CN210190668U - 一种全碳纤维复合材料无人机机身主体结构整体成型的模具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种全碳纤维复合材料无人机机身主体结构整体成型的模具，包括模具I、模具II和底部平台，模具I和模具II可拆卸连接，底部平台上端面设有定位槽，模具II下端面设有滑轨，滑轨与定位槽配合连接，模具I与底部平台通过支撑杆连接。采用一体共固化成型，有效提高了机身整体结构的成型质量，同时在保证机身结构强度的同时，降低了整体重量，从而提高了无人机后期的续航性能；本实用新型中的制造材料选用的是碳纤维复合材料减少了以往金属材料重量大，强度和刚度不理想容易造成无人机整体的有效载荷较小的情况。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种成型模具，特别是一种全碳纤维复合材料无人机机身主体结构整体成型的模具，属于复合材料工艺制造成型领域。
背景技术
复合材料因其出色的抗热冲击性、比重小、高度强、地热膨胀系数、抗腐蚀性、耐疲劳性和外观可设计性等一系类优点，目前，在航空航天领域已经得到广泛应用。同时，无人机具有生存能力强、机动性能好、使用方便和无人员伤亡风险等优势，复合材料机身主体结构由于具有优秀的可塑性、高强度及良好的减重效果，迄今为止已被广泛推广。
目前，有关复合材料的装配连接技术多采用胶接或机械连接等工艺方法。由于采用胶接的连接方式需要考虑选用的胶黏剂与复合材料的相容性，也要考虑温度和湿度等多种因素对胶黏剂的影响，工艺流程较为繁琐，各种不确定因素也会给复合材料的内部质量带来风险，而机械连接采用的是紧固件连接，紧固件的数量会大大影响机身整体的重量，也会增加装配成本和后期的维护费用。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种全碳纤维复合材料无人机机身主体结构整体成型的模具，通过模具I和模具II 与底部平台的连接结构，保证整体连接质量。
为解决以上问题，本实用新型的具体技术方案如下：一种全碳纤维复合材料无人机机身主体结构整体成型的模具，包括模具I、模具II和底部平台，模具I和模具II可拆卸连接，底部平台上端面设有定位槽，模具II下端面设有滑轨，滑轨与定位槽配合连接，模具I与底部平台通过支撑杆连接。
所述的模具I与模具II通过定位卡环连接。定位卡环进一步限制了左模具II在横向和纵向上的自由度，保证与底部平台完全配合。在定位卡环的位置处模具I与模具II会组合成一个凸台，而定位卡环通过间隙配合与凸台连接以限制模具I与模具II在横向方向的自由度。
所述的模具I侧壁焊接有耳片，底部平台上端面焊接有耳片，支撑杆两端分别与两个耳片铰接。支撑杆用于支撑并限制模具I的横向自由度。
所述的底部平台上端面设有定位销和合模定位销，定位销位于定位槽一侧，合模定位销位置与模具I位置对应，模具I和模具II对应位置上分别设有定位孔I和定位孔II。
所述的支撑杆为两个，平行设置在模具I侧端面。
所述的模具I和模具II为阴模框架结构合模后，机身主体内部有足够空间便于后续合模接口处理。
所述的底部平台侧壁焊接有吊环。底部平台侧面吊环的作用是由于底部平台重量较大，为了搬运底部平台方便而设置。
本发明的有益效果为：本发明采用一体共固化成型，有效提高了机身整体结构的成型质量，同时在保证机身结构强度的同时，降低了整体重量，从而提高了无人机后期的续航性能；本发明中的制造材料选用的是碳纤维复合材料减少了以往金属材料重量大，强度和刚度不理想容易造成无人机整体的有效载荷较小的情况。
附图说明
图1为全碳纤维复合材料无人机机身主体结构整体成型的模具的结构示意图。
图2为图1俯视结构示意图。
图3为定位孔示意图。
具体实施方式
如图1至图3所示，一种全碳纤维复合材料无人机机身主体结构整体成型的模具，包括模具I1、模具II2和底部平台3，模具I1和模具II2可拆卸连接，底部平台3上端面设有定位槽3-1，模具II2下端面设有滑轨4，滑轨4与定位槽3-1配合连接，模具I1与底部平台3通过支撑杆8连接。
所述的模具I1与模具II2通过定位卡环9连接。
所述的模具I1侧壁焊接有耳片10，底部平台3上端面焊接有耳片10，支撑杆8两端分别与两个耳片10铰接。
所述的底部平台3上端面设有定位销6和合模定位销5，定位销6位于定位槽3-1一侧，合模定位销5位置与模具I1位置对应，模具I1和模具II2对应位置上分别设有定位孔I1-1和定位孔II2-1。模具I通过定位销与底部平台连接，模具II通过滑轨和定位销与底部平台连接，两者定位与底部平台连接后，在定位卡环9的位置处模具I与模具II会组合成一个凸台，而定位卡环9通过间隙配合与凸台连接以限制模具I与模具II在横向方向的自由度。
底部平台3上端面设有合模定位销5，机身合模时与模具I上位置对应的销孔配合定位，模具I1侧端面设有支撑杆8以进一步限制成型模的水平自由度，模具II2上设置滑轨4与底部平台3上定位槽3-1配合定位，模具I1和模具II2分别通过定位销5和合模定位滑道4与底部平台3配合后，依靠定位卡环9进一步限制横向自由度。
所述的底部平台3侧壁焊接有吊环7。
整体成型机身模具I1与整体成型机身模具II2，用于铺敷碳纤维复合材料无人机机身蒙皮；成型工装选材为45#钢，由于该材料经过一定热处理后具有较高的强度，同时具有一定的韧性和耐磨性，保证了复合材料机身结构固化过程后的型面。所述的机身模具I1和机身模具II2上分别设置了激光投影靶点便于后续铺敷。所述的底部平台3上设置了合模定位滑道4合模定位销5定位销6支撑杆8，合模定位销5用于与机身模具I配合定位，支撑杆8对机身模具I1起支撑作用，合模定位滑道4与机身模具II2配置的滑轨配合限制合模过程中机身模具II2的纵向自由度，定位销6保证了机身模具II2合模后位置的准确性，实现机身模具II2与底部平台3的定位连接；所述的定位卡环9用于实现合模过程中的准确限位；
实施例：采用成型模具，对机身进行合模，具有如下步骤：
1、首先在机身模具I1和机身模具II2上分别单独铺贴碳纤维复合材料左右机身蒙皮，在合模接口位置采用阶梯过渡的形式铺敷，单层递减5mm，对于局部加强区域需要参考激光投影仪确定位置；
2、为增强整体机身的强度，同时为降低机身的总体重量，机身帽形筋材料芯材选为泡沫，泡沫表面铺敷碳纤维复合材料，铺敷帽形筋时，需要参考激光投影仪确定帽形筋的宽度。在泡沫R角连接区域需局部增强以保证机身主体结构的强度。同时距离合模接口位置需预留长度为15mm的泡沫，以保证后续合模后，合模带能拥有空间补铺；
3、将单独铺敷完成的左右机身进行合模，具体操作方式参照实施例1，合模结束后在合模接口位置需要采用阶梯过渡的形式进行铺敷合模带，合模带铺敷完成后将上一步骤的泡沫间隙参照阶梯过渡的形式，工艺方法与2相同补铺间隙；
4、在合模完成的机身主体表面依次放置可剥布、无孔隔离膜、透气毡，并用真空袋进行封装；
5、固化：根据机身主体结构所选的材料及材料规范中的要求设置固化参数，完成机身主体结构的一体固化成型；
6、固化完成后，去除表面的辅助材料可剥布、无孔隔离膜、透气毡和真空袋即得到碳纤维复合材料机身主体。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“垂直”、“上”、“下”、“一侧端”、“一端”、“上端”、“水平”、“上方”、“下方”、“竖直”、“中部”、“下端”、 “另一端”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型中，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“ 相连”、“连接、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
以上所述的仅是本实用新型的优选实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干变型和改进，也应视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种全碳纤维复合材料无人机机身主体结构整体成型的模具，其特征在于：包括模具I（1）、模具II（2）和底部平台（3），模具I（1）和模具II（2）可拆卸连接，底部平台（3）上端面设有定位槽（3-1），模具II（2）下端面设有滑轨（4），滑轨（4）与定位槽（3-1）配合连接，模具I（1）与底部平台（3）通过支撑杆（8）连接。
2.如权利要求1所述的全碳纤维复合材料无人机机身主体结构整体成型的模具，其特征在于：所述的模具I（1）与模具II（2）通过定位卡环（9）连接。
3.如权利要求1所述的全碳纤维复合材料无人机机身主体结构整体成型的模具，其特征在于：所述的模具I（1）侧壁焊接有耳片（10），底部平台（3）上端面焊接有耳片（10），支撑杆（8）两端分别与两个耳片（10）铰接。
4.如权利要求1所述的全碳纤维复合材料无人机机身主体结构整体成型的模具，其特征在于：所述的底部平台（3）上端面设有定位销（6）和合模定位销（5），定位销（6）位于定位槽（3-1）一侧，合模定位销（5）位置与模具I（1）位置对应，模具I（1）和模具II（2）对应位置上分别设有定位孔I（1-1）和定位孔II（2-1）。
5.如权利要求1所述的全碳纤维复合材料无人机机身主体结构整体成型的模具，其特征在于：所述的支撑杆（8）为两个，平行设置在模具I（1）侧端面。
6.如权利要求1所述的全碳纤维复合材料无人机机身主体结构整体成型的模具，其特征在于：所述的模具I（1）和模具II（2）为阴模框架结构。
7.如权利要求1所述的全碳纤维复合材料无人机机身主体结构整体成型的模具，其特征在于：所述的底部平台（3）侧壁焊接有吊环（7）。
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| CN113619155A (zh) * | 2021-08-04 | 2021-11-09 | 陕西天翌天线股份有限公司 | 一种无人机机身和旋翼杆整体共固化成型模具及方法 |
| CN118322609A (zh) * | 2024-06-17 | 2024-07-12 | 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 | 一种基于复合材料止口定位结构的蒙皮合模工艺 |
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| CN118322609A (zh) * | 2024-06-17 | 2024-07-12 | 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 | 一种基于复合材料止口定位结构的蒙皮合模工艺 |
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