CN115302815B - 一种异形飞机机架立柱制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了飞机领域内的一种异形飞机机架立柱制造方法，包括以下：1）准备工作，按照要求制备预浸料，清理内模表面；2）内模铺贴，在内模表面对应机架立柱内非加厚区的位置粘接硅胶片；在内模表面对应机架立柱内加厚区的位置铺贴预浸料，铺贴至与硅胶片厚度一致，然后在加厚区、非加厚区进行整铺，得到预成型件；3）外模具合模，将预成型件放置在外模具的下盖板中，两侧分别放置两块压杆，在外模的上盖板、下盖板之间放置垫片，合上上盖板；4）固化，将合模后的外模具放入热压机进行加热固化，固化过程中，抽出垫片、压紧两块压杆、压紧上盖板与下盖板；5）脱模；本发明解决了复杂结构的立柱生产困难的问题，可以应用在不同立柱生产上。

Description

一种异形飞机机架立柱制造方法

技术领域

本发明涉及飞机技术领域，特别涉及一种飞机机架立柱。

背景技术

机架作为飞机舱内设备的主要载体，广泛应用在各种军机、民机中。随着飞机对载机设备要求的提高，复合材料的强度高、比重低、可设计性的优势凸显。以复合材料为主要原材料的机架在飞机中列装数量明显增加。机架一般由立柱、底框、顶框等零件组成，立柱在支撑机架的整体性能中起着举足轻重的作用。立柱成型的质量能直接影响整体机架的稳定性和强度，所以立柱的成型工艺的优化有利于提高机架产品的品质。

目前应用的立柱多是截面为方形或圆形，通体等厚度的长杆，采用的成型方法是直接在钢模表面铺贴，外面使用上下分块的简单钢模进行模压，或者采用环缠热收缩带的方法成型。这种方法对于结构简单的立柱成型较为快速便捷，但是对于结构复杂、需要在内部进行加强的立柱，这种直接在模具上铺层的方法显然不适用，而且这种成型方式在合模时存在一定的困难，制件通常不能很好地契合模具，不能广泛地应用在大多数立柱制件成型上，适用性差。因此，需要采取一定的方法改进成型工艺，以满足不同的立柱生产需求。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种异形飞机机架立柱制造方法，解决了复杂结构的立柱生产困难的问题，可以应用在不同立柱生产上。

本发明的目的是这样实现的：一种异形飞机机架立柱制造方法，包括以下步骤：

步骤1）准备工作，按照要求制备预浸料，清理内模表面；

步骤2）内模铺贴，在内模表面对应机架立柱内非加厚区的位置粘接硅胶片；在内模表面对应机架立柱内加厚区的位置铺贴预浸料，铺贴至与硅胶片厚度一致，然后在加厚区、非加厚区进行整铺，得到预成型件；

步骤3）外模具合模，将预成型件放置在外模具的下盖板中，两侧分别放置两块压杆，在外模的上盖板、下盖板之间放置垫片，合上上盖板；

步骤4）固化，将合模后的外模具放入热压机进行加热固化，固化过程中，抽出垫片、压紧两块压杆、压紧上盖板与下盖板；

步骤5）脱模，固化完成后进行脱模，先脱去外模，再抽出内模，最后取出硅胶片；

步骤6）后期处理，对于产品边缘的毛刺和富树脂区，使用砂纸打磨除去，得到复材制成的机架立柱。

作为本发明的进一步限定，硅胶片使用胶水粘接在模具上，并抽真空；加厚区的预浸料在第一层铺贴完毕后抽真空，再进行后层的铺贴，后层一次性铺贴完毕后再抽真空；整铺采用单向预浸料和平纹预浸料，使立柱零件达到所需要的厚度，在第一层铺贴完毕后抽真空，再进行后层的铺贴，后层一次性铺贴完毕后再抽真空。为防止固化后制件在打孔或抽钉时表面纤维撕裂，需在最外层铺贴一层平纹预浸料。表面胶水在到达一定温度时会失效，失去粘接性能，脱模时比较容易与模具分开。

作为本发明的进一步限定，步骤3）具体包括：

步骤3-1）将预成型件放置在外模具的下盖板的凹槽中，凹槽的两侧分别放置两块压杆，并控制两压杆施加压力；

步骤3-2）在外模的上盖板、下盖板之间放置垫片，合上上盖板。

通过两压杆可保证预制件两侧压实，从而增强预制件整体的强度。

作为本发明的进一步限定，步骤4）具体包括：

步骤4-1）固化时将模具加热至第一设定温度时，此时树脂融化，抽出垫片；

步骤4-2）控制两侧的压杆从侧面给预制件加压至压紧状态，然后再通过热压机控制上盖板、下盖板从上下给预制件加压，并升温至第二设定温度，保温；

步骤4-3）保温结束后保压降温，待温度降至第三设定温度，泄压。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

（1）本发明配合硅胶片将加厚区、非加厚区分开铺贴，脱模后取下硅胶片，有效地解决了立柱内侧加厚困难的问题，传统工艺无法实现立柱内表面异厚度加工，尤其是在多面体立柱情况下；硅胶片的选择有利于脱模后再次脱下硅胶片，本发明的方法简单便捷，成型得到的立柱内侧厚度能够很好地满足设计要求，且可实现各种异形内表面以及多面体立柱加工；

（2）本发明采用特殊外模具配合工艺制造的立柱表面光滑平整，立柱截面完好，成型过程中无树脂溢出，成型后表面无褶皱。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明制得的立柱示意图。

图2为立柱的截面图。

图3为本发明使用的模具立体图。

图4为本发明使用的模具爆炸图。

其中，1立柱，1a加厚区，1b非加厚区，2内模具，3外模具，3a上盖板，3b下盖板，3c凹槽，3d滑槽，4T形滑块，5加压螺栓，6连杆，7压杆。

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做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。

如图1所示的一种飞机机架立柱，立柱1外观为均匀光滑的柱状体，但在立柱1内侧有不连续台阶状的加厚区1a（如图2所示）；其中加厚区1a厚度为2.5mm，非加厚区1b厚度为1.8mm；立柱1外表面平整光滑，而内表面由于加厚区1a的存在，致使内表面有多个台阶状加厚区1a；立柱1总体长度为1250mm，加厚区1a最远端距离立柱1端部349mm，四个加厚区1a分散排布，加厚区1a的存在给立柱1的成型、模具的设计造成较大的困难。

传统立柱1截面一般为方形或者圆形，本发明中的立柱1截面为不规则凸六边形。凸六边形的左右两条边与底边垂直，六条边之间过度平滑自然。为保证立柱1特殊的六边形结构，需要在立柱1的周围施加载荷，因此需要特殊的模具。

如图3-4所示，本发明中采用的模具包括内模具2和外模具3，外模具3包括上盖板3a和下盖板3b，且下盖板3b内设有凹槽3c，上盖板3a与下盖板3b之间形成用以放置内模具2、一对压杆7的空腔，下盖板3b的侧部开设有滑槽3d，滑槽3d内设有用以推动压杆7的T形滑块4（本实施例中两侧分别设置三个），T形滑块4通过加压螺栓5连接在上盖板3a、下盖板3b的侧部；上盖板3a与下盖板3b之间通过连杆6（本实施例中共设置12根）串联在一起。

下面对本发明的工艺做具体说明。

一种异形飞机机架立柱制造方法，包括以下步骤：

步骤1）预浸料下料

立柱1采用阳模进行铺贴成型，在加厚区1a需要制备符合尺寸要求的预浸料；加厚区1a铺贴完成后进行整铺，此时需要的预浸料尺寸较大，通过系统计算出各个区域预浸料的大小，裁切后备用。

步骤2）模具清理

模具使用前需要使用擦拭纸或干净抹布将模具贴模面上的残余树脂等杂物清理干净，使用擦拭纸蘸取丙酮将模具工作面清洗干净；在模具表面涂覆5遍770NC脱模剂，不能有漏涂的位置，每一遍之间间隔时间不少于15分钟。涂覆完最后一遍脱模剂后，将模具放入烘箱，在120℃下固化30min。

步骤3）内模具2预处理，清理内模具2并打上脱模剂。

步骤4）预浸料铺贴

4-1）分别在内模具2上三个厚度为1.8mm的区域粘上形状与尺寸相同的硅胶片，厚度均为0.75mm，硅胶片需要根据数模的要求预先裁剪，使用502胶粘接在模具上，并抽真空15min，硅胶片须和模具贴合，502胶水在120°以上温度时失效，失去粘接性能，脱模时比较容易与模具分开；

4-2）在厚度为2.5mm的4个部分铺贴6层形状与尺寸相同的预浸料，每层厚度为0.125mm，使其厚度与硅胶片相同；在第一层铺贴完毕后抽真空15min，再进行后5层的铺贴，后5层一次性铺贴完毕后再抽真空15min；

4-3）整铺12层厚度为0.125mm的单向预浸料和2层厚度为0.2的平纹预浸料，使立柱1零件达到所需要的厚度；铺贴完第一层抽后真空15min，后每4层抽真空15min。

步骤5）外模具3合模

5-1）铺贴完成之后将包裹有预制件的内模具2放置在下盖板3b内凹槽3c的对应位置；

5-2）在内模具2两侧放置两根压杆7，此时压杆7与内模具2制件没有压力；

5-3）安装滑块4，在加压螺栓5拧紧之前，压杆7与外模具3之间存在一定的缝隙；

5-4）盖上外模具3的上盖板3a。

步骤6）固化

6-1）使用热压机加压固化，在固化前，需要在上下模具之间放置1mm的垫片，防止树脂溢出；

6-2）固化时先将模具放置到压机平台上，压力1Mpa，温度加热至130°时，此时树脂融化，取下垫片（抽出即可）；

6-3）先拧紧加压螺栓5，当压杆7与内模具2之间无压力、加压螺栓5无法再继续拧紧时停止；

6-3）再将连接上下盖板3b的连杆6配合螺母拧紧，直至盖板与模具侧面无缝隙；

6-4）施加8Mpa的压力，并升温至180℃，保温2h；

6-5）保温结束后保压降温，待温度降至60℃，泄压。

步骤7）脱模

固化过程结束后，关闭热压机，待模具温度冷却至60℃以下后，即可脱模。首先卸下模具上盖板3a，之后拧掉加压螺栓5，取出压杆7，最后取出产品，抽出产品内部的钢芯模，再用特制钩刀将产品内部的硅胶取出来。

步骤8）后处理

对于产品边缘的毛刺和富树脂区，使用800#砂纸打磨除去，然后用1000#水砂纸打磨光滑，打磨时不允许伤及纤维。

通过上述方法制得六边形立柱1，其内部设有加厚区1a。

本发明制造的立柱表面光滑平整，立柱截面完好，成型过程中无树脂溢出，成型后表面无褶皱。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (1)

1.一种异形飞机机架立柱制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）准备工作，按照要求制备预浸料，清理内模表面；

步骤2）内模铺贴，在内模表面对应机架立柱内非加厚区的位置粘接硅胶片，硅胶片使用胶水粘接在模具上，并抽真空；在内模表面对应机架立柱内加厚区的位置铺贴预浸料，加厚区的预浸料在第一层铺贴完毕后抽真空，再进行后层的铺贴，后层一次性铺贴完毕后再抽真空，铺贴至与硅胶片厚度一致，然后在加厚区、非加厚区进行整铺，整铺采用单向预浸料和平纹预浸料，使立柱零件达到所需要的厚度，在第一层铺贴完毕后抽真空，再进行后层的铺贴，后层一次性铺贴完毕后再抽真空，得到预成型件；

步骤3）外模具合模，将预成型件放置在外模具的下盖板中，两侧分别放置两块压杆，在外模的上盖板、下盖板之间放置垫片，合上上盖板，具体包括：

步骤3-1）将预成型件放置在外模具的下盖板的凹槽中，凹槽的两侧分别放置两块压杆，并控制两压杆施加压力；

步骤3-2）在外模的上盖板、下盖板之间放置垫片，合上上盖板；

步骤4）固化，将合模后的外模具放入热压机进行加热固化，固化过程中，抽出垫片、压紧两块压杆、压紧上盖板与下盖板，具体包括：

步骤4-1）固化时将模具加热至第一设定温度时，此时树脂融化，抽出垫片；

步骤4-2）控制两侧的压杆从侧面给预制件加压至压紧状态，然后再通过热压机控制上盖板、下盖板从上下给预制件加压，并升温至第二设定温度，保温；

步骤4-3）保温结束后保压降温，待温度降至第三设定温度，泄压；

步骤5）脱模，固化完成后进行脱模，先脱去外模，再抽出内模，最后取出硅胶片；

步骤6）后期处理，对于产品边缘的毛刺和富树脂区，使用砂纸打磨除去，得到复材制成的机架立柱。

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