CN114103162B - 两端皆具有内翻边法兰的大尺寸锥形筒真空灌注成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两端皆具有内翻边法兰的大尺寸锥形筒真空灌注成型方法，包括：在筒身成型面上逐层铺设多层第一增强织物层；在对应第一内翻边法兰的位置铺设环状结构的第一芯材，将搭接在第一支撑面上的第一增强织物层逐层翻转至第一芯材内环壁面上；铺设多层第二增强织物层，进行第一次注胶固化；铺设多层第三增强织物层、第二芯材、多层第四增强织物层后进行第二次注胶固化；铺设多层浸胶织物，消除第一增强织物层与第一支撑面之间的高度差，将浸胶织物平整压实后进行第三次固化；脱除锥筒阴模，得到锥形筒产品。通过采用筒体与内翻边法兰多次浸胶固化成型的工艺，使得最终产品的表面平整度得到有效保障，提升产品性能。

Description

两端皆具有内翻边法兰的大尺寸锥形筒真空灌注成型方法

技术领域

本发明涉及复合材料成型技术领域，具体是一种两端皆具有内翻边法兰的大尺寸锥形筒真空灌注成型方法。

背景技术

在较多机械设备中，都会用到锥形筒结构的部件，例如气垫船上的导流罩、风力设备上的风筒等。在锥形筒的设计过程中，有时候锥形筒的端部设置一定厚度的内翻边法兰，以用于锥形筒的固定安装或其他零部件的安装定位等。现有技术中对于锥形筒的制作，根据材料的不同具体可以采用压铸成型与真空灌注成型的方法。而压铸成型的制作方法往往只适用于金属材料或硬度较高的高分子材料。对于复合材料的锥形筒，特别是大尺寸锥形筒，成型基本都采用真空灌注的方法。具有内翻边法兰的大尺寸复合材料锥形筒，一般在刚性阴模上采用真空灌注工艺成型，由于内翻边法兰的厚度较大，若是采用整体一次成型的方式则会导致内翻边法兰表面不平整的问题，进而影响锥形筒成品的性能。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种两端皆具有内翻边法兰的大尺寸锥形筒真空灌注成型方法，基于真空灌注工艺进行多次分步成型，保障成型后的产品表面平整，提升产品性能。

为实现上述目的，本发明提供一种两端皆具有内翻边法兰的大尺寸锥形筒真空灌注成型方法，所述锥形筒包括锥形结构的筒体与环形结构的第一内翻边法兰、第二内翻边法兰，所述第一内翻边法兰位于所述筒体的大面端且向内延伸，所述第二内翻边法兰位于所述筒体的小面端且向内延伸，所述真空灌注成型方法包括如下步骤：

步骤1，锥筒阴模大端开口朝上放置，对锥筒阴模进行表面处理和检测，所述锥筒阴模上具有筒身成型面、第一支撑面与第二支撑面，其中，所述筒身成型面为锥形筒状结构，以用于所述筒体成型，所述第一支撑面环绕在所述筒身成型面的大面端且向外延伸，所述第二支撑面环绕在所述筒身成型面的小面端且向内延伸；

步骤2，在筒身成型面上逐层铺设多层第一增强织物层，并将第一增强织物层的上、下两端分别搭接在所述第一支撑面、所述第二支撑面上；

步骤3，在最上层的第一增强织物层上且对应所述第一内翻边法兰的位置铺设环状结构的第一芯材，将搭接在所述第一支撑面上的第一增强织物层逐层翻转至第一芯材内环壁面上，并修剪整理平齐，其中，翻转后且位于第一芯材顶端面最上层的第一增强织物层与所述第一支撑面之间具有高度差；

步骤4，在第一增强织物层、第一芯材上铺设多层第二增强织物层，所述第二增强织物层的上端与第一芯材上的第一增强织物层相接，所述第二增强织物层的下端搭接在所述第二支撑面上，随后进行第一次注胶固化处理；

步骤5，第一次注胶固化处理后，脱除辅助材料，在筒身成型面、第二支撑面上依次铺设多层第三增强织物层、第二芯材、多层第四增强织物层后进行第二次注胶固化处理；

步骤6，第二次注胶固化处理后，脱除辅助材料，在第一芯材上铺设多层浸胶织物，以消除最上层的第一增强织物层与所述第一支撑面之间的高度差，将浸胶织物平整压实后进行第三次固化；

步骤7，脱除锥筒阴模，得到锥形筒产品。

在其中一个实施例中，步骤5中，在所述筒身成型面上的第一芯材由若干环形结构的芯材单元拼接组成。

在其中一个实施例中，相邻的两个所述芯材单元之间具有环形加强筋。

在其中一个实施例中，步骤6中，在铺设最后一层浸胶织物后，采用刚性环形盖板平整压实，其中，刚性环形盖板与第一支撑面通过螺栓固定相连。

在其中一个实施例中，所述第一芯材与所述第二支撑上的第二芯材均为环形金属板，所述筒身成型面上的第一芯材为泡沫芯材。

在其中一个实施例中，所述筒体上靠近第一内翻边法兰的位置沿周向间隔设置有若干沉槽，对应地，所述筒身成型面上靠近第一支撑面的位置沿周向设有若干凸块。

在其中一个实施例中，所述凸块通过螺钉可拆卸地连接在所述筒身成型面上；

所述凸块上与所述筒身成型面相贴的一面设有螺纹孔，锥筒阴模的侧部设有与所述螺纹孔对应的通孔；

所述螺钉的螺帽端抵接在所述锥筒阴模的外壁上，所述螺钉的螺杆段穿过所述通孔后与所述螺纹孔螺纹相连。

在其中一个实施例中，每一所述凸块通过两个所述螺钉与筒身成型面相连，且两个所述螺钉沿所述锥筒阴模的周向间隔分布。

在其中一个实施例中，步骤7的过程具体为：

拆除所有螺钉，随后将锥形筒产品与凸块一起从锥筒阴模上脱模，再将凸块从锥形筒产品上拆下。

本发明提供的一种两端皆具有内翻边法兰的大尺寸锥形筒真空灌注成型方法，其通过第一注胶固化处理完成外蒙皮与大端内翻边法兰的成型，随后在第一次注胶固化处理的基础上进行第二次注胶固化处理，完成芯材、内蒙皮与小端内翻边法兰的成型，最后进行第三次固化处理，单独进行大端内翻边法兰的端面成型，得到最终产品，使得最终产品的表面平整度得到有效保障，提升产品性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例中锥筒阴模的结构剖视图；

图2为本发明实施例中真空灌注成型方法的流程示意图；

图3为本发明实施例中锥筒阴模在步骤2时的结构剖视图；

图4为本发明实施例中锥筒阴模在步骤3中第一增强织物层翻转前的结构剖视图；

图5为本发明实施例中锥筒阴模在步骤3中第一增强织物层翻转后的结构剖视图；

图6为本发明实施例中锥筒阴模在步骤4时的结构剖视图；

图7为本发明实施例中锥筒阴模在步骤5时的结构剖视图；

图8为本发明实施例中锥筒阴模在步骤6时的结构剖视图；

图9为本发明实施例中锥筒阴模具有凸块时的结构剖视图。

附图标号：锥筒阴模1、筒身成型面101、第一支撑面102、第二支撑面103、第一增强织物层201、第一芯材202、第二增强织物层203、第三增强织物层204、第二芯材205、第四增强织物层206、浸胶织物207、环形加强筋208、刚性环形盖板3、凸块4、螺钉5。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是物理连接或无线通信连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1所示为本实施例公开的一种两端皆具有内翻边法兰的大尺寸锥形筒真空灌注成型方法，主要采用锥筒阴模1，主要应用于气垫船导流罩。其中，锥形筒包括锥形结构的筒体与环形结构的第一内翻边法兰、第二内翻边法兰，第一内翻边法兰位于筒体的大面端且向内延伸，第二内翻边法兰位于所述筒体的小面端且向内延伸。参考图1，锥筒阴模1具有筒身成型面101、第一支撑面102与第二支撑面103，筒身成型面101为锥形筒状结构，以用于筒体成型，第一支撑面102环绕在筒身成型面101的大面端且向外延伸，在成型过程中起到支撑、找平基准等作用，第二支撑面103环绕在筒身成型面101的小面端且向内延伸，用于第二内翻边法兰的成型。

参考图2，真空灌注成型方法包括如下步骤：

步骤1，锥筒阴模大端开口朝上放置，对锥筒阴模1进行表面处理和检测；

步骤2，在筒身成型面101上逐层铺设多层第一增强织物层201，并将第一增强织物层201的上、下两端分别搭接在第一支撑面102、第二支撑面103上，即图3所示；

步骤3，在最上层的第一增强织物层201上且对应第一内翻边法兰的位置铺设环状结构的第一芯材202，即图4所示，将搭接在第一支撑面102上的第一增强织物层201逐层翻转至第一芯材202内环壁面上，并修剪整理平齐，其中，翻转后且位于第一芯材202顶端面最上层的第一增强织物层201与第一支撑面102之间具有高度差，即图5所示；

步骤4，在第一增强织物层201、第一芯材202上铺设多层第二增强织物层203，第二增强织物层203的上端与第一芯材202上的第一增强织物层201相接，第二增强织物层203的下端搭接在第二支撑面103上，即图6所示，随后进行第一次注胶固化处理；

步骤5，第一次注胶固化处理后，脱除辅助材料，在筒身成型面101、第二支撑面103上依次铺设多层第三增强织物层204、第二芯材205、多层第四增强织物层206后进行第二次注胶固化处理，其中，筒身成型面101上的第一芯材202由若干环形结构的芯材单元拼接组成，且相邻的两个芯材单元之间具有环形加强筋208，即图7所示；

步骤6，第二次注胶固化处理后，脱除辅助材料，在第一芯材202上铺设多层浸胶织物207，以消除最上层的第一增强织物层201与第一支撑面102之间的高度差，将浸胶织物207平整压实后进行第三次固化，其中，在铺设最后一层浸胶织物207后，采用刚性环形盖板3平整压实，其中，刚性环形盖板3与第一支撑面通过螺栓固定相连，即图8所示；

步骤6，脱除锥筒阴模1，得到锥形筒产品。

本实施例通过采用筒体与内翻边法兰分开成型的工艺，即通过第一注胶固化处理完成外蒙皮与大端内翻边法兰的成型，随后在第一次注胶固化处理的基础上进行第二次注胶固化处理，完成芯材、内蒙皮与小端内翻边法兰的成型，最后进行第三次固化处理，单独进行大端内翻边法兰的端面成型，得到最终产品，使得最终产品的表面平整度得到有效保障，提升产品性能。

参考图9，在气垫船导流罩的实际应用中，筒体上靠近内翻边法兰的位置沿周向间隔设置有若干沉槽，因此对应地，筒身成型面101上靠近第一支撑面102的位置沿周向设有若干凸块4，用于沉槽的成型。本实施例中，凸块4通过螺钉5可拆卸地连接在筒身成型面101上。具体地，凸块4上与筒身成型面101相贴的一面设有螺纹孔，锥筒阴模1的侧部设有与螺纹孔对应的通孔。螺钉5的螺帽端抵接在锥筒阴模1的外壁上，螺钉5的螺杆段穿过通孔后与螺纹孔螺纹相连。作为优选地实施方式，每一凸块4通过两个螺钉5与筒身成型面101相连，且两个螺钉5沿锥筒阴模1的周向间隔分布，以保证在导流罩成型的过程中凸块4与锥筒阴模1连接的稳定性。

基于上述凸块4的结构设计，上述步骤5中产品脱模的具体实施过程为：拆除所有螺钉5，随后将锥形筒产品与凸块4一起从锥筒阴模1上脱模，再将凸块4从锥形筒产品上拆下。

需要注意的是，在相邻的第一增强织物层201之间、第一增强织物层201与第一芯材202之间、相邻的第二增强织物层203之间、第一增强织物层201与第二增强织物层203之间、第二增强织物层203与第三增强织物层204之间、相邻的第三增强织物层204之间、第三增强织物层204与第二芯材205之间、相邻的第四增强织物层206之间、第四增强织物层206与第二芯材205之间均均具有树脂层。且在每一层基材的铺层过程中，均通过压辊保证层间压实赶出空气，防止复材层之间出现孔隙缺陷。

本实施例中，第一次注胶固化处理、第二次注胶固化处理、第三次固化处理中的固化过程均为：将锥筒阴模1放入烘箱，将烘箱温度从室温升至50～60℃后保温2～3小时后，再将烘箱温度升至80～90℃后保温7～9小时，随后自然降温至室温后脱模。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种两端皆具有内翻边法兰的大尺寸锥形筒真空灌注成型方法，其特征在于，所述锥形筒包括锥形结构的筒体与环形结构的第一内翻边法兰、第二内翻边法兰，所述第一内翻边法兰位于所述筒体的大面端且向内延伸，所述第二内翻边法兰位于所述筒体的小面端且向内延伸，所述真空灌注成型方法包括如下步骤：

步骤1，锥筒阴模大端开口朝上放置，对锥筒阴模进行表面处理和检测，所述锥筒阴模上具有筒身成型面、第一支撑面与第二支撑面，其中，所述筒身成型面为锥形筒状结构，以用于所述筒体成型，所述第一支撑面环绕在所述筒身成型面的大面端且向外延伸，所述第二支撑面环绕在所述筒身成型面的小面端且向内延伸；

步骤2，在筒身成型面上逐层铺设多层第一增强织物层，并将第一增强织物层的上、下两端分别搭接在所述第一支撑面、所述第二支撑面上；

步骤3，在最上层的第一增强织物层上且对应所述第一内翻边法兰的位置铺设环状结构的第一芯材，将搭接在所述第一支撑面上的第一增强织物层逐层翻转至第一芯材内环壁面上，并修剪整理平齐，其中，翻转后且位于第一芯材顶端面最上层的第一增强织物层与所述第一支撑面之间具有高度差；

步骤4，在第一增强织物层、第一芯材上铺设多层第二增强织物层，所述第二增强织物层的上端与第一芯材上的第一增强织物层相接，所述第二增强织物层的下端搭接在所述第二支撑面上，随后进行第一次注胶固化处理；

步骤5，第一次注胶固化处理后，脱除辅助材料，在筒身成型面、第二支撑面上依次铺设多层第三增强织物层、第二芯材、多层第四增强织物层后进行第二次注胶固化处理；

步骤6，第二次注胶固化处理后，脱除辅助材料，在第一芯材上铺设多层浸胶织物，以消除最上层的第一增强织物层与所述第一支撑面之间的高度差，将浸胶织物平整压实后进行第三次固化；

步骤7，脱除锥筒阴模，得到锥形筒产品。

2.根据权利要求1所述两端皆具有内翻边法兰的大尺寸锥形筒真空灌注成型方法，其特征在于，步骤5中，在所述筒身成型面上的第一芯材由若干环形结构的芯材单元拼接组成。

3.根据权利要求2所述两端皆具有内翻边法兰的大尺寸锥形筒真空灌注成型方法，其特征在于，相邻的两个所述芯材单元之间具有环形加强筋。

4.根据权利要求1或2或3所述两端皆具有内翻边法兰的大尺寸锥形筒真空灌注成型方法，其特征在于，步骤6中，在铺设最后一层浸胶织物后，采用刚性环形盖板平整压实，其中，刚性环形盖板与第一支撑面通过螺栓固定相连。

5.根据权利要求1或2或3所述两端皆具有内翻边法兰的大尺寸锥形筒真空灌注成型方法，其特征在于，所述第一芯材与所述第二支撑面上的第二芯材均为环形金属板，所述筒身成型面上的第一芯材为泡沫芯材。

6.根据权利要求1或2或3所述两端皆具有内翻边法兰的大尺寸锥形筒真空灌注成型方法，其特征在于，所述筒体上靠近第一内翻边法兰的位置沿周向间隔设置有若干沉槽，对应地，所述筒身成型面上靠近第一支撑面的位置沿周向设有若干凸块。

7.根据权利要求6所述两端皆具有内翻边法兰的大尺寸锥形筒真空灌注成型方法，其特征在于，所述凸块通过螺钉可拆卸地连接在所述筒身成型面上；

所述凸块上与所述筒身成型面相贴的一面设有螺纹孔，锥筒阴模的侧部设有与所述螺纹孔对应的通孔；

所述螺钉的螺帽端抵接在所述锥筒阴模的外壁上，所述螺钉的螺杆段穿过所述通孔后与所述螺纹孔螺纹相连。

8.根据权利要求7所述两端皆具有内翻边法兰的大尺寸锥形筒真空灌注成型方法，其特征在于，每一所述凸块通过两个所述螺钉与筒身成型面相连，且两个所述螺钉沿所述锥筒阴模的周向间隔分布。

9.根据权利要求8所述两端皆具有内翻边法兰的大尺寸锥形筒真空灌注成型方法，其特征在于，步骤7的过程具体为：

拆除所有螺钉，随后将锥形筒产品与凸块一起从锥筒阴模上脱模，再将凸块从锥形筒产品上拆下。