CN209063598U - 一种t型长桁壁板结构的成型模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及T型长桁壁板结构制造技术领域，尤其涉及一种T型长桁壁板结构的成型模具，其包括第一刚性模块、第二刚性模块和盖板；其中，所述第一刚性模块和第二刚性模块均呈L形，且所述第一刚性模块和所述第二刚性模块分别贴合于所述T型长桁壁板结构的两侧；所述盖板盖设于所述第一刚性模块、所述T型长桁壁板结构以及所述第二刚性模块的顶端，所述第一刚性模块和所述第二刚性模块中的一个与所述盖板固定连接，另一个与所述盖板沿X向滑动连接。本实用新型通过盖板与两刚性模块之间的不同连接方式能在避免楔形现象的条件下保证壁板结构的内部质量。

Description

一种T型长桁壁板结构的成型模具

技术领域

本实用新型涉及T型长桁壁板结构制造技术领域，尤其涉及一种T型长桁壁板结构的成型模具。

背景技术

蒙皮和长桁组成的壁板结构是机翼结构中的典型构件，也是最重要的构件之一。T型长桁结构做为提高蒙皮抗弯曲构件之一，越来越广泛应用于航空、宇航、船舶的翼面结构及壳体结构中。

T型长桁的成型属于复合材料加筋壁板制造领域，模具对于有效传递外加压力、控制孔隙等缺陷、保证尺寸精度至关重要。

T型长桁壁板结构的材料为由树脂和纤维构成的复合材料，在采用热压罐工艺对T型长桁壁板结构进行固化的过程中，如图1所示，当采用敞开方式对壁板结构Y端进行封闭时，热压罐的压力会使第一刚性模块2’和第二刚性模块5’受到扭矩后发生转动，使壁板结构中的树脂由Y端流向-Y端，沿X向向两端流动，或者通过模具的开口流失，导致楔形现象的产生。发生楔形现象的零件外形与设计不相符合，材料不均匀，零件内部质量差，承载能力弱，因此需要防止楔形现象的出现。

目前解决楔形现象的方法主要有三类。第一类方法是通过增加沉重的盖板，具体方法是用沉重的盖板在Y向顶端压紧，这类方法可以有效防止刚性模具的转动，但也限制了T型长桁沿X方向的固化，影响其内部质量。第二类方法是通过改变刚性模具结构的方法来实现，具体方法是将原来的第一刚性模块和第二刚性模块在各自的拐角处断开，分别用两段硬模代替，这类方法由于模具在固化过程中的热胀冷缩现象，必须在拐角处进行精准配合才能防止出现流胶，成本较高。第三类方法是通过改变模具形式的方法实现的，具体方法是第一刚性模块和第二刚性模块沿Y向的部分继续采用刚性模块，沿X向的部分用柔性模块代替，这类方法会使成型和翻转等过程复杂化，使零件外表面出现质量不均匀等问题。

上述三种方法虽然都可以在一定程度上防止刚性模具的转动，但会使T型长桁壁板结构出现内部质量差、流胶、成本增高、成型翻转过程不便和零件外表面质量不均匀等问题。

因此，亟需一种T型长桁壁板结构的成型模具以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种T型长桁壁板结构的成型模具，以解决现有技术在解决T型长桁壁板结构楔形现象的过程中出现的内部质量差、流胶、成本增高、成型翻转过程不便和零件外表面质量不均匀等问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种T型长桁壁板结构的成型模具，该模具包括第一刚性模块、第二刚性模块和盖板；其中，所述第一刚性模块和第二刚性模块均呈L形，且所述第一刚性模块和所述第二刚性模块分别贴合于所述T型长桁壁板结构的两侧；所述盖板盖设于所述第一刚性模块、所述T型长桁壁板结构以及所述第二刚性模块的顶端，所述第一刚性模块和所述第二刚性模块中的一个与所述盖板固定连接，另一个与所述盖板沿X向滑动连接。

进一步地，所述第一刚性模块或所述第二刚性模块与所述盖板通过螺钉固定连接。

进一步地，所述第一刚性模块或所述第二刚性模块与所述盖板之间通过滑块连接；所述第一刚性模块或所述第二刚性模块上设置有倒T形滑槽；所述盖板上设置有开口槽；所述滑块为工字形。

进一步地，所述T型长桁壁板结构的一端通过粘胶粘接在蒙皮上。

进一步地，所述T型长桁壁板结构包括第一部分、第二部分和第三部分；所述第一部分和所述第二部分的截面均呈L形，且背向设置；所述第三部分的截面为长方形，位于所述第一部分和所述第二部分之间。

进一步地，所述第一部分和所述第二部分的拐角处与所述第三部分之间分别填充有填充条，所述T型长桁壁板结构还包括所述填充条。

进一步地，所述第一刚性模块、所述第二刚性模块和所述盖板的材料为铝、钢或INVAR钢。

进一步地，所述T型长桁壁板结构的材料为环氧树脂/T800复合材料。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型所提供成型模具的盖板与T型长桁壁板结构的Y向端面贴合，与一侧刚性模块固定连接，能有效防止刚性模具的转动，防止出现楔形现象；

(2)该成型模具的盖板与另一侧的刚性模块滑动连接，允许其沿X向滑动，能在避免出现楔形现象的条件下保证壁板结构的内部质量；

(3)该模具采用两个刚性模块进行铺贴和组装，不仅成本低，更能使成型翻转过程方便，同时相对于柔性模块能更好地保证零件外表面的质量。

附图说明

图1是本实用新型背景技术中涉及的采用敞开方式进行封闭的示意图；

图2是本实用新型具体实施方式中铺贴过程的示意图；

图3是本实用新型具体实施方式中组装过程中粘贴前的示意图；

图4是本实用新型具体实施方式中安装盖板后的示意图；

图5是图4中A处的局部放大图；

图6是图5的左视图；

图7是图5的俯视图。

图中：

2’、第一刚性模块；5’、第二刚性模块；

1、第一部分；2、第一刚性模块；3、第三部分；4、第二部分；5、第二刚性模块；6、螺钉；7、粘胶；8、填充条；9、蒙皮；10、滑块；11、盖板。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

如图2-7所示，本实用新型提供了一种T型长桁壁板结构的成型模具，该模具包括第一刚性模块2、第二刚性模块5和盖板11；其中，第一刚性模块2和第二刚性模块5均呈L形，且第一刚性模块2和第二刚性模块5分别贴合于T型长桁壁板结构的两侧；盖板11盖设于第一刚性模块2、T型长桁壁板结构以及第二刚性模块5的顶端，第一刚性模块2和第二刚性模块5中的一个与盖板11固定连接，另一个与盖板11沿X向滑动连接。

该成型模具相比于背景技术中的第一类方法，通过盖板11和一侧刚性模块的固定连接限制Y向的运动，以避免楔形现象的产生；通过盖板11与另一侧刚性模块的滑动连接限制Z向的运动，同时允许X向的运动，能在避免楔形现象的同时保证该壁板结构的内部质量。相比于背景技术中的第二类方法，避免了拐角处需要精准配合才能防止出现流胶的问题，节省了成本。相比于背景技术中的第三类方法，保留了L形刚性模块的结构，不至于使成型和翻转等过程复杂化，更避免了零件外表面质量不均匀的问题。

具体的，第一刚性模块2或第二刚性模块5与盖板11通过螺钉6固定连接，通过限制盖板11与该刚性模块之间沿Y向的相对运动避免了楔形现象。

具体的，第一刚性模块2或第二刚性模块5与盖板11之间通过滑块10连接；第一刚性模块2或第二刚性模块5上设置有倒T形滑槽；盖板11上设置有开口槽；滑块为工字形。该连接方式仅允许刚性模块与盖板11存在沿X向的相对运动，因此不仅能避免第一刚性模块2和第二刚性模块5的转动，还能保证T型长桁壁板结构具有良好的内部质量。

具体的，T型长桁壁板结构的-Y端通过粘胶7粘接在蒙皮9上。

具体的，T型长桁壁板结构包括第一部分1、第二部分4和第三部分3；第一部分1和第二部分4的截面均呈L形，且背向设置；第三部分3的截面为长方形，位于第一部分1和第二部分4之间。第一部分1和第二部分4的拐角处与第三部分3之间分别填充有填充条8，T型长桁壁板结构还包括填充条8。

具体的，第一刚性模块2、第二刚性模块5和盖板11的材料为铝、钢或INVAR钢。INVAR钢是含有35.4％镍的铁合金，具有很低的热膨胀系数，是精密仪器设备不可或缺的结构材料。

具体的，T型长桁壁板结构的材料为环氧树脂/T800复合材料，是一种环氧树脂基碳纤维复合材料。环氧树脂是主要的复合材料基体，具有优异的耐化学腐蚀性，卓越的纤维附着能力和尺寸稳定性，良好的耐湿性能和耐热性能，以及很高的介电性能，且黏度范围很大，适用于不同的制造工艺和固化过程。同时，它还有储存期长、固化收缩率相对较低等优点。T800碳纤维具有刚性好、强度高的特点。环氧树脂和碳纤维做成的材料具有优异的黏性和耐水性，固化收缩率小。目前，环氧树脂基碳纤维复合材料以其强度高、密度低的特点成为一种应用广泛的航空复合材料。

采用本实用新型提供的成型模具制备T型长桁壁板结构的步骤如下：

(1)备料过程：在铺贴平台上成型T型长桁壁板结构的第三部分3，并制备填充条8。

(2)铺贴过程：如图2所示，将复合材料分别在第一刚性模块2和第二刚性模块5上进行铺贴，形成T型长桁壁板结构的第一部分1和第二部分4；铺贴完成后，第一刚性模块2与T型长桁壁板结构的第一部分1固连在一起构成第一L模块，第二刚性模块5与T型长桁壁板结构的第二部分4固连在一起构成第二L模块。

(3)组装过程：如图3所示，将第一L模块、第三部分3和第二L模块组装为T型，并在第一L模块、第二L模块与第三部分3之间的两个空隙中分别填充填充条8，构成T型长桁，并在其-Y端面上铺贴粘胶7，并将其翻转粘贴到蒙皮9上构成T型长桁壁板结构。T型长桁壁板结构中的蒙皮上可以粘贴有一个或多个T型长桁。

(4)安装盖板11：如图4所示，在T型长桁壁板结构的Y向端面上安装盖板11，盖板11盖设于第一刚性模块2、T型长桁壁板结构以及第二刚性模块5的Y向端面，第二刚性模块5与盖板11通过螺钉6固定连接，防止刚性模块的转动，避免楔形现象的出现；在第一刚性模块2上开有倒T形滑槽，在盖板11上开有相应的开口，使二者能通过滑块10沿X向滑动连接。

(5)真空袋封装：将T型长桁壁板结构连同胶接在一起的蒙皮9一起放入真空袋中进行封装制袋。

(6)固化过程：将真空袋放入热压罐进行固化。

在上述过程中，复合材料中含有树脂、纤维和气泡等，固化过程会使复合材料中的树脂从盖板11与第一刚性模块2或第二刚性模块5的缝隙中渗出，热压罐中的高温也会使气泡破裂。因此，固化过程会使T型长桁壁板结构沿X向厚度变窄。

由于本实用新型所提供模具的盖板11与T型长桁壁板结构的Y向端面贴合，与第二刚性模块5通过螺钉6固定连接，能有效防止模具转动，防止出现楔形现象；同时，该模具允许第一L模块沿X向滑动，相比于背景技术中的方法一，能保证壁板结构内部的质量；相比于背景技术中的方法二和方法三，该模具采用了两个刚性模块完成铺贴和组装过程，成本低、成型翻转过程简便、零件外表面质量均匀。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种T型长桁壁板结构的成型模具，其特征在于，该模具包括第一刚性模块(2)、第二刚性模块(5)和盖板(11)；

其中，所述第一刚性模块(2)和第二刚性模块(5)均呈L形，且所述第一刚性模块(2)和所述第二刚性模块(5)分别贴合于所述T型长桁壁板结构的两侧；

所述盖板(11)盖设于所述第一刚性模块(2)、所述T型长桁壁板结构以及所述第二刚性模块(5)的顶端，所述第一刚性模块(2)和所述第二刚性模块(5)中的一个与所述盖板(11)固定连接，另一个与所述盖板(11)沿X向滑动连接。

2.根据权利要求1所述的成型模具，其特征在于，所述第一刚性模块(2)或所述第二刚性模块(5)与所述盖板(11)通过螺钉(6)固定连接。

3.根据权利要求1所述的成型模具，其特征在于，所述第一刚性模块(2)或所述第二刚性模块(5)与所述盖板(11)之间通过滑块(10)连接；所述第一刚性模块(2)或所述第二刚性模块(5)上设置有倒T形滑槽；所述盖板(11)上设置有开口槽；所述滑块为工字形。

4.根据权利要求1所述的成型模具，其特征在于，所述T型长桁壁板结构的一端通过粘胶(7)粘接在蒙皮(9)上。

5.根据权利要求1所述的成型模具，其特征在于，所述T型长桁壁板结构包括第一部分(1)、第二部分(4)和第三部分(3)；

所述第一部分(1)和所述第二部分(4)的截面均呈L形且背向设置；

所述第三部分(3)的截面为长方形，位于所述第一部分(1)和所述第二部分(4)之间。

6.根据权利要求5所述的成型模具，其特征在于，所述第一部分(1)和所述第二部分(4)的拐角处与所述第三部分(3)之间分别填充有填充条(8)。

7.根据权利要求1所述的成型模具，其特征在于，所述第一刚性模块(2)、所述第二刚性模块(5)和所述盖板(11)的材料为铝、钢或INVAR钢。

8.根据权利要求1所述的成型模具，其特征在于，所述T型长桁壁板结构的材料为环氧树脂/T800复合材料。