桁成型装置和成型方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种复合材料无底缘铺层T形长桁成型装置，包括型板、成型模、复材工艺盖板、控厚片、T形长桁，型板上有沿纵向设置的合模引导块以及沿横向设置的限位块，成型模包括动模一、动模二、定模，动模一和动模二截面均为直角梯形，上窄下宽，斜角为60°，动模一和动模二底部每隔300mm～400mm设置一处塑料滑块，动模一和动模二内侧长桁实际铺贴余量外3mm～5mm处设置立筋封胶槽，槽宽为15mm，槽深为2mm。定模两端头中部开有腰形导气口，定模内部为框架结构。动模一、动模二从两端滑向定模并在型板上进行对合，合模引导块和限位块限定成型模在型板的位置，合模引导块纵向短边与成型模的外侧的间隙为0.5mm，设置在成型模一端的合模引导块为矩形结构，设置在另一端的合模引导块为楔形结构，楔形合模引导块斜角为93°，合模引导块及限位块在零件固化时，均放置于真空袋内。在对合位置处靠近成型模上部余量区开设有上窄下宽的撬口，动模一和动模二上均设置有活动把手，可拆卸的控厚片设置在定模两端，控厚片厚度与长桁腹板厚度一致，厚度公差为-0.10mm～-0.20mm。T形长桁放置在成型模上，复材工艺盖板放置在T形长桁的底缘面上。
使用该成型装置进行T形长桁成型的方法，包括如下步骤：
1将T形长桁的左L部分和右L部分分别铺贴在动模一、动模二和定模上，修整长桁立筋高度使立筋端面距工装封胶槽3mm～5mm；
2在工装的封胶槽内及腹板面侧向铺放封胶材料，实际封胶厚度应与零件厚度一致，在成型模两端头放置控厚片；
3安装活动把手，推动动模一和动模二将工装合模，而后根据长桁R区大小填充捻子条；
4在长桁底缘面四周铺放封胶材料；
5卸掉活动把手，按零件底缘面尺寸裁切带胶撕下层、无孔隔离膜、复材工艺盖板、透气织物、真空袋、密封胶条，然后依次铺放制袋。需在定模导气口处铺贴圈密封胶条后整体制袋，保证定模内气流通畅。
6拆除真空袋，使用撬棒等工具撬动模具撬口将零件脱模。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明是一种复合材料无底缘T形长桁成型装置和成型方法，1)实现了大尺寸长桁一模多件成型，提高了零件成型效率，降低成型模制造成本，进一步降低了长桁制件的制造成本；2)成型模块设置立筋封胶槽,方便长桁封胶材料的放置，结合控厚片的使用在保证零件内部质量合格的前提下，控制了零件厚度；3)设置定模导气口并优化制袋方式，解决了大尺寸工装整体制袋热量传递不畅的问题；4)成型模开设撬口方便零件脱膜，降低了无底缘铺层T形长桁脱模底缘面易开裂的问题；5)长桁底缘面铺放带胶撕下层，模拟底缘面织物铺层，避免脱模开裂及铣切劈丝问题。
附图说明
图1成型装置整体结构示意图。
图2成型装置结构合模状态示意图。
图3成型装置定模结构示意图。
图4成型装置动模结构示意图。
图5复合材料无底缘铺层T形长桁结构及成型方法示意图。
图中编号说明：1-动模一，2-动模二，3-定模，4-撬口，5-导气口，6-型板，7-合模引导块，8-限位块，9-活动把手，10-T形长桁，11-封胶槽，12-塑料滑块，13-控厚片，14-长桁左L部分，15-长桁右L部分，16-封胶材料，17-捻子条，18-带胶撕下层，19-无孔隔离膜，20-复材工艺盖板，21-透气织物，22-真空袋，23-密封胶条。
具体实施方式
请参阅图1-5，一种复合材料无底缘铺层T形长桁成型装置，包括型板6、成型模、复材工艺盖板20、控厚片13，成型模包括动模一1、动模二2、定模3，型板6上设置有沿纵向设置的合模引导块7以及沿横向设置的限位块8，动模一1、动模二2从两端滑向定模3在型板6上进行对合，合模引导块7和限位块8限定成型模在型板6的位置，对合位置靠成型模上部余量区开设有上窄下宽的撬口4，动模一1和动模二2上均设置有活动把手9，可拆卸的控厚片13设置在定模3两端，T形长桁10放置在成型模上，复材工艺盖板20放置在T形长桁10的底缘面上。
动模一1和动模二2截面均为直角梯形，上窄下宽，斜角为60°，所述动模一1和动模二2底部每隔300mm～400mm设置一处塑料滑块12，动模一1和动模二2内侧长桁实际铺贴余量外3mm～5mm处设置立筋封胶槽11，封胶槽11槽宽为15mm，封胶槽11槽深为2mm。定模3两端头中部开腰形导气口5，定模3内部为框架结构。设置在成型模的一端的合模引导块7为矩形结构，设置在另一端的为楔形结构，合模引导块7纵向短边与成型模的外侧的间隙为0.5mm，楔形合模引导块斜角为93°。限位块8在零件固化时，均放置于真空袋22内。控厚片13厚度与长桁腹板厚度一致，厚度公差为-0.10mm～-0.20mm。
一种复合材料无底缘铺层T形长桁成型方法，包括如下步骤：
1)将T形长桁的左L部分14和右L部分15分别铺贴在动模一1、动模二2和定模3上，修整长桁立筋高度使立筋端面距工装封胶槽11为3mm～5mm；
2)在工装的封胶槽11内及腹板面侧向铺放封胶材料16，实际封胶厚度应与零件厚度一致，在成型模两端头放置控厚片13；
3)安装活动把手9，推动动模一1和动模二2将工装合模，而后根据长桁R区大小填充捻子条17；
4)在长桁底缘面四周铺放封胶材料16；
5)卸掉活动把手，按零件底缘面尺寸裁切带胶撕下层18、无孔隔离膜19、复材工艺盖板20、透气织物21、真空袋22、密封胶条23，然后依次铺放制袋。需在定模导气口5处铺贴一圈密封胶条后整体制袋，保证定模3内气流通畅；
6)拆除真空袋22，使用撬棒等工具撬动模具撬口4将零件脱模。

Claims (7)

1.一种复合材料无底缘铺层T形长桁成型装置，包括型板、成型模、复材工艺盖板、控厚片、T形长桁，其特征在于型板上有沿纵向设置的合模引导块以及沿横向设置的限位块，成型模包括动模一、动模二、定模，动模一、动模二从两端滑向定模并在型板上进行对合，合模引导块和限位块限定成型模在型板的位置，在对合位置处靠近成型模上部余量区开设有上窄下宽的撬口，动模一和动模二上均设置有活动把手，可拆卸的控厚片设置在定模两端，T形长桁放置在成型模上，复材工艺盖板放置在T形长桁的底缘面上。
2.根据权利要求1所述的一种复合材料无底缘铺层T形长桁成型装置，其特征在于所述的动模一和动模二截面均为直角梯形，上窄下宽，斜角为60°，动模一和动模二底部每隔300mm～400mm设置一处塑料滑块，动模一和动模二内侧长桁实际铺贴余量外3mm～5mm处设置立筋封胶槽，槽宽为15mm，槽深为2mm。
3.根据权利要求1所述的一种复合材料无底缘铺层T形长桁成型装置，其特征在于所述的定模两端头中部开有腰形导气口，定模内部为框架结构。
4.根据权利要求1所述的一种复合材料无底缘铺层T形长桁成型装置，其特征在于所述的合模引导块纵向短边与成型模的外侧的间隙为0.5mm，设置在成型模一端的合模引导块为矩形结构，设置在另一端的合模引导块为楔形结构，楔形合模引导块斜角为93°。
5.根据权利要求1所述的一种复合材料无底缘铺层T形长桁成型装置，其特征在于所述的合模引导块及限位块在零件固化时，均放置于真空袋内。
6.根据权利要求1所述的一种复合材料无底缘铺层T形长桁成型装置，其特征在于所述的控厚片厚度与长桁腹板厚度一致，厚度公差为-0.10mm～-0.20mm。
7.一种复合材料无底缘铺层T形长桁成型方法，其特征在于包括如下步骤：
7-1将T形长桁的左L部分和右L部分分别铺贴在动模一、动模二和定模上，修整长桁立筋高度使立筋端面距工装封胶槽3mm～5mm；
7-2在工装的封胶槽内及腹板面侧向铺放封胶材料，实际封胶厚度应与零件厚度一致，在成型模两端头放置控厚片；
7-3安装活动把手，推动动模一和动模二将工装合模，而后根据长桁R区大小填充捻子条；
7-4在长桁底缘面四周铺放封胶材料；
7-5卸掉活动把手，按零件底缘面尺寸裁切带胶撕下层、无孔隔离膜、复材工艺盖板、透气织物、真空袋、密封胶条，然后依次铺放制袋。需在定模导气口处铺贴圈密封胶条后整体制袋，保证定模内气流通畅；
7-6拆除真空袋，使用撬棒等工具撬动模具撬口将零件脱模。
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