CN216424784U - 一种双舱段机身油箱及其一体化成型工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种一种双舱段机身油箱及其一体化成型工装，包括一体成型的筒形箱体1，筒形箱体1的材料为碳纤维复合材料，碳纤维复合材料预浸有树脂，筒形箱体1设置在无人机9的机身上并作为机身的一部分，筒形箱体1的轴线与机身的轴线一致，筒形箱体1的前端和后端均具有向内凹陷的下陷结构11，下陷结构11的四周形成环形凸筋12，两端的下陷结构11可用于机身前后结构件之间的胶结连接；筒形箱体1内设置有中间隔框2，中间隔框2的四周与筒形箱体1的内壁贴合，中间隔框2将筒形箱体1分隔成前油腔13和后油腔14，中间隔框2的下部贯穿有过油孔21，通过该设计，减小了该工装的加工量，降低了成本，同时减轻了该工装的重量。

Description

一种双舱段机身油箱及其一体化成型工装

技术领域

本实用新型属于无人机技术领域，尤其涉及一种双舱段机身油箱及其一体化成型工装。

背景技术

碳纤维复合材料在大型民用客机上广泛应用，其在无人机上也是解决轻量化难题的最佳选择，应用于无人机结构中可以大大改善和提高无人机的综合性能。就材料和制造技术而言，无人机铺层成本、装配成本和紧固件成本占据碳纤维复合材料技术总成本的一半。因此，以降低这三者的成本为突破口可以获得很大的发展空间。

现有无人机的机身油箱的上壳体和下壳体分别固化成型后再将上壳体和下壳体通过紧固件或结构胶固定连接在一起，形成完整的机身油箱，现有机身油箱存在以下缺陷和不足：1、上壳体和下壳体通过紧固件或结构胶固定连接在一起，装配繁琐且有很大的漏油风险，机身油箱的紧凑性和承载能力有限，机身油箱的整体性能不佳，制造成本高；2、复合材料一体化油箱生产普遍采用易熔性金属芯模或水溶性芯模进行铺贴，产品固化成型后将芯模熔化或溶解。芯模加工成本高，制件脱模后表面粗糙，需要打磨处理才能满足使用要求，加工周期长。

实用新型内容

为解决现有技术存在的无人机的机身油箱为分体式，以及其模具脱模困难的问题，本实用新型提供一种双舱段机身油箱及其一体化成型工装。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下，一种双舱段机身油箱，包括一体成型的筒形箱体，所述筒形箱体的材料为碳纤维复合材料，所述碳纤维复合材料预浸有树脂，所述筒形箱体设置在无人机的机身上并作为机身的一部分，所述筒形箱体的轴线与机身的轴线一致，所述筒形箱体的前端和后端均具有向内凹陷的下陷结构，所述下陷结构的四周形成环形凸筋；所述筒形箱体内设置有中间隔框，所述中间隔框的四周与筒形箱体的内壁贴合，所述中间隔框将筒形箱体分隔成前油腔和后油腔，所述中间隔框的下部贯穿有过油孔。

进一步地，所述中间隔框上还贯穿有平衡孔。平衡孔有效降低机身油箱内汽油晃动对无人机重心移动的影响。

一种双舱段机身油箱的一体化成型工装，该一体化成型工装用于一体化成型上述的任一种双舱段机身油箱，该一体化成型工装包括上半模、下半模、前镶块和后镶块，所述前镶块固定设置在下半模的下模腔前端，所述后镶块固定设置在下模腔的后端，所述前镶块和后镶块分别与对应的下陷结构匹配；所述下半模的四周开设有环形的导气槽，所述下半模上还开设有排气槽，所述排气槽连通下模腔和导气槽，所述上半模和下半模之间设置有密封环，所述前镶块和后镶块均与上半模之间设置有密封条，所述上半模上开设有抽真空接口，所述抽真空接口与导气槽连通；所述上半模上贯穿有气囊孔，所述下模腔内设置有两个气囊，两个所述气囊前后设置，所述气囊的气囊接口穿过气囊孔与外界连通。

作为优选，每个所述气囊对应一个气囊孔，所述气囊孔处设置有法兰，所述法兰上贯穿有进气孔，所述进气孔的直径小于气囊孔的直径，所述气囊接口穿过进气孔与外界连通，所述法兰和上半模之间设置有密封圈。合模后气囊充压用以成型机身油箱，进气孔的直径小于气囊孔的直径有效保证该工装的气密性，脱模时拆除法兰，将排空的气囊从气囊孔中取出，便于取出气囊。

作为优选，所述前镶块和后镶块上均设置有脱模螺纹孔，所述脱模螺纹孔用于与脱模吊环固定连接。上半模与下半模分开后，脱模吊环再通过脱模螺纹孔分别与前镶块和后镶块固定连接，再同时将内置的前镶块、后镶块和制件一并脱离下半模，便于前镶块、后镶块和制件一并脱离下半模，再将前镶块和后镶块左右分开，有效避免脱模闭角的问题，有效保护制件。

作为优选，所述上半模和下半模的前端设置有对应的外侧销孔，所述上半模和下半模的后端设置有对应的内侧销孔。其中前镶块一侧的销柱靠近外侧，后镶块一侧的销柱靠近内侧，外侧销孔和内侧销孔非对称的防错设计，便于装配该工装。

作为优选，所述上半模和下半模的四周均设置有多个合模螺纹孔，通过合模螺钉与对应的合模螺纹孔配合将所述上半模和下半模固定连接。便于上半模和下半模的合模和开模操作，结构简单可靠，成本低。

进一步地，所述上半模和下半模的前端之间开设有开模孔，所述上半模和下半模的后端之间也开设有开模孔。在开模孔位置使用撬棍将上半模与下半模分开，便于开模操作。

进一步地，所述前镶块和后镶块均通过镶块螺钉与下半模固定连接。便于前镶块和后镶块与下半模固定连接，结构简单可靠，成本低。

进一步地，脱模后，所述气囊接口在机身油箱上形成工艺孔，所述工艺孔后续作为加油孔和/或安装孔。合理利用工艺孔，降低成本。

有益效果：

本实用新型的双舱段机身油箱，一体化成型，充分发挥连续纤维的优势，大大减少了紧固件的数量，达到明显减重、减少装配、提高生产效率、降低成本的预期目的，还可提高组装精度，减少公差；机身油箱的气密性以及疲劳和耐腐蚀性能大大提高；碳纤维复合材料以及下陷结构、环形凸筋和隔框的设置，增加了该机身油箱的结构强度和刚度，提高结构效率能减轻结构重量；制件表面光洁度高，减少后期打磨的时间成本；

本实用新型的双舱段机身油箱及其一体化成型工装，上半模与下半模分开后，再通过脱模吊环分别与前镶块和后镶块固定连接，再同时将内置的前镶块、后镶块和制件一并脱离下半模，便于前镶块、后镶块和制件一并脱离下半模，再将前镶块和后镶块左右分开，有效避免脱模闭角的问题，有效保护制件；前镶块和后镶块固定在下半模上，保证脱模时，前镶块、后镶块和制件不随上半模一并与下半模分开，有效保护制件；前镶块和后镶块的设置，减小该工装的加工量，降低成本，同时减轻该工装的重量；通过抽真空接口、导气槽和排气槽对模腔抽真空，同时排除固化过程中多余的空气和树脂，提高该工装的成型精度；合模后气囊充压用以成型机身油箱，进气孔的直径小于气囊孔的直径有效保证该工装的气密性，脱模时拆除法兰，将排空的气囊从气囊孔中取出，便于取出气囊。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本实用新型双舱段机身油箱的爆炸示意图；

图2是本实用新型双舱段机身油箱的立体剖视示意图；

图3是本实用新型双舱段机身油箱在无人机上的位置示意图；

图4是本实用新型双舱段机身油箱的一体化成型工装的立体结构示意图；

图5是本实用新型双舱段机身油箱的一体化成型工装的另一角度立体结构示意图；

图6是本实用新型双舱段机身油箱的一体化成型工装的剖视示意图；

图7是本实用新型双舱段机身油箱的一体化成型工装的局部剖视示意图；

图8是本实用新型双舱段机身油箱的一体化成型工装的合模状态示意图；

图9是本实用新型双舱段机身油箱的一体化成型工装的开模状态示意图；

图中：1、筒形箱体，11、下陷结构，12、环形凸筋，13、前油腔，14、后油腔，2、中间隔框，21、过油孔，22、平衡孔；3、上半模，31、抽真空接口，32、气囊孔，33、第三密封槽，4、下半模，41、导气槽，42、排气槽，43、外侧销孔，44、内侧销孔，45、合模螺纹孔，46、开模孔，47、第一密封槽，5、前镶块，51、脱模螺纹孔，52、第二密封槽，53、镶块螺纹孔，6、后镶块，71、气囊接口，8、法兰，81、进气孔；9、无人机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

如图1～3所示，一种双舱段机身油箱，包括一体成型的筒形箱体1，所述筒形箱体1的材料为碳纤维复合材料，所述碳纤维复合材料预浸有树脂，所述筒形箱体1设置在无人机9的机身上并作为机身的一部分，所述筒形箱体1的轴线与机身的轴线一致，所述筒形箱体1的前端和后端均具有向内凹陷的下陷结构11，所述下陷结构11的四周形成环形凸筋12，两端的下陷结构11可用于机身前后结构件之间的胶结连接；所述筒形箱体1内设置有中间隔框2，所述中间隔框2的四周与筒形箱体1的内壁贴合，所述中间隔框2将筒形箱体1分隔成前油腔13和后油腔14，所述中间隔框2的下部贯穿有过油孔21，过油孔21连通前后油箱；所述中间隔框2上还贯穿有平衡孔22，平衡孔22有效降低机身油箱内汽油晃动对无人机9重心移动的影响。

如图1～9所示，一种双舱段机身油箱的一体化成型工装，该一体化成型工装用于一体化成型上述的双舱段机身油箱，该一体化成型工装包括上半模3、下半模4、前镶块5和后镶块6，所述前镶块5固定设置在下半模4的下模腔前端，所述后镶块6固定设置在下模腔的后端，所述前镶块5和后镶块6分别与对应的下陷结构11匹配；所述下半模4的四周开设有环形的导气槽41，所述下半模4上还开设有排气槽42，所述排气槽42连通下模腔和导气槽41，所述上半模3和下半模4之间设置有用于放置密封环的第一密封槽47，所述前镶块5和后镶块6均与上半模3之间设置有用于放置密封条的第二密封槽52，所述上半模3上开设有抽真空接口31，所述抽真空接口31与导气槽41连通；所述上半模3上贯穿有气囊孔32，所述下模腔内设置有两个气囊，两个所述气囊前后设置，所述气囊的气囊接口71穿过气囊孔32与外界连通。

为了保证该工装的气密性，又便于取出气囊，在本实施例中，如图4～6所示，每个所述气囊对应一个气囊孔32，所述气囊孔32处设置有法兰8，所述法兰8上贯穿有进气孔81，所述进气孔81的直径小于气囊孔32的直径，所述气囊接口71穿过进气孔81与外界连通，所述法兰8和上半模3之间设置有用于放置密封圈的第三密封槽33。

为了便于该工装的合模和开模操作，在本实施例中，如图4～6所示，所述上半模3和下半模4的前端设置有对应的外侧销孔43，所述上半模3和下半模4的后端设置有对应的内侧销孔44，外侧销孔43和内侧销孔44非对称的防错设计；所述上半模3和下半模4的四周均设置有多个合模螺纹孔45，通过合模螺钉与对应的合模螺纹孔45配合将所述上半模3和下半模4固定连接；所述上半模3和下半模4的前端之间开设有开模孔46，所述上半模3和下半模4的后端之间也开设有开模孔46；所述前镶块5和后镶块6上均设置有脱模螺纹孔51，所述脱模螺纹孔51用于与脱模吊环固定连接；所述前镶块5和后镶块6均通过镶块螺钉与下半模4固定连接，所述前镶块5和后镶块6均开设有与镶块螺钉匹配的镶块螺纹孔53。

脱模后，本实施例的所述气囊接口71在机身油箱上形成工艺孔，所述工艺孔后续可作为加油孔和/或安装孔，如图1、2和8所示，以合理利用工艺孔，降低成本。

工作原理如下：

铺贴阶段：首先将碳纤维复合材料铺贴在下半模4、前镶块5和后镶块6上，再将隔框和两个气囊置于下模腔内，两个气囊位于中间隔框2的前后两侧，再通过气囊接口71同时对两个气囊预充气，再将下半模4的碳纤维复合材料向上折起完成上半模3的铺贴，再将上半模3与下半模4合模，如图7所示，并旋紧合模螺钉，此时气囊接口71穿过进气孔81与外界连通；

固化阶段：首先通过抽真空接口31、导气槽41和排气槽42对模腔抽真空，同时排除固化过程中多余的空气和树脂，再通过进气孔81和气囊接口71同时对两个气囊充压；

脱模阶段：首先排空两个气囊，并拆除法兰8，再从气囊孔32中取出气囊，再拆除合模螺钉后，在开模孔46位置使用撬棍将上半模3与下半模4分开，如图8所示，再拆除镶块螺钉，再通过脱模吊环分别与前镶块5和后镶块6固定连接，再同时将内置的前镶块5、后镶块6和制件一并脱离下半模4，再将前镶块5和后镶块6左右分开脱离制件，后续再对制件打磨和无损检验。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双舱段机身油箱，其特征在于：包括一体成型的筒形箱体(1)，所述筒形箱体(1)的材料为碳纤维复合材料，所述碳纤维复合材料预浸有树脂，所述筒形箱体(1)设置在无人机(9)的机身上并作为机身的一部分，所述筒形箱体(1)的轴线与机身的轴线一致，所述筒形箱体(1)的前端和后端均具有向内凹陷的下陷结构(11)，所述下陷结构(11)的四周形成环形凸筋(12)；所述筒形箱体(1)内设置有中间隔框(2)，所述中间隔框(2)的四周与筒形箱体(1)的内壁贴合，所述中间隔框(2)将筒形箱体(1)分隔成前油腔(13)和后油腔(14)，所述中间隔框(2)的下部贯穿有过油孔(21)。

2.根据权利要求1所述的双舱段机身油箱，其特征在于：所述中间隔框(2)上还贯穿有平衡孔(22)。

3.一种双舱段机身油箱的一体化成型工装，其特征在于：该一体化成型工装用于一体化成型权利要求1或权利要求2的双舱段机身油箱，该一体化成型工装包括上半模(3)、下半模(4)、前镶块(5)和后镶块(6)，所述前镶块(5)固定设置在下半模(4)的下模腔前端，所述后镶块(6)固定设置在下模腔的后端，所述前镶块(5)和后镶块(6)分别与对应的下陷结构(11)匹配；所述下半模(4)的四周开设有环形的导气槽(41)，所述下半模(4)上还开设有排气槽(42)，所述排气槽(42)连通下模腔和导气槽(41)，所述上半模(3)和下半模(4)之间设置有密封环，所述前镶块(5)和后镶块(6)均与上半模(3)之间设置有密封条，所述上半模(3)上开设有抽真空接口(31)，所述抽真空接口(31)与导气槽(41)连通；所述上半模(3)上贯穿有气囊孔(32)，所述下模腔内设置有两个气囊，两个所述气囊前后设置，所述气囊的气囊接口(71)穿过气囊孔(32)与外界连通。

4.根据权利要求3所述的双舱段机身油箱的一体化成型工装，其特征在于：每个所述气囊对应一个气囊孔(32)，所述气囊孔(32)处设置有法兰(8)，所述法兰(8)上贯穿有进气孔(81)，所述进气孔(81)的直径小于气囊孔(32)的直径，所述气囊接口(71)穿过进气孔(81)与外界连通，所述法兰(8)和上半模(3)之间设置有密封圈。

5.根据权利要求3所述的双舱段机身油箱的一体化成型工装，其特征在于：所述前镶块(5)和后镶块(6)上均设置有脱模螺纹孔(51)，所述脱模螺纹孔(51)用于与脱模吊环固定连接。

6.根据权利要求3、4或5所述的双舱段机身油箱的一体化成型工装，其特征在于：所述上半模(3)和下半模(4)的前端设置有对应的外侧销孔(43)，所述上半模(3)和下半模(4)的后端设置有对应的内侧销孔(44)。

7.根据权利要求6所述的双舱段机身油箱的一体化成型工装，其特征在于：所述上半模(3)和下半模(4)的四周均设置有多个合模螺纹孔(45)，通过合模螺钉与对应的合模螺纹孔(45)配合将所述上半模(3)和下半模(4)固定连接。

8.根据权利要求7所述的双舱段机身油箱的一体化成型工装，其特征在于：所述上半模(3)和下半模(4)的前端之间开设有开模孔(46)，所述上半模(3)和下半模(4)的后端之间也开设有开模孔(46)。

9.根据权利要求3、4或5所述的双舱段机身油箱的一体化成型工装，其特征在于：所述前镶块(5)和后镶块(6)均通过镶块螺钉与下半模(4)固定连接。

10.根据权利要求3、4或5所述的双舱段机身油箱的一体化成型工装，其特征在于：脱模后，所述气囊接口(71)在机身油箱上形成工艺孔，所述工艺孔后续作为加油孔和/或安装孔。

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