CN115195160A - 一种金属件和复合材料铺层缝合并模压成型的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种金属件和复合材料铺层缝合并模压成型的方法，在缝合功能组件和缝合工装上均加工出缝合路线互相错开的空槽，空槽为折弯型；在缝合定位工装上加工出缝孔，缝孔的位置与空槽的折弯处对应，下模具安装模压功能组件，表面处理后开始铺层；铺层结束，拆除模压功能组件，安装缝合功能组件、缝合工装、缝合定位工装，按缝孔的位置打孔，后拆除缝合定位工装，按设计缝合路径完成产品缝合。本发明通过对模具采用上下组合式设计，同时具有铺层及缝合的功能以及模压的功能，直接在成型模具中缝合，各功能镶块之间可替换，使得缝合工序简化，也能更准确地定位缝合点，还能提高金属部件与复合材料缝合的强度。

Description

一种金属件和复合材料铺层缝合并模压成型的方法
技术领域
本发明是涉及异种材料连接方法技术领域，具体地说是涉及一种金属件和复合材料铺层缝合并模压成型的方法。
背景技术
目前，金属与复合材料连接方法主要有两种，分别为胶接法，机械连接法。胶接，是指利用胶粘剂在连接面上产生的机械结合力、物理吸附力和化学键合力而使两个胶接件连接起来的工艺方法。胶接法连接的部位应力分布连续，重量轻，且工艺方法简单，但粘结强度较低，一般适用于传递载荷较小的部位。机械连接适用于传递较高载荷或强调可靠性的部位。机械连接法是指利用紧固件将零件连接起来的过程和方法。常用的机械紧固件主要有螺栓、螺钉和铆钉。机械连接方法虽然紧固，但一方面增加了制件的重量，另一方面需要在金属与复合材料部件上打孔，容易导致应力集中。
现有技术中，模具的缝合工艺与预浸料模压工艺较难融合，一般需要缝合只能在模具外完成铺层、缝合工序后再转移到模压模具中成型，而具有复杂结构内部材料种类多、零部件多且相对位置要求精确的产品是无法实现缝合的，因为在模具转移过程会导致内部预埋件移动、变形，产生转移后无法在模具中完成精确定位等影响。
因此提供一种金属件和复合材料铺层缝合并模压成型的方法，不仅能简化缝合的工序，能更准确地定位缝合点，还能提高金属件与复合材料缝合的强度成为进一步改进的方向。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种金属件和复合材料铺层缝合并模压成型的方法，包括以下步骤：
S1、预处理：在缝合功能组件和缝合工装上均加工出缝合路线互相错开的空槽，空槽的排数对应每行所需缝合的针数，空槽为折弯型；在缝合定位工装上加工出缝孔，缝孔的位置与空槽的折弯处对应，缝孔的直径等于空槽直径；
S2、基于S1，在下模具上卡合安装模压功能组件，对下模具和模压功能组件进行表面处理；
S3、基于S2，对下模具铺层，将下模具表面铺设下部预浸料，安装铺设金属部件，再铺设上部预浸料，将金属部件夹设在上、下部预浸料之间；
S4、基于S3，铺层结束后，拆除模压功能组件，将缝合功能组件替换安装进去；
S5、基于S4，在金属部件及上部预浸料的上端依次安装缝合工装和缝合定位工装，按照缝合定位工装上的缝孔对应加工出上部预浸料的缝孔后，拆除缝合定位工装；
S6、基于S5，用缝针牵引缝线，穿过缝孔、缝合工装的空槽、上部预浸料、金属部件、下部预浸料和缝合功能组件的空槽，缝针的落针点是空槽上的折弯处和缝孔，按照空槽的排列从左至右按竖列交叉缝合；
S7、基于S6，拆除缝合功能组件，将模压功能组件替换安装进去，再拆除缝合工装，完成下模具和金属部件的缝合；
S8、基于S7，在缝合好的下模具上安装上模具，对模具整体加压加热完成产品固化成型。
优选地，所述缝线的材质为预浸纱。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明通过在缝合功能组件和缝合工装上均加工出缝合路线互相错开的空槽，空槽为折弯型；在缝合定位工装上加工出缝孔，缝孔的位置与空槽的折弯处对应，下模具安装模压功能组件，表面处理后开始铺层；铺层结束，拆除模压功能组件，安装缝合功能组件、缝合工装、缝合定位工装，按缝孔的位置打孔，后拆除缝合定位工装，按设计缝合路径完成产品缝合，对模具采用上下组合式设计，同时具有铺层及缝合的功能以及模压的功能，直接在成型模具中缝合，各功能镶块之间可替换，使得缝合工序简化，也能更准确地定位缝合点，还能提高金属部件与复合材料缝合的强度，在缝合过程中金属部件不会产生移动变形。
附图说明
图1为本发明的整体结构爆炸图。
图2为本发明的金属部件与上、下部预浸料之间的结构示意图。
图3为本发明的缝合连接后下模具的结构示意图。
图4为本发明的缝合功能组件的结构示意图。
图5为本发明的缝合工装的结构示意图。
图6为本发明的缝合定位工装的结构示意图。
图7为本发明的的模压功能组件的结构示意图。
图8为本发明的缝线缝合时的示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步说明。
如图1至图8所示，缝合功能组件1、缝合工装2、空槽3、缝合定位工装4、缝孔5、下模具6、模压功能组件7、下部预浸料8、金属部件9、上部预浸料10、缝线11和上模具12
如图1至图8所示，本发明公开了一种金属件和复合材料铺层缝合并模压成型的方法，包括以下步骤：
S1、预处理：在缝合功能组件1和缝合工装2上均加工出缝合路线互相错开的空槽3，空槽3的开槽线路错开，使得预浸纱11穿过后能从缝合功能组件1或缝合工装2的空槽3内通过，从而保证预浸纱11在上下穿过的同时不会将缝合工装2缝在一起，空槽3的排数对应每行所需缝合的针数，空槽3为折弯型；在缝合定位工装4上加工出缝孔5，缝孔5的位置与空槽3的折弯处对应，缝孔5的直径等于空槽3直径；
S2、基于S1，在下模具6上卡合安装模压功能组件7，对下模具6和模压功能组件7进行表面处理；
S3、基于S2，对下模具6铺层，将下模具6表面铺设下部预浸料8，安装铺设金属部件9，再铺设上部预浸料10，将金属部件9夹设在上、下部预浸料8之间；
S4、基于S3，铺层结束后，拆除模压功能组件7，将缝合功能组件1替换安装进去；
S5、基于S4，在金属部件9及上部预浸料10的上端依次安装缝合工装2和缝合定位工装4，按照缝合定位工装4上的缝孔5对应加工出上部预浸料10的缝孔5后，拆除缝合定位工装4；
S6、基于S5，用缝针牵引缝线11，穿过缝孔5、缝合工装2的空槽3、上部预浸料10、金属部件9、下部预浸料8和缝合功能组件1的空槽3，缝针的落针点是空槽3上的折弯处和缝孔5，按照空槽3的排列从左至右按竖列交叉缝合；
具体地，在本实施例中，缝线11的材质为预浸纱；
S7、基于S6，拆除缝合功能组件1，将模压功能组件7替换安装进去，再拆除缝合工装2，完成下模具6和金属部件9的缝合；
S8、基于S7，在缝合好的下模具6上安装上模具12，对模具整体加压加热完成产品固化成型。
本发明对模具采用上模具12与下模具6的组合式设计，同时具有铺层及缝合的功能以及模压的功能，直接在成型模具中缝合，各功能镶块之间可替换，使得缝合工序简化，也能更准确地定位缝合点，还能提高金属部件9与复合材料缝合的强度，在缝合过程中金属部件9不会产生移动变形。
上述的实施例仅为本发明的优选实施例，不能以此来限定本发明的权利范围，因此，依本发明申请专利范围所作的修改、等同变化、改进等，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (2)

1.一种金属件和复合材料铺层缝合并模压成型的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、预处理：在缝合功能组件(1)和缝合工装(2)上均加工出缝合路线互相错开的空槽(3)，空槽(3)的排数对应每行所需缝合的针数，空槽(3)为折弯型；在缝合定位工装(4)上加工出缝孔(5)，缝孔(5)的位置与空槽(3)的折弯处对应，缝孔(5)的直径等于空槽(3)直径；
S2、基于S1，在下模具(6)上卡合安装模压功能组件(7)，对下模具(6)和模压功能组件(7)进行表面处理；
S3、基于S2，对下模具(6)铺层，将下模具(6)表面铺设下部预浸料(8)，安装铺设金属部件(9)，再铺设上部预浸料(10)，将金属部件(9)夹设在上、下部预浸料(8)之间；
S4、基于S3，铺层结束后，拆除模压功能组件(7)，将缝合功能组件(1)替换安装进去；
S5、基于S4，在金属部件(9)及上部预浸料(10)的上端依次安装缝合工装(2)和缝合定位工装(4)，按照缝合定位工装(4)上的缝孔(5)对应加工出上部预浸料(10)的缝孔(5)后，拆除缝合定位工装(4)；
S6、基于S5，用缝针牵引缝线(11)，穿过缝孔(5)、缝合工装(2)的空槽(3)、上部预浸料(10)、金属部件(9)、下部预浸料(8)和缝合功能组件(1)的空槽(3)，缝针的落针点是空槽(3)上的折弯处和缝孔(5)，按照空槽(3)的排列从左至右按竖列交叉缝合；
S7、基于S6，拆除缝合功能组件(1)，将模压功能组件(7)替换安装进去，再拆除缝合工装(2)，完成下模具(6)和金属部件(9)的缝合；
S8、基于S7，在缝合好的下模具(6)上安装上模具(12)，对模具整体加压加热完成产品固化成型。
2.根据权利要求1所述的一种金属件和复合材料铺层缝合并模压成型的方法，其特征在于：所述缝线(11)的材质为预浸纱。
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