CN112123813A - 一种大尺寸弧形变矩形截面蜂窝夹层结构的共固化成型工装 - Google Patents

一种大尺寸弧形变矩形截面蜂窝夹层结构的共固化成型工装 Download PDF

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Abstract

一种大尺寸弧形变矩形截面蜂窝夹层结构的共固化成型工装，主要包括成型阴模、铺覆阳模、脱模装置，针对大尺寸异形蜂窝夹层结构，提出了大尺寸弧形变矩形截面蜂窝夹层结构的成型工装，工装组装简单、预制体脱模容易，升降温速率快，有利于产品的固化成型，能满足结构产品对外形尺寸及精度的高要求。

Description

一种大尺寸弧形变矩形截面蜂窝夹层结构的共固化成型工装
技术领域
本发明涉及一种大尺寸弧形变矩形截面蜂窝夹层结构的共固化成型工装，属于蜂窝夹层结构复合材料的固化成形技术领域。
背景技术
蜂窝夹层结构凭借着其质轻刚度大，应用在航空航天越来越的功能结构产品上。功能结构产品对外形尺寸要求非常高，制备大尺寸、精度高的异形复合材料蜂窝夹层结构产品是一个技术难点，成型工装的设计、产品预制体的脱模和产品的固化封装均与常规夹层结构成型方法不同，传统方法采用阳模铺覆和成型，成型后外形面精度和一致性均不能满足设计要求。
发明内容
本发明解决的技术问题是：针对目前现有技术中，传统阳模成型工装的成型过程容易出现的外形面精度和一致性差的问题，提出了一种大尺寸弧形变矩形截面蜂窝夹层结构的共固化成型工装。
本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：
一种大尺寸弧形变矩形截面蜂窝夹层结构的共固化成型工装，包括上模、下模、下模侧块、铺覆阳模、脱模板、脱模杆、定位销、脱模横杆、大端接头、小端压环、小端接头，所述上模、下模、下模侧块通过定位销连接装配，上模、下模、下模侧块共同组成成型阴模，待固化产品铺覆于铺覆阳模上，所述铺覆阳模于开始固化前放入成型阴模中心空腔内，完成固化后脱出，铺覆阳模一端连接大端接头，大端接头用于牵引铺覆阳模，另一端设置小端压环，小端压环外侧设置脱模板，脱模板外侧设置有脱模杆，脱模杆一端与脱模横杆相连，脱模时通过旋转脱模横杆推动脱模杆进而推动小端压环带动铺覆阳模前移，脱模板用于导向脱模杆，同时防止小端压环的脱出，通过大端接头的牵引和下端的前推，带动铺覆阳模脱出，仅于成型阴模空腔内保留待固化的产品。
还包括密封胶槽，所述成型阴模中，上模与下模、下模与下模侧块、上模与下模侧块间均通过密封胶槽进行进一步密封。
所述下模上设置有台阶，所述台阶与下模侧块匹配连接。
所述上模、下模、下模侧块材料均采用铸铁材料。
所述铺覆阳模采用硬质松木，铺覆阳模铺覆前需要做脱模处理，所述芯模外形尺寸较外壳内腔尺寸小0.3～0.8mm。
所述固化后产品进行脱模时，大端接头、小端接头通过法兰盘装卡，铺覆阳模通过法兰盘机械转动控制。
本发明与现有技术相比的优点在于：
本发明提供的一种大尺寸弧形变矩形截面蜂窝夹层结构的共固化成型工装，采用红松木阳模铺覆，保留了阳模成型铺覆方便的优势；发明了有效的阴模导入装置将阳模与产品共同装入阴模，解决了产品单独装入阴模后变形的问题。利用发明的脱模装置，大头端牵引和小头端推动，高效的实现阳模脱出。该成型工装保留了阳模容易铺覆的优势，发挥了阴模成型产品外形尺寸精度高和一致性好的优势。
附图说明
图1为发明提供的铺覆阳模取出前成型工装结构示意图；
图2为发明提供的成型阴模截面示意图；
图3为发明提供的铺覆阳模上铺制产品示意图；
具体实施方式
一种大尺寸弧形变矩形截面蜂窝夹层结构的共固化成型工装，针对大尺寸异形蜂窝夹层结构，给出了一套有效可靠的预制体脱模方法及封装固化方法，主要包括三部分，分别为成型阴模、铺覆阳模4、脱模装置，其中：
共固化成型工装具体包括上模1、下模2、下模侧块3、铺覆阳模4、脱模板5、脱模杆6、定位销7、脱模横杆8、大端接头9、小端压环10、小端接头11、密封胶槽12，成型阴模包括上模1、下模2、下模侧块3、定位销7，待固化产品铺覆于铺覆阳模4上，脱模装置包括脱模板5、脱模杆6、脱模横杆8、大端接头9、小端压环10；
上模1、下模2、下模侧块3在装配时通过定位销7装配连接，同时，上模1与下模2、下模2与下模侧块3、上模1与下模侧块3间均通过密封胶槽12进行进一步密封；
产品铺覆时，将铺覆阳模与大端接头9和小端接头11连接，然后将大端接头9和小端接头11装卡于法兰盘，便于产品铺覆时阳模的翻转。
在需要进行产品固化前，将待固化产品铺覆于铺覆阳模4上，开始进行固化时，先不进行成型阴模的组装，将铺覆阳模4放置于下模2上，于下模2一侧安装下模侧块3，于另一侧安装上模1，通过定位销7及密封胶槽12密封并完成装配，保证待固化产品于成型阴模装配完成后，位于成型阴模中心空腔内；
产品固化完成后，通过脱模装置进行脱模，首先于铺覆阳模4一端设置大端接头9，另一端设置小端压环10，小端压环用来保护小头端阳模不受破坏，小端压环10外侧设置脱模板5，脱模板5外侧设置有脱模杆6，脱模杆6一端与脱模横杆8相连。脱模时旋转脱模横杆8带动脱模杆6向内推动小端压环10从而带动铺覆阳模4向大头端推动，大头端通过牵引大端接头9带动铺覆阳模前移。通过大头端的牵引和小头端的推动将铺覆阳模脱出，仅于成型阴模空腔内保留待固化产品。
其中，下模2上设置有台阶，该台阶与下模侧块3匹配连接，上模1、下模2、下模侧块3均采用铸铁材料，铺覆阳模采用硬质松木，芯模外形尺寸比产品内腔尺寸单边缩小0.3～0.8mm；
如图3所示，将产品的铺覆阳模大头端和小头端分别连接大端接头9和小端接头11，然后使用法兰盘分别将大端接头9和小端接头11使用法兰盘装卡，法兰盘的机械转动可带动和控制铺覆阳模4的转动，极大的方便了产品的铺覆。
下面结合具体实施例进行进一步说明：
本实施例中，如图1、图2所示，成型工装主要包括三部分，分别为包括上模1、下模2、下模侧块3的成型阴模，铺覆阳模4，以及包括脱模板5、脱模杆6、脱模横杆8、大端接头9、小端压环10、小端接头11的脱模装置，首先将铺覆号待固化产品的铺覆阳模4置于下模2上，利用定位销7、密封胶槽12装配连接成型阴模，铺覆阳模4于开始固化后放入成型阴模中心空腔内，固化完成开始脱模时，铺覆阳模4一端设置大端接头9，另一端设置小端压环10，小端压环10外侧设置脱模板5，脱模板5外侧设置有脱模杆6，脱模杆6一端与脱模横杆8相连，脱模时旋转脱模横杆8带动脱模杆6向内推动小端压环10从而带动铺覆阳模4向大头端推动，大头端通过牵引大端接头9带动铺覆阳模前移。通过大头端的牵引和小头端的推动将铺覆阳模脱出，仅于成型阴模空腔内保留待固化产品。
具体蜂窝夹层结构成型方法的流程为：
将铺覆阳模缠绕脱模带，并在铺覆阳模上铺放内蒙皮；
在内蒙皮外依次铺放隔离材料、导气材料和真空袋膜，室温下抽真空0.5～2小时预压；
停止抽真空，去除辅料，依次铺放胶膜、蜂窝，即待固化产品；
在胶膜、蜂窝外依次铺放隔离材料、导气材料和真空袋膜，室温下抽真空0.5～2小时预压；
停止抽真空，去除辅料，依次铺放胶膜、外蒙皮；
在外蒙皮外依次铺放隔离材料、导气材料和真空袋膜，室温下抽真空0.5～2小时预压；
将预制体与铺覆阳模一起装入成型阴模；
利用脱模装置将铺覆阳模拖出；
利用隔离材料、透气材料和真空袋膜根据产品的尺寸预制成辅料袋，将辅料袋导入产品内腔，使用密封材料将辅料袋封装好；
使用热压罐对产品抽真空同时升温加压固化，固化制度的选择根据内外蒙皮所使用的树脂和胶膜共同确定；
产品固化后拆除辅料，并将产品脱出。
对利用本发明固化成形工装制成的大尺寸弧形变矩形截面蜂窝夹层结构进行音频无损检测，结果表明：内蒙皮、外蒙皮与蜂窝夹芯之间均未发现超出GJB1719-1993对Ⅰ类件规定的胶接缺陷，产品胶接质量满足使用要求。
对制成的大尺寸弧形变矩形截面蜂窝夹层结构层结构进行尺寸检测，结果表明：产品外形尺寸满足要求。
对产品制成的大尺寸弧形变矩形截面蜂窝夹层结构层结构进行热变形试验、热稳定性试验、刚度试验，均满足要求。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (6)

1.一种大尺寸弧形变矩形截面蜂窝夹层结构的共固化成型工装，其特征在于：包括上模(1)、下模(2)、下模侧块(3)、铺覆阳模(4)、脱模板(5)、脱模杆(6)、定位销(7)、脱模横杆(8)、大端接头(9)、小端压环(10)、小端接头(11)，所述上模(1)、下模(2)、下模侧块(3)通过定位销(7)连接装配，上模(1)、下模(2)、下模侧块(3)共同组成成型阴模，待固化产品铺覆于铺覆阳模(4)上，所述铺覆阳模(4)于开始固化前放入成型阴模中心空腔内，完成固化后脱出，铺覆阳模(4)一端连接大端接头(9)，大端接头(9)用于牵引铺覆阳模(4)，另一端设置小端压环(10)，小端压环(10)外侧设置脱模板(5)，脱模板(5)外侧设置有脱模杆(6)，脱模杆(6)一端与脱模横杆(8)相连，脱模时通过旋转脱模横杆(8)推动脱模杆(6)进而推动小端压环(10)带动铺覆阳模前移，脱模板(5)用于导向脱模杆(6)，同时防止小端压环(10)的脱出，通过大端接头(9)的牵引和下端的前推，带动铺覆阳模(4)脱出，仅于成型阴模空腔内保留待固化的产品。
2.根据权利要求1所述的一种大尺寸弧形变矩形截面蜂窝夹层结构的共固化成型工装，其特征在于：
还包括密封胶槽(12)，所述成型阴模中，上模(1)与下模(2)、下模(2)与下模侧块(3)、上模(1)与下模侧块(3)间均通过密封胶槽(12)进行进一步密封。
3.根据权利要求1所述的一种大尺寸弧形变矩形截面蜂窝夹层结构的共固化成型工装，其特征在于：
所述下模(2)上设置有台阶，所述台阶与下模侧块(3)匹配连接。
4.根据权利要求1所述的一种大尺寸弧形变矩形截面蜂窝夹层结构的共固化成型工装，其特征在于：
所述上模(1)、下模(2)、下模侧块(3)材料均采用铸铁材料。
5.根据权利要求1所述的一种大尺寸弧形变矩形截面蜂窝夹层结构的共固化成型工装，其特征在于：
所述铺覆阳模(4)采用硬质松木，铺覆阳模(4)铺覆前需要做脱模处理，所述芯模外形尺寸较外壳内腔尺寸小0.3～0.8mm。
6.根据权利要求1所述的一种大尺寸弧形变矩形截面蜂窝夹层结构的共固化成型工装，其特征在于：
所述固化后产品进行脱模时，大端接头(9)、小端接头(11)通过法兰盘装卡，铺覆阳模(4)通过法兰盘机械转动控制。
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