CN113681934A - 一种边缘90°角带u型件的复合材料蜂窝夹层件成型方法 - Google Patents

一种边缘90°角带u型件的复合材料蜂窝夹层件成型方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于蜂窝胶接领域，具体为一种边缘90°角带U型件的复合材料蜂窝夹层件成型方法。在工装上沿U型件的内侧边缘增加一系列定位孔及配套的定位销，原蜂窝90°角外侧的固定挡块更改为活动均压板。在铺放下蒙皮前，先将工装定位孔处插上定位销；在铺放下蒙皮时，沿定位销将蒙皮开孔；安装蜂窝后，贴靠定位销安装U型件；完成上蒙皮的铺放后，在侧蒙皮外侧放置活动均压板；制备真空袋，固化。本发明相对于现有技术将侧蒙皮的固化压力来源由发泡胶固化时的膨胀压力更改为固化设备+真空袋的压力，使得侧蒙皮固化压力稳定、均匀，固化后侧蒙皮非常平整，没有皱褶，侧蒙皮与U型件之间胶接强度很高。

Description

一种边缘90°角带U型件的复合材料蜂窝夹层件成型方法
技术领域
本发明属于蜂窝胶接领域，具体为一种边缘90°角带U型件的复合材料蜂窝夹层件成型方法。
背景技术
由于蜂窝为各向异性材料，法向方向压缩强度很高，但水平方向的压缩强度很低，所以蜂窝边缘一般需要进行倒角，使成型时水平方向受到的压缩力降低。如果蜂窝边缘为90°，为成型边缘90°角的复合材料蜂窝夹层件，通常成型工装设计时需要在90°角的外侧增加固定挡块，通过固定挡块来消除蜂窝水平方向受到的压缩力，同时为提供90°角处蜂窝与侧向复合材料水平方向的胶接力，在90°角蜂窝与侧向复合材料之间需增加发泡胶，在固化过程中通过发泡胶的发泡力使侧向复合材料压实。由于发泡胶的发泡力不是很大，如果侧向复合材料层数较多，仅靠发泡胶的发泡力很难将侧向复合材料压实，使成型后的侧向复合材料表面产生皱褶。在直升机动力舱整流罩中，为方便安装合页，大量使用了边缘90°角带U型件的复合材料蜂窝夹层件，即在90°角蜂窝外侧与复合材料之间增加了U型件，同时发泡胶的位置也调整为U型件与复合材料之间。这种结构的复合材料夹层件采用常规方案，不仅侧向复合材料表面产生皱褶，而且侧向复合材料与U型件之间胶接强度很低，严重影响后续U型件与合页的连接。
发明内容
技术方案
一种边缘90°角带U型件的复合材料蜂窝夹层件成型方法，包括如下步骤：
8)工装1准备
在工装1上沿U型件的内侧边缘开设定位孔，定位孔处插上表面已涂脱模剂的定位销2。开设定位孔后需对工装进行真空泄露检测，避免固化过程中漏气。
9)铺放下蒙皮3和侧蒙皮8
以工装1上的铺层余量线为定位基准，铺放下蒙皮3。铺放下蒙皮3时，第1层和后续每隔3～5层抽一次真空，使下蒙皮3每一层铺层之间以及铺层与工装之间贴合紧密。在铺放下蒙皮3时，沿定位销2将下蒙皮3开孔，露出定位销2。
在有U型件5这一侧，将侧蒙皮8贴靠下蒙皮3铺放在工装1上，侧蒙皮8每一层铺层之间以及铺层和工装之间贴上隔离膜。
10)铺放蜂窝4和U型件5
以工装1上的蜂窝切割线为定位基准安装蜂窝4。贴靠定位销2将U型件5与蜂窝4安装在一起。制备真空袋抽真空，使U型件5、蜂窝4与下蒙皮3粘在一起。
11)铺放发泡胶7和侧蒙皮8
沿U型件5外侧铺放1层和U型件外侧等长和等宽的发泡胶7，然后将侧蒙皮8从工装1上转移到U型件外侧的发泡胶7外表面上。侧蒙皮8转移时逐层取出隔离膜。侧蒙皮8转移结束后，抽真空压实，使侧蒙皮8与发泡胶7和发泡胶7与U型件5之间贴合紧密。
12)铺放上蒙皮6和均压板9
以工装1上的铺层余量线，铺放上蒙皮6。铺放上蒙皮6时，与蜂窝直接接触的第1层和后续每隔3～5层抽一次真空，使上蒙皮6每一层铺层之间以及铺层与蜂窝之间贴合紧密。
上蒙皮6铺放完成后，贴靠侧蒙皮8外侧放置活动均压板9。
13)制备真空袋
按真空袋范围超过工装1的零件余量线为基准，制备真空袋10。在活动均压板9的尖角处，要多放几层透气毡，避免抽真空过程中真空袋10被活动均压板9顶破。
14)固化
将完成真空袋制备的零件装进固化设备中，按照蜂窝夹层件成型工艺固化参数进行固化。
进一步的，定位销2材料金属。
进一步的，均压板材料金属。
进一步的，下蒙皮3、侧蒙皮8、上蒙皮6为复合材料构成。
进一步的，设备加压的压力范围0.1-0.3MPa。
进一步的，所述定位销2穿出下蒙皮3的高度应大于U型件5单侧厚度。
进一步的，所述U型件5的长度和蜂窝边缘长度一致。
进一步的，所述发泡胶7长度和高度应与U型件5长度和高度一致。
进一步的，所述定位孔为若干个，沿U型件5长度方向的边缘均布。
进一步的，所述定位孔孔径为4-5mm。
技术效果
本发明相对于现有技术将侧蒙皮8的固化压力来源由发泡胶固化时的膨胀压力更改为固化设备+真空袋的压力，使得侧蒙皮固化压力稳定、均匀，固化后侧蒙皮非常平整，没有皱褶，侧蒙皮与U型件之间胶接强度很高。
附图说明
图1为复合材料蜂窝夹层件示意图；
其中1-工装、2-定位销、3-下蒙皮、4-蜂窝、5-U型件、6-上蒙皮、7-发泡胶、8-侧蒙皮、9-均压板、10-真空袋。
具体实施方式为解决侧向复合材料表面有皱褶，侧向复合材料与U型件之间胶接强度很低的问题，本发明改变了传统在蜂窝90°角外侧用固定挡块来减少蜂窝水平方向受力的方法，而是采用固定U型件的方案来减少蜂窝水平水平方向受力，主要采用以下措施：
主要采用以下措施：
1、工装设计
在工装上沿U型件的内侧边缘增加一系列定位孔及配套的定位销，原蜂窝90°角外侧的固定挡块更改为活动均压板。
2、成型工艺设计
a)在铺放下蒙皮前，先将工装定位孔处插上定位销；
b)在铺放下蒙皮时，沿定位销将蒙皮开孔；
c)安装蜂窝后，贴靠定位销安装U型件；
d)完成上蒙皮的铺放后，在侧蒙皮外侧放置活动均压板；
制备真空袋，固化。
一种边缘90°角带U型件的复合材料蜂窝夹层件成型方法，包括如下步骤：
15)工装1准备
在工装1上沿U型件的内侧边缘开设定位孔，定位孔处插上表面已涂脱模剂的定位销2。开设定位孔后需对工装进行真空泄露检测，避免固化过程中漏气。
16)铺放下蒙皮3和侧蒙皮8
以工装1上的铺层余量线为定位基准，铺放下蒙皮3。铺放下蒙皮3时，第1层和后续每隔3～5层抽一次真空，使下蒙皮3每一层铺层之间以及铺层与工装之间贴合紧密。在铺放下蒙皮3时，沿定位销2将下蒙皮3开孔，露出定位销2。
在有U型件5这一侧，将侧蒙皮8贴靠下蒙皮3铺放在工装1上，侧蒙皮8每一层铺层之间以及铺层和工装之间贴上隔离膜。
17)铺放蜂窝4和U型件5
以工装1上的蜂窝切割线为定位基准安装蜂窝4。贴靠定位销2将U型件5与蜂窝4安装在一起。制备真空袋抽真空，使U型件5、蜂窝4与下蒙皮3粘在一起。
18)铺放发泡胶7和侧蒙皮8
沿U型件5外侧铺放1层和U型件外侧等长和等宽的发泡胶7，然后将侧蒙皮8从工装1上转移到U型件外侧的发泡胶7外表面上。侧蒙皮8转移时逐层取出隔离膜。侧蒙皮8转移结束后，抽真空压实，使侧蒙皮8与发泡胶7和发泡胶7与U型件5之间贴合紧密。
19)铺放上蒙皮6和均压板9
以工装1上的铺层余量线，铺放上蒙皮6。铺放上蒙皮6时，与蜂窝直接接触的第1层和后续每隔3～5层抽一次真空，使上蒙皮6每一层铺层之间以及铺层与蜂窝之间贴合紧密。
上蒙皮6铺放完成后，贴靠侧蒙皮8外侧放置活动均压板9。
20)制备真空袋
按真空袋范围超过工装1的零件余量线为基准，制备真空袋10。在活动均压板9的尖角处，要多放几层透气毡，避免抽真空过程中真空袋10被活动均压板9顶破。
21)固化
将完成真空袋制备的零件装进固化设备中，按照蜂窝夹层件成型工艺固化参数进行固化。
定位销2材料金属，具有一定强度。
均压板材料金属具有一定强度。
下蒙皮3、侧蒙皮8、上蒙皮6为复合材料构成。
设备加压的压力范围0.1-0.3MPa。压力小质量差，压力太大会使得U型件5变形。
所述定位销2穿出下蒙皮3的高度应大于U型件5单侧厚度。保证U型件5不会侧向滑动。使得蜂窝也不会产生侧向滑动受。
所述U型件5的长度和蜂窝边缘长度一致。保证蜂窝不会侧向滑动，避免蜂窝压缩。
所述发泡胶7长度和高度应与U型件5长度和高度一致。避免复合材料局部变形。使得加压后复合材料受力更均匀。
所述定位孔为若干个，沿U型件5长度方向的边缘均布。保证U型件5变形小。
所述定位孔孔径为4-5mm。定位孔过大会损伤零件本体。

Claims (8)

1.一种边缘90°角带U型件的复合材料蜂窝夹层件成型方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)工装(1)准备
在工装(1)上沿U型件(5)的内侧边缘开设定位孔，定位孔处插上表面已涂脱模剂的定位销(2)；开设定位孔后需对工装(1)进行真空泄露检测，避免固化过程中漏气；
2)铺放下蒙皮(3)和侧蒙皮(8)
以工装(1)上的铺层余量线为定位基准，铺放下蒙皮(3)；铺放下蒙皮(3)时，第1层和后续每隔3～5层抽一次真空，使下蒙皮(3)每一层铺层之间以及铺层与工装(1)之间贴合紧密；在铺放下蒙皮(3)时，沿定位销(2)将下蒙皮(3)开孔，露出定位销(2)；
在有U型件(5)这一侧，将侧蒙皮(8)贴靠下蒙皮(3)铺放在工装(1)上，侧蒙皮(8)每一层铺层之间以及铺层和工装(1)之间贴上隔离膜；
3)铺放蜂窝(4)和U型件(5)
以工装(1)上的蜂窝切割线为定位基准安装蜂窝(4)；贴靠定位销(2)将U型件(5)与蜂窝(4)安装在一起；制备真空袋(10)抽真空，使U型件(5)、蜂窝(4)与下蒙皮(3)粘在一起；
4)铺放发泡胶(7)和侧蒙皮(8)
沿U型件(5)外侧铺放1层和U型件(5)外侧等长和等宽的发泡胶(7)，然后将侧蒙皮(8)从工装(1)上转移到U型件(5)外侧的发泡胶(7)外表面上；侧蒙皮(8)转移时逐层取出隔离膜；侧蒙皮(8)转移结束后，抽真空压实，使侧蒙皮(8)与发泡胶(7)和发泡胶(7)与U型件(5)之间贴合紧密；
5)铺放上蒙皮(6)和均压板(9)
以工装(1)上的铺层余量线，铺放上蒙皮(6)；铺放上蒙皮(6)时，与蜂窝(4)直接接触的第1层和后续每隔3～5层抽一次真空，使上蒙皮(6)每一层铺层之间以及铺层与蜂窝(4)之间贴合紧密；
上蒙皮(6)铺放完成后，贴靠侧蒙皮(8)外侧放置活动均压板(9)；
6)制备真空袋(10)
按真空袋(10)范围超过工装(1)的零件余量线为基准，制备真空袋(10)；在活动均压板(9)的尖角处，多放几层透气毡，避免抽真空过程中真空袋(10)被活动均压板(9)顶破；
7)固化
将完成真空袋制备的零件装进固化设备中，按照蜂窝夹层件成型工艺固化参数进行固化。
2.根据权利要求1所述的一种边缘90°角带U型件的复合材料蜂窝夹层件成型方法，其特征在于，定位销(2)材料金属，均压板(9)材料金属。
3.根据权利要求1所述的一种边缘90°角带U型件的复合材料蜂窝夹层件成型方法，其特征在于，下蒙皮(3)、侧蒙皮(8)、上蒙皮(6)为复合材料构成。
4.根据权利要求1所述的一种边缘90°角带U型件的复合材料蜂窝夹层件成型方法，其特征在于，设备加压的压力范围0.1-0.3MPa。
5.根据权利要求1所述的一种边缘90°角带U型件的复合材料蜂窝夹层件成型方法，其特征在于，所述定位销(2)穿出下蒙皮(3)的高度应大于U型件(5)单侧厚度。
6.根据权利要求1所述的一种边缘90°角带U型件的复合材料蜂窝夹层件成型方法，其特征在于，所述U型件(5)的长度和蜂窝(4)边缘长度一致。
7.根据权利要求1所述的一种边缘90°角带U型件的复合材料蜂窝夹层件成型方法，其特征在于，所述发泡胶(7)长度和高度应与U型件(5)长度和高度一致。
8.根据权利要求1所述的一种边缘90°角带U型件的复合材料蜂窝夹层件成型方法，其特征在于，所述定位孔为若干个，沿U型件(5)长度方向的边缘均布，所述定位孔孔径为4-5mm。
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