CN219820353U - 一种复材双向盒形件成型工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复材双向盒形件成型工装，包括模体和多个立边挡块，模体包括模体主体和连接在模体主体顶面用于成型下半盒形件的成型凸块；立边挡块和模体主体可拆卸连接，且立边挡块可移动设置在模体主体上，立边挡块的高度大于成型凸块的高度；成型凸块的顶面和多个立板挡块的内侧面之间形成用于成型上半盒形件的上型腔。本申请通过成型凸块及可拆卸设置的立边挡块，使得盒形件成型时可通过先后铺贴的形式一体成型，解决了两次单独成型时盒形件表观质量及力学性能差的问题。

Description

一种复材双向盒形件成型工装

技术领域

本实用新型涉及复材件成型技术领域，具体涉及一种复材双向盒形件成型工装。

背景技术

复合材料双向盒形件是飞机、导弹、机载吊舱等装备中常用的主要传力及承力结构，其结构通常主要由框缘和腹板组成，框缘是主要受力部位，在结构传力中起主导作用，腹板能够承受一定的面内剪力和正应力。双向盒形件除了具有保持装备气动外形的作用之外，还能将装载的质量力和其他部件上的载荷，传递到机身结构上，将集中力加以分散，然后以剪流的形式传给机身蒙皮。

复材双向盒形件成型存在一定困难，一般通过将双向盒形件分为两个单向盒形件单独成型，并通过二次胶接完成最终成型。这种形式可以保证每个单独成型的盒形件质量，但是结构整体性不足，很难达到制件所需的力学性能。

如何设计一种成型工装，能够保证制件表观质量，同时能够提升制件结构力学性能是我们需要解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种复材双向盒形件成型工装，以解决现有技术中单独成型的盒形件表观质量及力学性能差的问题。

为达到上述目的，本实用新型是采用下述技术方案实现的：

一种复材双向盒形件成型工装，包括：

模体，所述模体包括模体主体和连接在所述模体主体顶面用于成型下半盒形件的成型凸块；

多个立边挡块，所述立边挡块和所述模体主体可拆卸连接，且所述立边挡块可移动设置在所述模体主体上，所述立边挡块的高度大于所述成型凸块的高度；所述成型凸块的顶面和多个所述立边挡块的内侧面之间形成用于成型上半盒形件的上型腔。

进一步地，每个所述立边挡块与所述模体主体的连接面上均有长圆孔，所述长圆孔和安装在所述模体主体上的圆柱销相配合，以使所述立边挡块在所述模体主体移动。

进一步地，所述模体主体上还设有螺孔，螺钉贯穿所述立边挡块和所述螺孔连接，以锁紧所述立边挡块。

进一步地，还包括多个连接在所述模体主体上用于驱动所述立边挡块向靠近所述成型凸块侧移动的锁紧块。

进一步地，所述锁紧块设置在相邻所述立边挡块的连接处，所述锁紧块的两端部均设有压紧螺钉，两端的所述压紧螺钉的末端分别位于其中一个所述立边挡块的外侧，所述压紧螺钉用于驱动所述立边挡块移动、并压紧所述立边挡块。

进一步地，每个所述立边挡块与所述模体主体的连接面至少设置两个长圆孔。

通过设置两个长圆孔可保证立边挡块受力后沿着长圆孔的方向移动。

进一步地，所述立边挡块包括分别设置在所述成型凸块四周的立边挡块Ⅰ、立边挡块Ⅱ、立边挡块Ⅲ和立边挡块Ⅳ。

进一步地，还包括可拆卸设置在所述上型腔内的真空压袋。

进一步地，所述模体主体的外周面还连接有多个吊环螺钉。

通过吊环螺钉的设置，可便于将装置整体进行提升移动至热压罐中进行后续的固化成型。

进一步地，所述模体主体的顶面设有脱模凹槽，所述脱模凹槽内连接有用于使复材双向盒型件脱模的脱模块。

根据上述技术方案，本实用新型至少具有以下效果：本申请的成型工装成型时，先在成型凸块上铺贴下半盒型件构型，安装可拆卸设置的立边挡块后铺贴上盒型件构型，拆除可拆卸设置的立边挡块后在双向盒型件立边外表面铺贴预浸料；通过成型凸块及可拆卸设置的立边挡块，使得盒形件成型时可通过先后铺贴的形式一体成型，解决了两次单独成型时盒形件表观质量及力学性能差的问题。

附图说明

图1为背景技术中双向盒形件的结构示意图；

图2为本申请成型工装剖面视图；

图3为本申请成型工装俯视图；

图4为本申请成型工装轴测视图。

其中：1、模体；2、立边挡块Ⅰ；3、立边挡块Ⅱ；4、立边挡块Ⅲ；5、立边挡块Ⅳ；6、锁紧块Ⅰ；7、锁紧块Ⅱ；8、锁紧块Ⅲ；9、锁紧块Ⅳ；10、压紧螺钉；11、圆柱销；12、螺钉；13、吊环螺钉；14、脱模块；15、复材双向盒型件。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须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。本实用新型描述中使用的术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”指的是附图中的方向，术语“内”、“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

本申请根据复材双向盒形件力学性能要求，设计了此复材双向盒型件成型工装，成型工装采用下半部分阳模铺贴、上半部分阴模铺贴及立边外表面整体连续铺贴，保证制件表观质量同时提升制件结构力学性能。

一种复材双向盒形件成型工装，包括模体和多个立边挡块，模体包括模体主体和连接在模体主体顶面用于成型下半盒形件的成型凸块；立边挡块和模体主体可拆卸连接，且立边挡块可移动设置在模体主体上，立边挡块的高度大于成型凸块的高度；成型凸块的顶面和多个立边挡块的内侧面之间形成用于成型上半盒形件的上型腔。

本申请的成型工装成型时，先在成型凸块上铺贴下半盒型件构型，安装可拆卸设置的立边挡块后铺贴上盒型件构型，拆除可拆卸设置的立边挡块后在双向盒型件立边外表面铺贴预浸料；通过成型凸块及可拆卸设置的立边挡块，使得盒形件成型时可通过先后铺贴的形式一体成型，解决了两次单独成型时盒形件表观质量及力学性能差的问题。

在一些进一步地实施例中，立边挡块包括分别设置在成型凸块四周的立边挡块Ⅰ2、立边挡块Ⅱ3、立边挡块Ⅲ4和立边挡块Ⅳ5，即本申请采用四个立边挡块的设计形式，通过四个立边挡块可配合四边的盒形件的成型。对应的，用于锁紧并使立边挡块移动到锁紧块同样设计为四个。

在一些进一步地实施例中，立边挡块与模体主体的连接面上均有长圆孔，长圆孔的设置目的是保证立边挡块在模体主体移动效果，通过两个长圆孔保证移动方向的准确。进一步地，模体主体上还设有螺孔，通过螺钉贯穿立边挡块和螺孔连接，实现立边挡块定位后的锁紧。

下面通过一具体的实施例对本申请进行说明。参照图1至图4，复材双向盒型件成型工装包括模体1、立边挡块Ⅰ2、立边挡块Ⅱ3、立边挡块Ⅲ4、立边挡块Ⅳ5、锁紧块Ⅰ6、锁紧块Ⅱ7、锁紧块Ⅲ8、锁紧块Ⅳ9、压紧螺钉10、圆柱销11、螺钉12、吊环螺钉13和脱模块14等。模体1包括板状结构的模体主体和连接在模体主体顶面中心的成型凸块，成型凸块的形状和下半盒形件的形状相同，以通过成型凸块成型下半盒形件。

如图1至图4，按照盒型件结构进行分析展开，进行碳纤维预浸料切割下料备用，将工装各零件清理及使用封孔剂、脱模剂对工装表面制备，然后在模体1的成型凸块上铺贴一定层数开口朝下的半个盒型件构型并进行预压实，然后将立边挡块Ⅰ2、立边挡块Ⅱ3、立边挡块Ⅲ4、立边挡块Ⅳ5安装到模体1上，合模后形成一个成型凸块顶面为底，立边挡块Ⅰ2、立边挡块Ⅱ3、立边挡块Ⅲ4、立边挡块Ⅳ5为立边的开口朝上的上型腔，在开口朝上的上型腔内铺贴一定层数开口朝上的另外半个盒型件构型并再次进行预压实。

然后拆除立边挡块Ⅰ2、立边挡块Ⅱ3、立边挡块Ⅲ4、立边挡块Ⅳ5并在预压实的双向盒型件立边外表面铺贴剩余层数碳纤维预浸料，铺贴全部完成后再次将立边挡块Ⅰ2、立边挡块Ⅱ3、立边挡块Ⅲ4、立边挡块Ⅳ5安装到模体1上，同时将锁紧块Ⅰ6、锁紧块Ⅱ7、锁紧块Ⅲ8、锁紧块Ⅳ9靠近相应的立边挡块Ⅰ2、立边挡块Ⅱ3、立边挡块Ⅲ4、立边挡块Ⅳ5安装到模体1上，在各锁紧块固定后通过旋钮压紧螺钉10对各立边挡块施加法向力，在各立边挡块与模体1的贴合面上分别设置有两个长圆孔与安装于模体1上的圆柱销11配合并在可动范围内定向的移动使之向内法向收缩移动压紧制件，当立边挡块压紧后通过圆柱销11与圆孔配合定位并通过螺钉12锁紧于模体1。

铺贴合模完成后在模体1平台制袋区域真空制袋并通过吊环螺钉13起吊将装置送入热压罐固化成型，从而实现了复材双向盒型件下半部分阳模铺贴、上半部分阴模铺贴及立边外表面整体连续铺贴，下半部分螺栓加压、上半部分及整体真空袋施压。

固化成型后工装与制件冷却至室温后进行脱模，首先旋松压紧螺钉10依次拆除锁紧块Ⅰ6、锁紧块Ⅱ7、锁紧块Ⅲ8、锁紧块Ⅳ9，然后再依次拆除立边挡块Ⅰ2、立边挡块Ⅱ3、立边挡块Ⅲ4、立边挡块Ⅳ5，然后通过旋钮螺钉将预埋在制件下方脱模块14提升从而将复材双向盒型件下半部分从模体1上顶起脱离。

本申请的成型工装很好地满足复材双向盒型件成型需求。制件下半部分为阳模铺贴、上半部分为阴模铺贴及立边外表面整体连续铺贴，分区铺贴实现了铺贴操作可行性，降低了铺贴操作难度，并最大程度的保证了成型后制件表观质量及力学性能。制件下半部分盒型件通过螺栓加压及上半部分盒型件真空袋施压，保证制件固化制度所需压力要求。工装结构简单紧凑、生产效率高、拆装便捷，工装零件构型简单可靠，制造及维护成本低。

本申请的成型工装，在模体主体顶面的脱模凹槽内设置脱模块，向上提起脱模块14从而将复材双向盒型件下半部分从模体1上顶起脱离，保证制件可以顺利脱模。

基于本申请的成型工装，本申请还公开了一种成型方法，成型方法包括如下步骤：

在成型凸块上铺贴一定层数开口朝下的下半盒型件构型并进行预压实。

将立边挡块安装到模体主体上，合模形成一个以成型凸块顶面为底、立边挡块内侧面为立边的上型腔，在所述上型腔内铺贴一定层数开口朝上的上盒型件构型并再次进行预压实。

拆除立边挡块，并在双向盒型件立边外表面铺贴一定层数的碳纤维预浸料。

铺贴完成后，将立边挡块安装到模体主体上并通过锁紧块锁紧各立边挡块。

将铺贴合模完成后的整体送入热压罐固化成型以获取复材双向盒形件。

本申请的成型方法采用下半部分阳模铺贴、上半部分阴模铺贴及立边外表面整体连续铺贴，保证制件表观质量同时提升制件结构力学性能。该成型方法在复合材料双向盒型件同类产品成型过程中有普遍的适用需求。

由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。

Claims (10)

1.一种复材双向盒形件成型工装，其特征在于，包括：

模体（1），所述模体（1）包括模体主体和连接在所述模体主体顶面用于成型下半盒形件的成型凸块；

多个立边挡块，所述立边挡块和所述模体主体可拆卸连接，且所述立边挡块可移动设置在所述模体主体上，所述立边挡块的高度大于所述成型凸块的高度；所述成型凸块的顶面和多个所述立边挡块的内侧面之间形成用于成型上半盒形件的上型腔。

2.根据权利要求1所述的复材双向盒形件成型工装，其特征在于，每个所述立边挡块与所述模体主体的连接面上均有长圆孔，所述长圆孔和安装在所述模体主体上的圆柱销（11）相配合，以使所述立边挡块在所述模体主体移动。

3.根据权利要求2所述的复材双向盒形件成型工装，其特征在于，所述模体主体上还设有螺孔，螺钉（12）贯穿所述立边挡块和所述螺孔连接，以锁紧所述立边挡块。

4.根据权利要求2所述的复材双向盒形件成型工装，其特征在于，还包括多个连接在所述模体主体上用于驱动所述立边挡块向靠近所述成型凸块侧移动的锁紧块。

5.根据权利要求4所述的复材双向盒形件成型工装，其特征在于，所述锁紧块设置在相邻所述立边挡块的连接处，所述锁紧块的两端部均设有压紧螺钉（10），两端的所述压紧螺钉（10）的末端分别位于其中一个所述立边挡块的外侧，所述压紧螺钉用于驱动所述立边挡块移动、并压紧所述立边挡块。

6.根据权利要求2所述的复材双向盒形件成型工装，其特征在于，每个所述立边挡块与所述模体主体的连接面至少设置两个长圆孔。

7.根据权利要求1-6任一项所述的复材双向盒形件成型工装，其特征在于，所述立边挡块包括分别设置在所述成型凸块四周的立边挡块Ⅰ（2）、立边挡块Ⅱ（3）、立边挡块Ⅲ（4）和立边挡块Ⅳ（5）。

8.根据权利要求1-6任一项所述的复材双向盒形件成型工装，其特征在于，还包括可拆卸设置在所述上型腔内的真空压袋。

9.根据权利要求1-6任一项所述的复材双向盒形件成型工装，其特征在于，所述模体主体的外周面还连接有多个吊环螺钉（13）。

10.根据权利要求1-6任一项所述的复材双向盒形件成型工装，其特征在于，所述模体主体的顶面设有脱模凹槽，所述脱模凹槽内连接有用于使复材双向盒型件（15）脱模的脱模块（14）。