CN115609967B - 复材桨叶预制体工装、桨根外套锁定方法及桨叶制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了飞机桨叶技术领域一种复合材料桨叶预制体制作辅助工装，包括：桨叶支撑组件，用于支撑桨叶的叶片部；桨根拉拔组件，用以抵住桨根内套、并拉动桨根外套；桨根拉拔组件包括：桨根抱箍组件，用以限制桨根外套轴向移动，其内部设有供桨根从一端插入的腔体，腔体的另一端供桨根抵触组件插入；桨根抵触组件，通过活动的方式抵触在桨根端部，且在桨根外套套紧在桨根外周后相互锁定；桨根抵触组件包括抵触件，抵触件从腔体的另一端插入、并抵触在桨根内套的端部；桨根操动组件，用以控制桨根外套与桨根发生轴向的相对运动，使得桨根外套套紧在桨根外周，本发明解决了桨根外套在拆除止退工装后的回退而带来的桨叶端部富胶现象。

Description

复材桨叶预制体工装、桨根外套锁定方法及桨叶制备工艺

技术领域

本发明涉及飞机桨叶技术领域，特别涉及一种飞机桨叶制作工艺。

背景技术

树脂基复合材料桨叶可以有效的减重，同时还可降低噪音。采用树脂基复合材料制造桨叶，不但可以大大减轻桨叶的重量，还可以切实减轻发动机的重量，提高推重比和效率。因此，提升复合材料桨叶质量，即可提高发动机效率，又可降低航空飞行隐患。

复合材料桨叶主要结构为碳大梁、聚氨酯泡沫芯、外包碳纤维和玻璃纤维编织套，桨根聚氨酯泡沫填充层。其主力件为单向碳纤维布和缎纹碳纤维布交替铺放的碳梁，分别在桨叶工作面、非工作面沿桨叶轴向和厚度两个方向不均匀、变厚度展开，并以圆环形式“合掌”进入金属桨根外套，然后又在桨根外套的根部扩口展开，形成两头开口的楔子，从而保证碳纤维复合材料承力梁与金属外套的完整而可靠的连接，碳大梁芯部为聚氨酯泡沫芯，外部为由玻璃纤维与碳纤维混编的外壳，经RTM注射形成有机的整体。

桨叶预制体在安装桨根外套时：须先将桨叶预制体固定到拉拔工装，再给桨根外套施加一个向桨根拉力,在将桨根拉拔到位后，使用止退工装将桨根外套固定住。但是桨叶预制体在进行预定型时，需要将止退工装卸下，此时桨根外套受到反作用力（拉力的反作用力），使得桨根外套向桨叶叶尖方向滑移，从而桨叶预制体与模具匹配性出现差异，导致桨叶RTM注胶后前缘出现富胶现象，如图10所示，以及桨叶外形精度的下降。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种复材桨叶预制体工装、桨根外套锁定方法及桨叶制备工艺，解决了桨根外套在拆除止退工装后的回退而带来的桨叶端部富胶现象。

本发明的目的是这样实现的：一种复材桨叶预制体工装，包括：

桨叶支撑组件，用于支撑桨叶的叶片部；

桨根拉拔组件，用以抵住桨根内套、并拉动桨根外套；

所述桨根拉拔组件包括：

桨根抱箍组件，用以限制桨根外套轴向移动，其内部设有供桨根从一端插入的腔体，腔体的另一端供桨根抵触组件插入；

桨根抵触组件，通过活动的方式抵触在桨根端部，且在桨根外套套紧在桨根外周后相互锁定；所述桨根抵触组件包括抵触件，所述抵触件从所述腔体的另一端插入、并抵触在桨根内套的端部；

桨根操动组件，用以控制桨根外套与桨根发生轴向的相对运动，使得桨根外套套紧在桨根外周。

作为本发明复材桨叶预制体工装的进一步限定，所述桨根操动组件包括操动底座，所述桨根拉拔组件置于操动底座上，所述操动底座上螺纹连接有推杆，推杆从桨根的一端抵触在抵触件上，所述操动底座从桨根的另一端抵触在桨根抱箍组件的端部，在推杆的旋转作用下，抵触件抵触在桨根一端、操动底座从另一端向外拉拔桨根外套。

作为本发明复材桨叶预制体工装的进一步限定，所述桨根抱箍组件为抱箍结构，抱箍结构的内部形成于桨根形状匹配的腔体。

作为本发明复材桨叶预制体工装的进一步限定，所述抱箍结构上对应抵触件的内表面为圆环面，圆环面上开设有弧形外凹槽，弧形外凹槽内活动设有限位块，所述抵触件包括端板和衬套，所述衬套抵触在桨根端部，端板抵触在衬套上，且所述端板的外周也加工有与限位块配合的环形内凹槽，待桨根外套套紧后限位块插入环形内凹槽，将端板与抱箍结构锁紧。

作为本发明复材桨叶预制体工装的进一步限定，抱箍结构上加工有连通弧形外凹槽的螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有用以推动限位块的催动螺钉。

作为本发明复材桨叶预制体工装的进一步限定，所述端板的端部加工有分流槽和注胶孔，分流槽与注胶孔连通。

一种复合材料桨叶预制体桨根外套锁定方法，采用上述复材桨叶预制体工装，包括以下步骤：

步骤1）将桨根拉拔组件套设在桨根的外周；

步骤2）将套设有桨根拉拔组件的桨根端置于桨根操动组件上；

步骤3）控制桨根操动组件，使得桨根抵触组件上的抵触件抵触在桨根端部，同时使得桨根拉拔组件推动桨根外套，使其套紧在桨根上，套紧后锁定，锁定方法为：套紧后，通过催动螺钉推动限位块插入环形内凹槽，松开桨根操动组件后两者锁定。

一种复合材料桨叶制备工艺，包括以下步骤：

步骤1）桨根外套锁定：桨叶预制体的桨根外套采用上述锁定方法锁定；

步骤2）预定型：将桨叶预制体安装到预定型模具中，进行预定处理；

步骤3）RTM成型：预定处理完成后，将桨叶预制体取出，再安装到RTM成型模具中，经RTM注射形成有机的整体。

作为本发明复合材料桨叶制备工艺的进一步限定，步骤2具体包括：

步骤2-1）将工作面蒙皮放在模具中，刷定型胶液，控制不允许褶皱；

步骤2-2）将后缘条包布对折，将对折线对准模具后缘边缘，使后缘条包布一半的部分位于模具型腔内，另一半在模具外，刷定型胶液，晾置预设时间；

步骤2-3）将桨叶预制体非工作面朝上以模具前缘为基准放入模具中，后缘三角区域以编织体后缘为基准放入模具中，压住三角区，上、下起伏抖动后缘条至层间蓬松状态，抖动时从后缘条拐点处向桨尖方向，逐步后延抖动，抖动蓬松后逐步压入模腔中，使后缘和编织体边缘与模具贴合，按照模具的型腔大小桨尖多出的编织纤维剪掉，保证编织体与模具的型腔吻合；

步骤2-4）安装好后缘条后，用剪刀沿模具型面把工作面多余的蒙皮修剪掉，桨根至切面范围内不剪，将各滑块衔接处的蒙皮剪开；

步骤2-5）将两条预浸带粘接贴在后缘条与编织体之间缝隙上；

步骤2-6）将后缘条包布及各滑块处的蒙皮布翻起，然后用毛刷蘸定型胶液将后缘包布刷平，晾置；

步骤2-7）把非工作面蒙皮放在桨叶预制体表面刷定型胶液，检查蒙皮搭接尺寸；

步骤2-8）清理掉模具四周剪掉的纤维，并用丙酮擦拭模具边缘；

步骤2-9）合上模具将模具送入烘箱，当模具升温至100℃±5℃后，保持60min～75min；模具随炉降温至50℃以下，开模得到预定处理的桨叶预制体。

作为本发明复合材料桨叶制备工艺的进一步限定，步骤3具体包括：

步骤3-1）清理模具：检查模具的注胶口和出胶口是否通畅；清理模具，涂刷脱模剂后晾干；

步骤3-2）在非工作面模具的密封槽内安装密封条，要求密封条接口必须为斜角切边且缝接良好，密封条的接口不能位于模具的同一侧；

步骤3-3）将预定型体非工作面朝下放入到模具中，按模具型面对预定型体进行修剪；

步骤3-4）合模：按要求合模；

步骤3-5）模具抽真空和预热：对模具进行加热，并对模具进行抽真空，在整个注胶过程中模具始终保持在设定温度状态下，保温至注胶结束；

步骤3-6）配置RTM树脂：按照设定组分参数在注胶罐内进行树脂的调配；

步骤3-7）树脂脱泡：打开注胶罐的真空阀，对树脂进行脱气处理；

步骤3-8）RTM注射：开启树脂流速控制阀，树脂流速控制在20～30g/min，根据树脂流量情况，注射压力可以在0～0.3MPa范围内适当调整，直至出胶；出胶口出胶后，根据树脂流量以及气泡情况，注射压力可以在0.02～0.4MPa范围内适当调整；出胶罐中出胶量到达限位后，抽真空自动停止；关闭出胶阀门开始憋胶将注胶压力调至0.5MPa，憋胶10min～15min；如果出胶罐中出胶量达到限位之前，树脂注入量超过设定值，且模具出胶口处无气泡；可以结束注胶；

步骤3-9）固化：以设定升温速率将模具升温至80℃±5℃，保温60min～70min，以相同升温速率继续升温，将模具温度至125℃±5℃，保温180min±10min，模具随炉降温至50℃以下，方可开模得到桨叶。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明通过设计辅助工装，使其集成保护、分流及限位功能，提高了桨叶预制体与模具匹配性，可有效地预防桨叶前缘富胶现象；由于提高了桨叶预制体与模具匹配性，可有效地防止RTM注胶过程形成流道，降低桨叶缺陷产生风险，提高产品合格率；同时提高桨叶刚强度以及外形精度，进一步提高桨叶做功效率。

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为实施例1辅助工装立体结构示意图。

图2为实施例1辅助工装截面图。

图3为图2中局部放大图。

图4为实施例1中桨根操动组件结构示意图。

图5为实施例1中桨根抱箍组件结构示意图。

图6为实施例1中桨根抱箍组件与桨根抵触组件结构示意图。

图7为实施例1中桨根抱箍组件与桨根抵触组件截面图。

图8为实施例1中端板结构示意图。

图9为实施例1中桨叶预制体结构示意图。

图10为现有技术富胶示意图。

其中，100桨叶支撑组件，101叶片座，102随形压板，200桨根抱箍组件，201内层抱箍，201a左抱箍，201b右抱箍，201c弧形外凹槽，202外层抱箍，202a上抱箍，202b下抱箍，203限位块，204催动螺钉，300桨根抵触组件，301端板，301a环形内凹槽，301b分流槽，301c注胶孔，302衬套，400桨根操动组件，401操动底座，402第一挡板，403第二挡板，404推杆，405推板，406把手，500底板，600桨叶预制体，601叶片部，602桨根，603桨根外套，604楔形结构。

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。

首先，说明一下复合材料预制体的结构，如图9所示，其包括叶片部601和桨根602，桨根602的外周套设桨根外套603，桨根的端部外周设有楔形结构604。

实施例1

如图1-3所示的一种复材桨叶预制体工装，包括：

桨叶支撑组件100，用于支撑桨叶的叶片部601；

桨根拉拔组件，用以抵住桨根、并拉动桨根外套603；

桨根拉拔组件包括：

桨根抱箍组件200，用以限制桨根外套603轴向移动，其内部设有供桨根602从一端插入的腔体，腔体的另一端供桨根抵触组件300插入；

桨根抵触组件300，通过活动的方式抵触在桨根602端部，且在桨根外套603套紧在桨根602外周后相互锁定；桨根抵触组件300包括抵触件，抵触件从腔体的另一端插入、并抵触在桨根内套的端部；

桨根操动组件400，用以控制桨根外套603与桨根602发生轴向的相对运动，使得桨根外套603套紧在桨根602外周。

具体的，叶片夹紧组件包括起支撑作用的叶片座101，叶片座101固定在底板500上，叶片座101上设有随形压板102，随形压板102通过螺钉固定连接在叶片座101上，叶片座101与随形压板102可根据需要设定一定的数量，本实施例中设置三组，随形压板102的顶部设有吊耳；桨根拉拔组件设置在底板500上。

使用时，将桨叶预制体600的叶片部601放置在叶片座101上，同时桨根602置于桨根抱箍组件200内，需要说明的是，桨根外套603套设在桨根602的外周，桨根602的外周靠近端部位置为类似楔形结构604，如此使得桨根外套603在向外运动时可以套紧在桨根602上，再将随形压板102吊至叶片座101上方，放下后装上螺钉，从桨根抱箍组件200的另一侧装入桨根抵触组件300，使其抵触在桨根602端部，控制桨根操动组件400，使其抵触在桨根抵触组件300上，再控制桨根外套603与桨根602发生轴向的相对运动，使得桨根外套603套紧在桨根602外周，套紧后，控制桨根抵触组件300与桨根抱箍组件200进行锁定，实现桨根外套603的锁定；如此，解决了现有技术因桨根外套603套紧后松开导致的一系列后续生产问题。

进一步的，如图4所示，桨根操动组件400包括操动底座401，桨根拉拔组件置于操动底座401上，操动底座401上螺纹连接有推杆404，推杆404从桨根602的一端抵触在抵触件上，操动底座401从桨根602的另一端抵触在桨根抱箍组件200的端部，在推杆404的旋转作用下，抵触件抵触在桨根602一端、操动底座401从另一端向外拉拔桨根外套603。

具体的，操动底座401上设置有一对平行的挡板，分别为第一挡板402和第二挡板403，第一挡板402设置于第二挡板403的外侧，所述推杆404螺纹连接在第一挡板402上，推杆404的端部连接有把手406，第二挡板403抵触在桨根抱箍组件200上，第二挡板403上开设有随形缺口，第二挡板403的端面也是随形面。

需要说明的是，工作时，旋转把手406，把手406带动推杆404抵触在抵触件上，继续旋转把手406，由于第二挡板403抵触在桨根抱箍组件200上，桨根抱箍组件200与桨根外套603不再移动，桨根602继续向前运动，相对的运动实现拉拔操作，使桨根外套603套紧在桨根602外周，套紧后控制桨根抵触组件300与桨根抱箍组件200进行锁定，实现桨根外套603的锁定。

进一步的，如图5所示，桨根抱箍组件200为抱箍结构，抱箍结构的内部形成于桨根602形状匹配的腔体。

具体的，抱箍结构包括两部分，包括内层抱箍201和外层抱箍202，内层抱箍201包括合箍后为六方体结构的左抱箍201a和右抱箍201b，两者对接合起来后采用螺钉固定，可采用对夹式夹具辅助其固定夹紧，内层抱箍201的内部加工有与桨根外套603、桨根602形状相同的内表面结构，对应抵触件的内表面为圆环面；内层抱箍201的外周还套设有外层抱箍202，外层抱箍202包括上抱箍202a和下抱箍202b，上抱箍202a和下抱箍202b为板状结构，合箍后也是六面体结构，也采用螺栓固定，上抱箍202a的顶部也设有吊耳。

需要说明的是，工作时，内层抱箍201和外层抱箍202合箍后整体置于操动底座401上，并不加以固定，第二挡板403抵触在左抱箍201a和右抱箍201b的端部，在推杆404的作用下，左抱箍201a、右抱箍201b推动桨根外套603，如此结构设计可方便可靠的将桨根外套603套住，从而可充分实现桨根外套603与桨根602的轴向运动。

进一步的，如图6-7所示，抱箍结构上对应抵触件的内表面为圆环面，圆环面上开设有弧形外凹槽201c，弧形外凹槽201c内活动设有限位块203，抵触件包括端板301和衬套302，衬套302抵触在桨根602端部，端板301抵触在衬套302上，且端板301的外周也加工有与限位块203配合的环形内凹槽301a，待桨根外套603套紧后限位块203插入环形内凹槽301a，将端板301与抱箍结构锁紧。

具体的，弧形外凹槽201c分别开设在左抱箍201a、右抱箍201b上，空间状态下分别位于左右两侧，两侧的弧形外凹槽201c内分别设置有两对共四个相对独立的限位块203，对应两侧的四个面，限位块203也是弧形结构，衬套302可与桨根602端面连接，端板301也可与衬套302端面连接，推杆404的端部可安装与端板301端面随形的推板405，环形内凹槽301a为全环形结构，如此加工更加方便。

需要说明的是，待桨根外套603套紧后（具体尺寸可预先设定好，包括凹槽的具体位置），限位块203从弧形外凹槽201c卡入环形内凹槽301a完成锁定，限位块203的厚度要大于环形内凹槽301a的深度，此时再松开推杆404，桨根外套603不再会回退。

作为本发明复合材料桨叶预制体600制作辅助工装的进一步限定，抱箍结构的上加工有连通弧形外凹槽201c的螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有用以推动限位块203的催动螺钉204。

具体的，螺纹孔开设在左抱箍201a、右抱箍201b两侧的四个面上，对应四个限位块203（图7中为了方便展示环形内凹槽301a、弧形外凹槽201c，只放置了两个限位块203），催动螺钉204也设置有四个。

需要说明的是，催动螺钉204主要用以催动限位块203，使其卡入环形内凹槽301a，实现锁定。

进一步的，如图8所示，端板301的端部加工有分流槽301b和注胶孔301c，分流槽301b与注胶孔301c连通。

具体的，分流槽301b的形状为十字形，对应的注胶孔301c设置在十字形的四个端点上，注胶孔301c贯穿端板301设置。

该实施例的使用时：

如图3所示，操动底座401固定在底板500上，桨叶预制体600在桨叶支撑组件100放置好后，先使用抱箍结构套上桨根602，旋转把手406，控制推杆404配合推板405推动端板301，内层抱箍201移动，待内层抱箍201抵触在第二挡板403上后，继续旋转把手406，此时，内层抱箍201在第二挡板403的作用下不再移动，同时，桨根外套603也不在移动，此时桨根602在端板301的作用下继续移动，如此形成桨根602与桨根外套603的相对轴向移动，在桨根602端部的类似楔形结构604的作用下套紧，同时，随着轴向移动，弧形外凹槽201c与环形内凹槽301a对上后，拧动催动螺钉204，催动螺钉204推动限位块203卡入环形内凹槽301a内，实现端板301与内层抱箍201的锁定，此时可将推杆404退回，并将套上抱箍结构的桨叶取下，进入下一环节。

实施例2

一种复合材料桨叶预制体桨根外套锁定方法，采用上述复合材料桨叶预制体600制作辅助工装，包括以下步骤：

步骤1-1）将桨根拉拔组件套设在桨根602的外周；具体的，先使用左抱箍201a、右抱箍201b夹紧桨根602，锁定后再使用上抱箍202a、下抱箍202b夹紧左抱箍201a、右抱箍201b；

步骤1-2）将套设有桨根拉拔组件的桨根602端置于桨根操动组件400上；具体的，上述抱箍结构套设好桨根602后将其置于操动底座401上，同时可使抱箍结构抵触在第二挡板403上，抱箍结构在第二挡板403的作用下不再移动，同时，桨根外套603也不在移动；

步骤1-3）控制桨根操动组件400，使得桨根抵触组件300上的抵触件抵触在桨根602端部，同时使得桨根拉拔组件推动桨根外套603，使其套紧在桨根602上，套紧后锁定，锁定方法为：套紧后，通过催动螺钉204推动限位块203插入环形内凹槽301a，松开桨根操动组件400后两者锁定；具体的，旋转把手406，推杆404继续向前运动，桨根602在端板301的作用下继续移动，如此形成桨根602与桨根外套603的相对轴向移动，在桨根602端部的类似楔形结构604的作用下套紧，同时，随着轴向移动，弧形外凹槽201c与环形内凹槽301a对上后，拧动催动螺钉204，催动螺钉204推动限位块203卡入环形内凹槽301a内，实现端板301与抱箍结构结构的锁定。

实施例3

一种复合材料桨叶制备工艺，包括以下步骤：

步骤1）桨根外套603锁定：采用实施例2将桨叶预制体600的桨根602与桨根外套603锁定；

步骤2）预定型：完成了步骤1）后，将桨叶预制体600安装到预定型模具中，进行预定处理。

步骤2-1）将蒙皮1（工作面）放在模具中刷定型胶液250ml±20ml，不允许褶皱，允许搭接尺寸≤5mm。

步骤2-2）将后缘条包布对折，将对折线对准模具后缘边缘，使后缘条包布一半的部分位于模具型腔内，另一半在模具外，刷定型胶液，晾置10min～15min。

步骤2-3）将桨叶预制体600非工作面朝上以模具前缘为基准放入模具中，后缘三角区域以编织体后缘为基准放入模具中，压住三角区，上、下起伏抖动后缘条至层间蓬松状态，抖动时从后缘条拐点处向桨尖方向，间隔约150mm，逐步后延抖动，起伏高度150mm，抖动蓬松后逐步压入模腔中，使后缘和编织体边缘与模具贴合，按照模具的型腔大小桨尖多出的编织纤维剪掉，保证编织体与模具的型腔吻合。

步骤2-3）安装好后缘条后，用剪刀沿模具型面把工作面多余的蒙皮修剪掉，桨根602至3切面范围内不剪，将各滑块衔接处的蒙皮剪开。

步骤2-4）将两条宽10mm的预浸带粘接贴在后缘条与编织体之间缝隙上。

步骤2-5）将后缘条包布及各滑块处的蒙皮布翻起，然后用毛刷蘸定型胶液将后缘包布刷平，晾置5min～10min。

步骤2-6）把蒙皮2（非工作面）放在桨叶预制体600表面刷定型胶液250ml±20ml，检查蒙皮搭接尺寸，搭接尺寸≤5mm。

步骤2-7）用吸尘器清理掉模具四周剪掉的纤维，并用丙酮擦拭模具边缘。

步骤2-8）合上模具将模具送入烘箱，当模具升温至100℃±5℃后，保持60min～75min；模具随炉降温至50℃以下，方可开模。

步骤3）RTM成型，将完成工步6）后，将桨叶预制体600取出，再安装到RTM成型模具中，经RTM注射形成有机的整体。

步骤3-1）清理模具：检查模具的注胶口和出胶口是否通畅。使用脱脂纱布蘸丙酮擦拭模具表面数遍至无异色，晾干15min～20min后，均匀涂3遍700NC脱模剂，每遍间隔10min～15min ，最后一遍晾干时间须大于20min以上。

步骤3-2）在非工作面模具的密封槽内安装2套φ6mm的密封条，要求2套密封条接口必须为斜角切边且缝接良好，2条密封条的接口不能位于模具的同一侧，以防密封不严真空泄露。

步骤3-3）将预定型体非工作面朝下放入到模具中，可按模具型面对预定型体进行适当修剪。

步骤3-4）合模：要求模具合模间隙≤0.05mm。

步骤3-5）模具抽真空和预热：对RTM模具进行加热，设定温度为60℃，并对模具进行抽真空，真空度要求-0.095MPa～-0.1MPa，在整个注胶过程中模具始终保持在60℃±5℃状态下，保温至注胶结束。

步骤3-6）配置RTM树脂：在注胶罐内按照设定好的组分与含量配置好树脂。

步骤3-7）树脂脱泡：打开注胶罐的真空阀，对树脂进行脱气处理；时间约20～25min。

步骤3-8）RTM注射：开启树脂流速控制阀，树脂流速控制在20～30g/min（允许在0～40g/min之间波动），根据树脂流量情况，注射压力可以在0～0.3MPa范围内适当调整，直至出胶；出胶口出胶后，根据树脂流量以及气泡情况，注射压力可以在0.02～0.4MPa范围内适当调整。出胶罐中出胶量到达限位后，抽真空自动停止。关闭出胶阀门开始憋胶将注胶压力调至0.5MPa，憋胶10min～15min；如果出胶罐中出胶量达到限位之前，树脂注入量超过4000g（参考），且模具出胶口处无气泡。可以结束注胶。

步骤3-9）固化：以不大于1.5℃/min升温速率将模具升温至80℃±5℃，保温60min～70min，以相同升温速率继续升温，将模具温度至125℃±5℃，保温180min±10min，模具随炉降温至50℃以下，方可开模，最终得到型面完整无富胶的桨叶。

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 (10)

1.一种复材桨叶预制体工装，包括：

桨叶支撑组件，用于支撑桨叶的叶片部；

桨根拉拔组件，用以抵住桨根内套、并拉动桨根外套；

其特征在于，所述桨根拉拔组件包括：

桨根抱箍组件，用以限制桨根外套轴向移动，其内部设有供桨根从一端插入的腔体，腔体的另一端供桨根抵触组件插入；

桨根抵触组件，通过活动的方式抵触在桨根端部，且在桨根外套套紧在桨根外周后相互锁定；所述桨根抵触组件包括抵触件，所述抵触件从所述腔体的另一端插入、并抵触在桨根内套的端部；

桨根操动组件，用以控制桨根外套与桨根发生轴向的相对运动，使得桨根外套套紧在桨根外周。

2.根据权利要求1所述的一种复材桨叶预制体工装，其特征在于，所述桨根操动组件包括操动底座，所述桨根拉拔组件置于操动底座上，所述操动底座上螺纹连接有推杆，推杆从桨根的一端抵触在抵触件上，所述操动底座从桨根的另一端抵触在桨根抱箍组件的端部，在推杆的旋转作用下，抵触件抵触在桨根一端、操动底座从另一端向外拉拔桨根外套。

3.根据权利要求1或2所述的一种复材桨叶预制体工装，其特征在于，所述桨根抱箍组件为抱箍结构，抱箍结构的内部形成于桨根形状匹配的腔体。

4.根据权利要求3所述的一种复材桨叶预制体工装，其特征在于，所述抱箍结构上对应抵触件的内表面为圆环面，圆环面上开设有弧形外凹槽，弧形外凹槽内活动设有限位块，所述抵触件包括端板和衬套，衬套抵触在桨根端部，端板抵触在衬套上，且所述端板的外周也加工有与限位块配合的环形内凹槽，待桨根外套套紧后限位块插入环形内凹槽，将端板与抱箍结构锁紧。

5.根据权利要求4所述的一种复材桨叶预制体工装，其特征在于，所述抱箍结构上加工有连通弧形外凹槽的螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有用以推动限位块的催动螺钉。

6.根据权利要求4所述的一种复材桨叶预制体工装，其特征在于，所述端板的端部加工有分流槽和注胶孔，分流槽与注胶孔连通。

7.一种复合材料桨叶预制体桨根外套锁定方法，采用权利要求1-4中任一项所述的辅助工装，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）将桨根拉拔组件套设在桨根的外周；

步骤2）将套设有桨根拉拔组件的桨根端置于桨根操动组件上；

步骤3）控制桨根操动组件，使得桨根抵触组件上的抵触件抵触在桨根端部，同时使得桨根拉拔组件推动桨根外套，使其套紧在桨根上，套紧后锁定，锁定方法为：套紧后，通过催动螺钉推动限位块插入环形内凹槽，松开桨根操动组件后两者锁定。

8.一种复合材料桨叶制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）桨根外套锁定：桨叶预制体的桨根外套采用权利要求7所述锁定方法锁定；

步骤2）预定型：将桨叶预制体安装到预定型模具中，进行预定处理；

步骤3）RTM成型：预定处理完成后，将桨叶预制体取出，再安装到RTM成型模具中，经RTM注射形成有机的整体。

9.根据权利要求8所述的复合材料桨叶制备工艺，其特征在于，步骤2具体包括：

步骤2-1）将工作面蒙皮放在模具中，刷定型胶液，控制不允许褶皱；

步骤2-2）将后缘条包布对折，将对折线对准模具后缘边缘，使后缘条包布一半的部分位于模具型腔内，另一半在模具外，刷定型胶液，晾置预设时间；

步骤2-3）将桨叶预制体非工作面朝上以模具前缘为基准放入模具中，后缘三角区域以编织体后缘为基准放入模具中，压住三角区，上、下起伏抖动后缘条至层间蓬松状态，抖动时从后缘条拐点处向桨尖方向，逐步后延抖动，抖动蓬松后逐步压入模腔中，使后缘和编织体边缘与模具贴合，按照模具的型腔大小桨尖多出的编织纤维剪掉，保证编织体与模具的型腔吻合；

步骤2-4）安装好后缘条后，用剪刀沿模具型面把工作面多余的蒙皮修剪掉，桨根至切面范围内不剪，将各滑块衔接处的蒙皮剪开；

步骤2-5）将两条预浸带粘接贴在后缘条与编织体之间缝隙上；

步骤2-6）将后缘条包布及各滑块处的蒙皮布翻起，然后用毛刷蘸定型胶液将后缘包布刷平，晾置；

步骤2-7）把非工作面蒙皮放在桨叶预制体表面刷定型胶液，检查蒙皮搭接尺寸；

步骤2-8）清理掉模具四周剪掉的纤维，并用丙酮擦拭模具边缘；

步骤2-9）合上模具将模具送入烘箱，当模具升温至100℃±5℃后，保持60min～75min；模具随炉降温至50℃以下，开模得到预定处理的桨叶预制体。

10.根据权利要求8所述的复合材料桨叶制备工艺，其特征在于，步骤3具体包括：

步骤3-1）清理模具：检查模具的注胶口和出胶口是否通畅；清理模具，涂刷脱模剂后晾干；

步骤3-2）在非工作面模具的密封槽内安装密封条，要求密封条接口必须为斜角切边且缝接良好，密封条的接口不能位于模具的同一侧；

步骤3-3）将预定型体非工作面朝下放入到模具中，按模具型面对预定型体进行修剪；

步骤3-4）合模：按要求合模，要求模具合模间隙≤0.05mm；

步骤3-5）模具抽真空和预热：对模具进行加热，并对模具进行抽真空，在整个注胶过程中模具始终保持在设定温度状态下，保温至注胶结束；

步骤3-6）配置RTM树脂：按照设定组分参数在注胶罐内进行树脂的调配；

步骤3-7）树脂脱泡：打开注胶罐的真空阀，对树脂进行脱气处理；

步骤3-8）RTM注射：开启树脂流速控制阀，树脂流速控制在20～30g/min，根据树脂流量情况，注射压力可以在0～0.3MPa范围内适当调整，直至出胶；出胶口出胶后，根据树脂流量以及气泡情况，注射压力可以在0.02～0.4MPa范围内适当调整；出胶罐中出胶量到达限位后，抽真空自动停止；关闭出胶阀门开始憋胶将注胶压力调至0.5MPa，憋胶10min～15min；如果出胶罐中出胶量达到限位之前，树脂注入量超过设定值，且模具出胶口处无气泡，可以结束注胶；

步骤3-9）固化：以设定升温速率将模具升温至80℃±5℃，保温60min～70min，以相同升温速率继续升温，将模具温度至125℃±5℃，保温180min±10min，模具随炉降温至50℃以下，方可开模得到桨叶。