CN114248475A - 一种复合材料u形铰链的制作方法 - Google Patents

一种复合材料u形铰链的制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合材料U形铰链的制作方法，包括如下步骤：在工作台上铺贴用环氧树脂浸渍的第一玻璃纤维布，将铜管放置在玻璃纤维布的中间；在第一玻璃纤维布上铺贴第二玻璃纤维布，第二玻璃纤维布覆盖铜管，在第二玻璃纤维布上放置中间模具，中间模具紧靠铜管；将第一玻璃纤维布和第二玻璃纤维布一起翻折包裹铜管并覆盖中间模具；将包裹铜管并覆盖中间模具的第一玻璃纤维布和第二玻璃纤维布放置到下模和上模之间；经固化、脱模、切割后，得到复合材料U形铰链。本发明的铰链孔壁与外包圈一体成型，稳定可靠；外包圈采用玻璃纤维增强复合材料，轻质高强、耐腐蚀，铰链孔壁采用金属铜管，强度高、耐疲劳性好。

Description

一种复合材料U形铰链的制作方法
技术领域
本发明涉及航天航空技术领域，具体涉及复合材料铰链。
背景技术
随着通用航空的发展已成为我国经济发展的重要战略，通用飞机的社会价值日益显现。纤维增强复合材料因其优异的性能已在通用飞机中已有广泛的应用。通用飞机控制面之间的连接，通常需要复合材料铰链，用于复合材料结构的转动连接。同时为了提高产品的竞争力，不断优化生产工艺、减少制造成本、提高产品质量是所有通用飞机制造企业的共同问题。
发明内容
本发明所解决的技术问题：提供一种复合材料U形铰链的制作方法。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种复合材料U形铰链的制作方法，包括如下步骤：步骤一，在工作台上铺贴用环氧树脂浸渍的第一玻璃纤维布，将铜管放置在玻璃纤维布的中间，步骤二，在第一玻璃纤维布上铺贴第二玻璃纤维布，第二玻璃纤维布覆盖铜管，在第二玻璃纤维布上放置中间模具，中间模具紧靠铜管；步骤三，将第一玻璃纤维布和第二玻璃纤维布一起翻折包裹铜管并覆盖中间模具；步骤四，将包裹铜管并覆盖中间模具的第一玻璃纤维布和第二玻璃纤维布放置到下模和上模之间；步骤五，经固化、脱模、切割后，得到复合材料U形铰链。
铰链制作过程中的铺层环节在工作台上进行，减小因模具影响(如定位销的存在)而导致玻璃纤维布难以完美铺贴。
模具(包括上模、下模和中间模具)的长度可以为铰链长度的几倍，如此，利用本申请的模具一次成型，可以同时制作多个铰链，提升工作效率。
本发明的铰链孔壁与外包圈一体成型，稳定可靠。外包圈采用玻璃纤维增强复合材料，轻质高强、耐腐蚀，铰链孔壁采用金属铜管，强度高、耐疲劳性好。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
图1为本发明涉及的一套模具的爆炸图；
图2为本发明涉及的复合材料U形铰链的示意图。
图中符号说明：
1.下模；12.定位销；2.中间模具；3.上模；4孔壁；5.外包圈；6.U形尾部区。
具体实施方式
结合图1、图2，一种复合材料U形铰链的制作方法，包括如下步骤：
步骤一，在工作台上铺贴用环氧树脂浸渍的第一玻璃纤维布，将铜管放置在玻璃纤维布的中间；
步骤二，在第一玻璃纤维布上铺贴第二玻璃纤维布，第二玻璃纤维布覆盖铜管，在第二玻璃纤维布上放置中间模具2，中间模具紧靠铜管；
步骤三，将第一玻璃纤维布和第二玻璃纤维布一起翻折包裹铜管并覆盖中间模具2；
步骤四，将包裹铜管并覆盖中间模具的第一玻璃纤维布和第二玻璃纤维布放置到下模1和上模3之间；
步骤五，经固化、脱模、切割后，得到复合材料U形铰链。
上述步骤一之前，玻璃纤维根据铺层角度和层数进行裁剪，然后用适当比例的环氧树脂固化剂进行浸渍。
上述步骤一之前，清理下模1，中间模具2和上模3，并对下模，中间模具和上模铺贴面涂抹脱模剂，其材质均为玻璃纤维压层板。对铜管外表面用120#的砂纸打磨，用丙酮溶液清洗，并用擦拭纸擦干。
所述步骤一中，第一玻璃纤维布通过承载膜和撕离布铺贴在工作台上；承载膜首先铺设在工作台上，之后，在承载膜中间位置铺上一层用环氧树脂润湿后的撕离布，之后，第一玻璃纤维布铺贴在撕离布上。撕离布便于脱模，以及在铰链外表面形成粗糙面，便于后续的胶接。承载膜便于后续步骤中移动与拽紧玻璃纤维布而不使玻璃纤维布产生变形。
所述步骤四中，参考图1，中间模具2设有第一定位孔，上模3设有第二定位孔，下模1设有定位销12；在中间模具第一定位孔处对第一玻璃纤维布和第二玻璃纤维布进行裁剪后，将包裹铜管并覆盖中间模具的第一玻璃纤维布和第二玻璃纤维布放置到下模上，第一定位孔与定位销配合；之后，上模3覆盖在包裹铜管并覆盖中间模具2的第一玻璃纤维布和第二玻璃纤维布上，上模3的第二定位孔与定位销12配合。其中，在中间模具第一定位孔处对第一玻璃纤维布和第二玻璃纤维布进行裁剪，是为了定位销12能够穿过第一玻璃纤维布和第二玻璃纤维布以及中间模具2的第一定位孔，以及，为后续操作人员拽紧横向突出模具外的承载膜，使铜管靠紧在中间模具2上提供条件。该裁剪，包括对第一定位孔处承载膜的裁剪。
所述步骤四中，拽紧横向突出模具外的承载膜，使第一玻璃纤维布、铜管和第二玻璃纤维布靠紧在中间模具2上，之后，夹具夹紧上模3和下模1。承载膜的设置以及承载膜的拽紧，配合夹具，使第一玻璃纤维布、铜管和第二玻璃纤维布紧密贴合，保证最终成品结构稳定。
所述步骤五中，将模具放在23℃的环境中，进行12小时的预固化处理，固化完成后，移除所有模具和辅助材料，经切割修剪后得到复合材料U形铰链。
以上内容仅为本发明的较佳实施方式，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种复合材料U形铰链的制作方法，包括如下步骤：步骤一，在工作台上铺贴用环氧树脂浸渍的第一玻璃纤维布，将铜管放置在玻璃纤维布的中间；其特征在于：步骤二，在第一玻璃纤维布上铺贴第二玻璃纤维布，第二玻璃纤维布覆盖铜管，在第二玻璃纤维布上放置中间模具(2)，中间模具紧靠铜管；步骤三，将第一玻璃纤维布和第二玻璃纤维布一起翻折包裹铜管并覆盖中间模具(2)；步骤四，将包裹铜管并覆盖中间模具的第一玻璃纤维布和第二玻璃纤维布放置到下模(1)和上模(3)之间；步骤五，经固化、脱模、切割后，得到复合材料U形铰链。
2.如权利要求1所述的一种复合材料U形铰链的制作方法，其特征在于：所述步骤一中，第一玻璃纤维布通过承载膜和撕离布铺贴在工作台上；承载膜首先铺设在工作台上，之后，在承载膜中间位置铺上一层用环氧树脂润湿后的撕离布。
3.如权利要求2所述的一种复合材料U形铰链的制作方法，其特征在于：所述步骤四中，中间模具(2)设有第一定位孔，上模(3)设有第二定位孔，下模(1)设有定位销(12)；在中间模具第一定位孔处对第一玻璃纤维布和第二玻璃纤维布进行裁剪后，将包裹铜管并覆盖中间模具的第一玻璃纤维布和第二玻璃纤维布放置到下模上，第一定位孔与定位销配合；之后，上模(3)覆盖在包裹铜管并覆盖中间模具(2)的第一玻璃纤维布和第二玻璃纤维布上，上模(3)的第二定位孔与定位销(12)配合。
4.如权利要求3所述的一种复合材料U形铰链的制作方法，其特征在于：所述步骤四中，拽紧横向突出模具外的承载膜，使第一玻璃纤维布、铜管和第二玻璃纤维布靠紧在中间模具(2)上，之后，夹具夹紧上模(3)和下模(1)。
5.如权利要求1所述的一种复合材料U形铰链的制作方法，其特征在于：所述步骤五中，将模具放在23℃的环境中，进行12小时的预固化处理，固化完成后，移除所有模具和辅助材料，经切割修剪后得到复合材料U形铰链。
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