CN206633281U - 一种变壁厚复合材料裙的制备工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种变壁厚复合材料裙的制备工装，包含构件一与构件二，所述构件一为硬质材料，所述构件二为软质材料，所述构件一为环状，所述构件二为条状，所述构件二首尾可拆卸相接形成的环状的直径大于所述构件一的直径，当所述构件二连接成圆环套设在所述构件一外侧时，所述构件一与构件二之间的区域设有待成型构件，所述构件一的外侧表面与所述构件二的内侧表面的形状分别适配所述待成型构件成型结构的形状。采用本工装能够提高表面成型质量，并通过拆开软模实现快速脱模，当成型形状存在变壁厚时，不必破坏模具即可实现复合材料裙的顺利脱模，模具能够重复循环使用，有效节省模具成本，缩短生产周期，降低制造成本。

Description

一种变壁厚复合材料裙的制备工装

技术领域

本实用新型涉及复合材料成型技术领域，特别是一种变壁厚复合材料裙的制备工装。

背景技术

固体火箭发动机连接裙是发动机壳体的重要组成部分，用于实现壳体级间段连接或发动机、导弹主结构等的连接，由于复合材料具有较高的比强度、比模量等优异性能，因此复合材料连接裙广泛用于火箭或导弹主结构的连接。

现有复合材料裙的制备采用缠绕铺层成型和RTM成型工艺方案，而复合材料裙常存在变壁厚的情况，如成型零件底部带法兰，或存在下陷斜角等，若采用缠绕铺层成型工艺方案制作复合裙，即壳体缠绕完纵向层和部分环向层后，套装水溶性芯模，裙由环向缠绕和铺放预浸料制作成型，但裙体性能依赖于先进纤维铺放工艺，对设备和工装有较高的要求，在脱模时需破坏芯模，芯模无法重复使用，制造成本高；若采用RTM成型工艺方案，即在模腔内铺放好按设计要求计算得到的纤维增强预成型体，然后利用注射装置提供的压力将专用树脂注射到闭合的模腔内，直至预成型体完全被浸润，最后构件固化成型和脱模，成型前需先制作预制体成型工艺方案相对复杂，裙体零件空气率相对较高，成型用模具结构复杂，对模具的密闭性和型面粗糙度要求较高，模具制造相对困难，制造成本较大。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于现有工装在制备变壁厚复合材料裙存在脱模不便、脱模成本高、模具制造相对困难，制造成本较大等上述不足，提供一种变壁厚复合材料裙的制备工装，便于快速脱模，节省成本。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种变壁厚复合材料裙的制备工装，包含构件一与构件二，所述构件一为硬质材料，所述构件二为软质材料，所述构件一为环状，所述构件二为条状，所述构件二首尾可拆卸相接形成的环状的直径大于所述构件一的直径，当所述构件二连接成圆环套设在所述构件一外侧时，所述构件一与构件二之间的区域设有待成型构件，所述构件一的外侧表面与所述构件二的内侧表面的形状分别适配所述待成型构件成型结构的形状。

采用本实用新型的一种变壁厚复合材料裙的制备工装，包含构件一与构件二，所述构件一为硬质材料，所述构件二为软质材料，所述构件一为环状，所述构件二为条状，所述构件二首尾可拆卸的连接形成的环状的直径大于所述构件一的直径，当所述构件二连接成圆环套设在所述构件一外侧时，在所述构件一与构件二之间的区域设有待成型构件，即在所述构件一外侧铺贴待成型构件，所述待成型构件为复合材料，然后将所述构件二连接成环状包覆于所述待成型构件的外侧，所述待成型构件的两侧分别与所述构件一的外侧及所述构件二的内侧相接触，所述构件一的外侧表面的形状与所述构件二的内侧表面的形状分别适配所述待成型构件成型结构的内表面形状和外表面形状，然后进行固化成型，所述待成型构件收到所述构件一与构件二的挤压，最终形成所需成型的形状，然后将所述构件二从连接处打开脱离成型后的复合材料裙，完成脱模。采用本工装通过软模与硬模配合，相较于现有工装，软模与待成型构件之间铺贴密实，降低了孔隙率，提高了表面成型质量，在脱模时，由于软模存在切口，能够拆开实现快速脱模，当复合材料裙的成型形状存在变壁厚的外形特征时，如存在法兰结构或闭角，成型后在保持模具完整的情况下复合材料裙无法取出，或者脱模时容易造成外形损伤，而软模能够打开脱离，因此能够顺利脱模同时避免对模具的破坏，模具能够重复循环使用，有效节省模具成本，缩短生产周期，降低制造成本。

优选的，所述构件一的内侧连接有支撑部件。

由于所述构件一为环状，在其内侧连接支撑部件，有利于提高所述构件一的强度，进一步保证所述构件一在热压成型时候的形状稳定，从而提高所述待成型构件的成型质量。

进一步优选的，所述支撑部件与构件一焊接连接。

进一步优选的，所述支撑部件为镂空的支撑架。

采用焊接方式连接，连接更稳定，进一步提高所述构件一在成型时的稳定性，所述支撑部件为镂空的支撑架，有利于减轻整个工装的质量，同时便于整体工装的吊装、搬运。

优选的，所述构件二为橡胶和碳纤维织物的复合材料结构件。

所述构件二为软模，采用橡胶基体与碳纤维织物复合形成，其中碳纤维织物能够增强所述构件二的强度，以便保证复合材料裙的外形尺寸和外侧壁的表面质量，而橡胶使得所述构件二具有一定程度的柔韧度，能有效的均化和传递外部的压力，进一步提高复合材料裙的成型质量。

优选的，所述构件二的两端为适配的斜角切口。

所述构件二为条状，通过首尾连接形成环状，所述构件二的两端为斜角切口，增加搭接的连接面积，连接更稳定。

优选的，所述构件一与构件二上设有余量线。

优选的，所述构件一和构件二与所述待成型构件之间均设有无孔隔离膜。

所述构件一和构件二分别与所述待成型构件的接触位置之间均设有无孔隔离膜，便于成型后脱模，所述构件一与待成型构件之间的无孔隔离膜也可以替换为脱模剂。

优选的，所述构件二与待成型构件组合后的外侧设有真空袋。

在所述构件二与待成型构件组合后的外侧套设真空袋，并进行真空处理，然后通过热压罐的方式固化成型。

进一步优选的，所述构件二与待成型构件组合形成的整体与所述真空袋之间无孔隔离膜和透气毡。

在所述构件二与待成型构件组合形成的整体外依次设置无孔隔离膜和透气毡，所述无孔隔离膜用于隔绝所述透气毡，避免构件二在成型过程中与所述透气毡粘连，难以拆卸，所述无孔隔离膜也可替换为有孔隔离膜，所述透气毡能够便于导气，同时避免所述构件一的边角划破所述真空袋造成漏气。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、采用本实用新型的一种变壁厚复合材料裙的制备工装，通过软模与硬模配合作为制备复合材料裙的工装，在脱模时，由于软模存在切口，能够拆开实现快速脱模，相较于现有工装，铺贴密实，降低了孔隙率，提高了表面成型质量，当复合材料裙的成型形状存在变壁厚的外形特征时，如存在法兰结构或闭角，成型后在保持模具完整的情况下复合材料裙无法取出，或者脱模时容易造成外形损伤，而软模能够打开脱离，因此能够顺利脱模同时避免对模具的破坏，模具能够重复循环使用，有效节省模具成本，缩短生产周期，降低制造成本。

2、采用本实用新型的一种变壁厚复合材料裙的制备工装，由于所述构件一为环状，在其内侧连接支撑部件，有利于提高所述构件一的强度，进一步保证所述构件一在热压成型时候的形状稳定，从而提高所述待成型构件的成型质量。

3、采用本实用新型的一种变壁厚复合材料裙的制备工装，所述支撑部件采用焊接方式连接，连接更稳定，进一步提高所述构件一在成型时的稳定性，所述支撑部件为镂空的支撑架，有利于减轻整个工装的质量，同时便于整体工装的吊装、搬运。

4、采用本实用新型的一种变壁厚复合材料裙的制备工装，所述构件二采用橡胶基体与碳纤维织物复合形成，其中碳纤维织物能够增强所述构件二的强度，以便保证复合材料裙的外形尺寸和外侧壁的表面质量，而橡胶使得所述构件二具有一定程度的柔韧度，能有效的均化和传递外部的压力，进一步提高复合材料裙的成型质量。

5、采用本实用新型的一种变壁厚复合材料裙的制备工装，所述构件二为条状，通过首尾连接形成环状，所述构件二的两端为斜角切口，增加搭接的连接面积，连接更稳定。

6、采用本实用新型的一种变壁厚复合材料裙的制备工装，所述构件一和构件二与所述待成型构件之间均设有无孔隔离膜，便于成型后脱模。

7、采用本实用新型的一种变壁厚复合材料裙的制备工装，所述构件二与待成型构件组合后的外侧套设真空袋，并进行真空处理，然后通过热压罐的方式固化成型，在所述构件二与待成型构件组合形成的整体外依次设置无孔隔离膜和透气毡，所述无孔隔离膜用于隔绝所述透气毡，避免构件二在成型过程中与所述透气毡粘连，难以拆卸，所述透气毡能够便于导气，同时避免所述构件一的边角划破所述真空袋造成漏气。

附图说明

图1为本实用新型中一种变壁厚复合材料裙的制备工装的结构俯视图。

图2为图1的局部放大图。

图3为本实用新型中一种变壁厚复合材料裙的制备工装的截面图。

图4为本实用新型中一种构件一的结构示意图。

图5为本实用新型中一种构件二的结构示意图。

图中标记：1-构件一，2-构件二，3-待成型构件，4-真空袋，5-支撑部件，6-无孔隔离膜，7-透气毡。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1-5，本实用新型所述的一种变壁厚复合材料裙的制备工装，包含构件一1与构件二2，所述构件一1为钢质，所述构件二2为橡胶和碳纤维织物复合形成的结构件，所述构件一1与构件二2上设有余量线，所述构件一1为环状，所述构件一1的内侧连接有支撑部件5，所述支撑部件5为镂空的支撑架，所述支撑部件5与构件一1通过气密焊焊接连接，所述构件二2为条状，所述构件二2的两端为适配的斜角切口，所述构件二2首尾可拆卸相接形成的环状，所述环状的直径大于所述构件一1的直径，在所述，所述构件一1外侧铺贴待成型构件3，在所述待成型构件3外侧套设连成环状的所述构件2，所述构件一1和构件二2与所述待成型构件3之间均设有无孔隔离膜6，所述待成型构件3的成型结构为底部带有法兰结构、外侧侧面存在闭角的变壁厚形状，所述构件一1与构件二2底板设有法兰端面，用于形成所述待成型构件3的底部法兰结构，所述构件二2的内侧表面设有下陷斜角并适配所述待成型构件3的变壁厚的成型形状，在所述构件二2与待成型构件3组合形成的整体外套依次套设无孔隔离膜6、透气毡7和真空袋4，真空处理后放入热压罐固化成型，成型完毕后，将所述构件二2沿切口处打开，再将所述待成型构件3与构件一1进行分离，实现脱模，完成所述待成型构件3的制备。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变壁厚复合材料裙的制备工装，其特征在于，包含构件一(1)与构件二(2)，所述构件一(1)为硬质材料，所述构件二(2)为软质材料，所述构件一(1)为环状，所述构件二(2)为条状，所述构件二(2)首尾可拆卸相接形成的环状的直径大于所述构件一(1)的直径，当所述构件二(2)连接成圆环套设在所述构件一(1)外侧时，所述构件一(1)与构件二(2)之间的区域设有待成型材料(3)，所述构件一(1)的外侧表面与所述构件二(2)的内侧表面的形状分别适配所述待成型材料(3)成型结构的形状。

2.根据权利要求1所述的一种变壁厚复合材料裙的制备工装，其特征在于，所述构件一(1)的内侧连接有支撑部件(5)。

3.根据权利要求2所述的一种变壁厚复合材料裙的制备工装，其特征在于，所述支撑部件(5)与构件一(1)焊接连接。

4.根据权利要求2所述的一种变壁厚复合材料裙的制备工装，其特征在于，所述支撑部件(5)为镂空的支撑架。

5.根据权利要求1所述的一种变壁厚复合材料裙的制备工装，其特征在于，所述构件二(2)为橡胶和碳纤维织物的复合材料结构件。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种变壁厚复合材料裙的制备工装，其特征在于，所述构件二(2)的两端为适配的斜角切口。

7.根据权利要求1-5任一所述的一种变壁厚复合材料裙的制备工装，其特征在于，所述构件一(1)与构件二(2)上设有余量线。

8.根据权利要求1-5任一所述的一种变壁厚复合材料裙的制备工装，其特征在于，所述构件一(1)和构件二(2)与所述待成型材料(3)之间均设有无孔隔离膜(6)。

9.根据权利要求1-5任一所述的一种变壁厚复合材料裙的制备工装，其特征在于，所述构件一(1)、构件二(2)与待成型材料(3)组合后的外侧设有真空袋(4)。

10.根据权利要求9所述的一种变壁厚复合材料裙的制备工装，其特征在于，所述构件一(1)、构件二(2)与待成型材料(3)组合形成的整体与所述真空袋(4)之间还设有无孔隔离膜(6)和透气毡(7)。