CN201276209Y

CN201276209Y - 一次性固化成形的翼型框架与蒙皮

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Publication number: CN201276209Y
Application number: CNU2008200907095U
Authority: CN
Inventors: 马献林; 张玉龙
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-08-21
Filing date: 2008-08-21
Publication date: 2009-07-22
Anticipated expiration: 2018-08-21

Abstract

本实用新型提供了一种一次性固化成形的翼型框架与蒙皮。它采用内置可拆卸分组模具，模具在横向上由纵梁分割形成不同的模具组，每组由一组模块和中心滑轨组成，每组中的模块与其中心滑轨可相互滑动；在所有隔框、纵梁处设有与框架外形一致的凹槽；翼型纵梁腹板为复合材料与“I”形合金板的组合体；在凹槽内采用缠绕法铺设有隔框纤维；外表面为采用真空膜压法注脂一次性固化成形的蒙皮。本实用新型零件少，重量少，生产周期短，成本低，抗蚀能力、抗疲劳能力提高2倍以上，安全系数高。

Description

一次性固化成形的翼型框架与蒙皮

(一)技术领域

本实用新型涉及飞机制造技术，具体涉及一种翼型框架与蒙皮固化成形技术。

(二)背景技术

传统翼型框架与蒙皮成形工艺是先组装翼型金属框架，框架中有梁、肋板、长桁；之后再铆接或胶接蒙皮，所需零件数量较多，工艺复杂，效率低；同时重量大，耐蚀能力、耐疲劳能力低，运营成本高。

(三)发明内容

本实用新型的目的在于提供一种零件少，重量少，生产周期短，成本低，抗蚀能力、抗疲劳能力提高2倍以上，安全系数高的一次性固化成形的翼型框架与蒙皮。

本实用新型的目的是这样实现的：它采用内置可拆卸分组模具，模具在横向上由纵梁分割形成不同的模具组，每组由一组模块和中心滑轨组成，每组中的模块与其中心滑轨可相互滑动；在所有隔框、纵梁处设有与框架外形一致的凹槽；翼型纵梁腹板为复合材料与“I”形合金板的组合体；在凹槽内采用缠绕法铺设有隔框纤维；外表面为采用真空膜压法注脂一次性固化成形的蒙皮。

本实用新型还有这样一些技术特征：

1、所述的可拆卸内置组合模具，前梁到前缘为一组模块，后梁到后缘为一组模块，对于多梁结构，梁与梁之间为一组模块，前后模组分别由6块模具和一条中心滑轨组成，中间模组由8块模具和一条中心滑轨组成，利用固定模具块通栓固定组装前组模具和后组模具；

2、所述的纤维树脂基复合材料和“I”字形合金板组合体中，纤维可以是碳纤维、硼纤维、E-玻璃纤维、芳纶纤维，树脂为液态环氧树脂，梁是“I”字形合金板和复合材料组合体为腹板的“工”字形结构。

本实用新型是针对飞机机翼及巨型风力叶片成形工艺而言。传统成形工艺是先组装翼型金属框架，框架中有梁、肋板、长桁；之后再铆接或胶接蒙皮，所需零件数量较多，工艺复杂，效率低；同时重量大，耐蚀能力、耐疲劳能力低，运营成本高。本实用新型的翼型成形有如下特点。1、是采用纤维树脂基复合材料和“I”字形合金板组合体，纤维可以是碳纤维、硼纤维、E-玻璃纤维、芳纶纤维，树脂为液态环氧树脂；2、其在成形方法上采用内置可分组拆卸组合模具；3、因为翼型成形后要把内模块从中腔内取出，因此取消了横向肋板，代之的是与蒙皮一起固化成形的T形框架，我们称之为T形隔框；4、梁是“I”字形合金板和复合材料组合体为腹板的“工”字形结构，使翼型具有较高的刚度和强度；5、从组合模具外侧看，在所有隔框、纵梁位置设置了上述框架成形所需的凹槽；6、最后外置真空膜，采用真空膜压法注脂成形。

通过采用上述工艺制造的飞机机翼与传统工艺相比，零件数量减少了99％，仅由包括口盖在内的几个零件组成，重量减少50％，生产周期缩短超过80％，成本降低30％，抗蚀能力、抗疲劳能力提高2倍以上，因而提高了安全系数，降低了运营成本。

(四)附图说明

图1为具体实施方式的模具示意图；

图2是隔框凹槽纤维16、20和纵梁腹板纤维17、19铺设完后即将与纵梁“I”字形合金板18组合在一起示意图；

图3是前后模具组通过夹具22组合在一起，铺设翼板纤维23和蒙皮纤维21示意图；

图4是固化成形后，拆下通栓和中心滑轨示意图；

图5是拆下全部模具后的翼型示意图；

图6是翼型在固化时的横向剖面示意图。

(五)具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

图1-图6为单梁翼型结构，多梁翼型结构与之成形原理相同。结合图1，本实施例模具包括可拆卸内置组合模具，前梁到前缘为一组模块，后梁到后缘为一组模块，对于多梁结构，梁与梁之间为一组模块，前后模组分别由6块模具和一条中心滑轨组成，前组模具包括横向隔框凹槽1、“工”字形梁翼板凹槽2、前组模具的前缘成形模6、前组模具的上下成形模7、前组模具的中心滑轨8、前组模具的纵梁上下成形模9和前组模具的纵梁腹板成形模10，后组模具包括“工”字形梁翼板凹槽3、横向隔框凹槽4、后组模具的纵梁上下成形模11、后组模具的纵梁腹板成形模12、后组模具的中心滑轨13、后组模具的上下成形模14和后组模具的后缘成形模15，中间模组由8块模具和一条中心滑轨组成。利用固定模具块通栓5固定组装前组模具和后组模具。

结合图2，图2展示的是隔框凹槽纤维16、20和纵梁腹板纤维17、19铺设完后即将与纵梁“I”字形合金板18组合在一起。图3展示的是前后模具组通过夹具22组合在一起，铺设翼板纤维23和蒙皮纤维21。

纤维铺设顺序如下：(1)先分开各组模具，在横向隔框凹槽内采用缠绕法铺设隔框凹槽纤维16、20，纤维铺设方向与凹槽方向一致；(2)铺设完隔框凹槽纤维16、20后铺设纵梁腹板纤维17、19，纤维铺设方向与纵梁纵向成45度角(结合图2)；(3)利用夹具22合龙前后模具组，铺设纵梁翼板纤维23，纤维铺设方向与纵梁纵向成0度角；(4)铺设蒙皮纤维21，纤维铺设方向与纵梁纵向成45度角(结合图3)；(5)外置真空膜注脂吸真空；(6)利用仪器检查内部气孔缺陷；(7)震动排除缺陷；(8)加热固化。

完全固化后，拆下固定通栓和夹具，依据模具结构特点先取出前组模具的中心滑轨8、后组模具的中心滑轨13(结合图4，图4展示的是固化成形后，拆下通栓和中心滑轨)，然后，采用向中心串动法依次取出各组模具块(结合图4、图5，图5展示的是拆下全部模具后的翼型)。

最后修补通栓工艺孔和表面缺陷，完成整体机翼。

Claims

1、一种一次性固化成形的翼型框架与蒙皮，其特征在于它采用内置可拆卸分组模具，模具在横向上由纵梁分割形成不同的模具组，每组由一组模块和中心滑轨组成，每组中的模块与其中心滑轨可相互滑动；在所有隔框、纵梁处设有与框架外形一致的凹槽；翼型纵梁腹板为复合材料与“I”形合金板的组合体；在凹槽内采用缠绕法铺设有隔框纤维；外表面为采用真空膜压法注脂一次性固化成形的蒙皮。

2、根据权利要求1所述的一次性固化成形的翼型框架与蒙皮，其特征在于所述的可拆卸内置组合模具，前梁到前缘为一组模块，后梁到后缘为一组模块，对于多梁结构，梁与梁之间为一组模块，前后模组分别由6块模具和一条中心滑轨组成，中间模组由8块模具和一条中心滑轨组成，利用固定模具块通栓固定组装前组模具和后组模具。

3、根据权利要求1或2所述的一次性固化成形的翼型框架与蒙皮，其特征在于所述的复合材料和“I”字形合金板组合体中，纤维可以是碳纤维、硼纤维、E-玻璃纤维、芳纶纤维，树脂为液态环氧树脂，梁是“I”字形合金板和复合材料组合体为腹板的“工”字形结构。