大尺寸復(fù)合材料t形長(zhǎng)桁的成型工裝及成型方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大尺寸復(fù)合材料T形長(zhǎng)桁的成型工裝及成型方法，屬于復(fù)合材料成型技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]T形長(zhǎng)桁因其自身剛度大等特點(diǎn)，普遍應(yīng)用于飛機(jī)的機(jī)身及機(jī)翼壁板等主承力結(jié)構(gòu)增強(qiáng)。由于上述結(jié)構(gòu)尺寸較大，使得T形長(zhǎng)桁的長(zhǎng)度也隨之變長(zhǎng)，往往長(zhǎng)達(dá)十余米，導(dǎo)致其成型芯模難于加工，并且全尺寸芯模剛度較小，容易發(fā)生變形導(dǎo)致T形長(zhǎng)桁的直線度和位置度難以保證。
[0003]針對(duì)T形長(zhǎng)桁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在現(xiàn)有制造過程中常選用分段金屬硬模作為成型芯模以保證其剛度，進(jìn)而保證T形件的直線精度及成型質(zhì)量。然而由于復(fù)合材料與金屬工裝制件的熱脹系數(shù)存在顯著差異，固化后產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致成型芯模難以從T形長(zhǎng)桁上脫除。傳統(tǒng)的方法為，采用金屬工具對(duì)成型芯模進(jìn)行敲擊，以便通過物理力的作用使芯模與T形長(zhǎng)桁間發(fā)生分離、滑移或產(chǎn)生間隙，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)芯模的有效脫除。但是，采用上述成型方法不僅由于分段成型芯模易發(fā)生移動(dòng)而出現(xiàn)無法保證長(zhǎng)桁直線度和成型質(zhì)量的問題，而且脫模過程中不可避免的會(huì)由于物理敲擊導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)生分層等破壞，影響產(chǎn)品質(zhì)量，甚至導(dǎo)致成型芯模發(fā)生破壞，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的制造進(jìn)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種大尺寸復(fù)合材料T形長(zhǎng)桁的成型工裝及成型方法，一方面利用側(cè)擋板和連接加強(qiáng)板實(shí)現(xiàn)分段成型芯模的固定與連接，以保證T形長(zhǎng)桁的直線度和成型質(zhì)量，另一方面利用液壓裝置的伸縮，輕松實(shí)現(xiàn)T形長(zhǎng)桁成型芯模的有效脫除。
[0005]大尺寸復(fù)合材料T形長(zhǎng)桁的成型工裝，包括主工裝和分段成型芯模，其中T形長(zhǎng)桁倒置于主工裝的臺(tái)面上，分段成型芯模形成兩列對(duì)稱分布于T形長(zhǎng)桁腹板的左右兩側(cè)，且分段成型芯模與T形長(zhǎng)桁的各型面齊平，在分段成型芯模及T形長(zhǎng)桁的左右兩個(gè)側(cè)面設(shè)有分段側(cè)擋板，相鄰兩段側(cè)擋板之間通過連接加強(qiáng)板及緊固件固定連接，對(duì)稱兩段側(cè)擋板之間通過液壓裝置連接；在分段成型芯模及T形長(zhǎng)桁的上表面設(shè)有覆蓋壓板。
[0006]優(yōu)選地，在分段成型芯模的左右兩個(gè)外側(cè)型面處設(shè)有螺孔，分段成型芯模和分段側(cè)擋板之間通過緊固件對(duì)應(yīng)固定連接，可以確保成型芯模具有足夠的剛度，以避免其在固化成型中發(fā)生變形。
[0007]大尺寸復(fù)合材料T形長(zhǎng)桁的成型方法，采用了上述的大尺寸復(fù)合材料T形長(zhǎng)桁的成型工裝，包括以下步驟:
(a)T形長(zhǎng)桁預(yù)成型；
(b)封裝、固化前的準(zhǔn)備工作:先通過緊固件將分段成型芯模和分段側(cè)擋板對(duì)應(yīng)緊密連接、將分段側(cè)擋板與連接加強(qiáng)板緊密連接，然后覆蓋壓板置于分段成型芯模(3)及T形長(zhǎng)桁的上表面，緊接著采用壓敏膠帶粘貼于每段側(cè)擋板與每個(gè)液壓裝置相連接的螺孔內(nèi)，準(zhǔn)備封裝、固化；
(C)封裝、固化；
(d)脫模前的準(zhǔn)備工作:待T形長(zhǎng)桁固化完成后，除去表面的封裝材料、覆蓋壓板、緊固件以及每段側(cè)擋板與每個(gè)液壓裝置連接位置的壓敏膠帶；
(e)脫模:先調(diào)節(jié)液壓裝置的回油腔壓力使液壓裝置呈收縮狀態(tài)，然后通過緊固件將分段側(cè)擋板和液壓裝置緊密連接，緊接著緩慢調(diào)節(jié)液壓裝置的進(jìn)油腔壓力，此時(shí)通過液壓裝置伸展過程中產(chǎn)生的作用于分段成型芯模的張應(yīng)力實(shí)現(xiàn)分段成型芯模的有效脫除。
[0008]本發(fā)明相比于復(fù)合材料T形長(zhǎng)桁的傳統(tǒng)成型工裝及成型方法具有如下優(yōu)勢(shì):1、利用側(cè)擋板及連接加強(qiáng)板使分段的成型芯模連接成為整體，并加強(qiáng)其剛度，進(jìn)而使得長(zhǎng)桁結(jié)構(gòu)的直線度得以保證，實(shí)現(xiàn)了大尺寸復(fù)合材料T形長(zhǎng)桁的精確制造，提高其成型質(zhì)量及精度；2、本發(fā)明首次將液壓裝置應(yīng)用于復(fù)合材料零件的脫模過程，利用其傳遞動(dòng)力大，易于傳遞及配置等特點(diǎn)，以液體作為工作介質(zhì)，將液體的壓力轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而獲得需要的直線物理伸縮過程，并通過此過程實(shí)現(xiàn)成型工裝與液壓裝置的連接以及成型芯模的脫除過程，不僅避免了傳統(tǒng)脫模方式對(duì)于復(fù)合材料T形長(zhǎng)桁的損傷問題，而且簡(jiǎn)化了脫模人員的工作量，提升了脫模效率。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明T形長(zhǎng)桁成型工裝的結(jié)構(gòu)示意圖一。
[0010]圖2為本發(fā)明T形長(zhǎng)桁成型工裝的結(jié)構(gòu)示意圖二。
【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1和圖2所示的一種大尺寸復(fù)合材料T形長(zhǎng)桁的成型工裝，包括主工裝2和分段成型芯模3，其中T形長(zhǎng)桁I倒置于主工裝2的臺(tái)面上，分段成型芯模3形成兩列對(duì)稱分布于T形長(zhǎng)桁I腹板的左右兩側(cè)，且分段成型芯模3與T形長(zhǎng)桁I的各型面齊平(即成型芯模3的上表面型面與對(duì)應(yīng)的T形長(zhǎng)桁I的腹板上表面相平，成型芯模3的下表面型面與對(duì)應(yīng)的T形長(zhǎng)桁I的下緣上表面相一致)，在分段成型芯模3及T形長(zhǎng)桁I的左右兩個(gè)側(cè)面設(shè)有分段側(cè)擋板4，相鄰兩段側(cè)擋板4之間通過連接加強(qiáng)板5及緊固件6固定連接，對(duì)稱兩段側(cè)擋板4之間通過液壓裝置8連接；在分段成型芯模3及T形長(zhǎng)桁I的上表面設(shè)有覆蓋壓板7。
[0012]優(yōu)選地，在分段成型芯模3的左右兩個(gè)外側(cè)型面處設(shè)有螺孔，分段成型芯模3和分段側(cè)擋板4之間通過緊固件6固定連接。
[0013]大尺寸復(fù)合材料T形長(zhǎng)桁的成型方法，采用了上述的大尺寸復(fù)合材料T形長(zhǎng)桁的成型工裝，包括以下步驟:
(a)T形長(zhǎng)桁I預(yù)成型；
(b)封裝、固化前的準(zhǔn)備工作:先通過緊固件6將分段成型芯模3和分段側(cè)擋板4對(duì)應(yīng)緊密連接、將分段側(cè)擋板4與連接加強(qiáng)板5緊密連接，然后覆蓋壓板7置于分段成型芯模3及T形長(zhǎng)桁I的上表面，緊接著采用壓敏膠帶粘貼于每段側(cè)擋板4與每個(gè)液壓裝置8相連接的螺孔內(nèi)，準(zhǔn)備封裝、固化；
(c)封裝、固化； (d)脫模前的準(zhǔn)備工作:待T形長(zhǎng)桁I固化完成后，除去表面的封裝材料、覆蓋壓板7、緊固件6以及每段側(cè)擋板4與每個(gè)液壓裝置8連接位置的壓敏膠帶；
(e)脫模:先調(diào)節(jié)液壓裝置8的回油腔壓力使液壓裝置8呈收縮狀態(tài)，然后通過緊固件6將分段側(cè)擋板4和液壓裝置8緊密連接，緊接著緩慢調(diào)節(jié)液壓裝置8的進(jìn)油腔壓力，此時(shí)通過液壓裝置8伸展過程中產(chǎn)生的作用于分段成型芯模3的張應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)分段成型芯模3的有效脫除。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.大尺寸復(fù)合材料T形長(zhǎng)桁的成型工裝，包括主工裝(2)和分段成型芯模(3)，其中T形長(zhǎng)桁(I)倒置于主工裝(2)的臺(tái)面上，分段成型芯模(3)形成兩列對(duì)稱分布于T形長(zhǎng)桁(I)腹板的左右兩側(cè)，且分段成型芯模(3)與T形長(zhǎng)桁(I)的各型面齊平，其特征在于:在分段成型芯模(3)及T形長(zhǎng)桁(I)的左右兩個(gè)側(cè)面設(shè)有分段側(cè)擋板(4)，相鄰兩段側(cè)擋板(4)之間通過連接加強(qiáng)板(5)及緊固件(6)固定連接，對(duì)稱兩段側(cè)擋板(4)之間通過液壓裝置(8 )連接；在分段成型芯模(3 )及T形長(zhǎng)桁(I)的上表面設(shè)有覆蓋壓板(7 )。2.如權(quán)利要求1所述的大尺寸復(fù)合材料T形長(zhǎng)桁的成型工裝，其特征在于:在分段成型芯模(3)的左右兩個(gè)外側(cè)型面處設(shè)有螺孔，分段成型芯模(3)和分段側(cè)擋板(4)之間通過緊固件(6)固定連接。3.大尺寸復(fù)合材料T形長(zhǎng)桁的成型方法，采用了如權(quán)利要求1或2所述的大尺寸復(fù)合材料T形長(zhǎng)桁的成型工裝，其特征在于包括以下步驟: (a)T形長(zhǎng)桁(I)預(yù)成型； (b)封裝、固化前的準(zhǔn)備工作:先通過緊固件(6)將分段成型芯模(3)和分段側(cè)擋板(4)對(duì)應(yīng)緊密連接、將分段側(cè)擋板(4)與連接加強(qiáng)板(5)緊密連接，然后覆蓋壓板(7)置于分段成型芯模(3)及T形長(zhǎng)桁(I)的上表面，緊接著采用壓敏膠帶粘貼于每段側(cè)擋板(4)與每個(gè)液壓裝置(8)相連接的螺孔內(nèi)，準(zhǔn)備封裝、固化； (C)封裝、固化； (d)脫模前的準(zhǔn)備工作:待T形長(zhǎng)桁(I)固化完成后，除去表面的封裝材料、覆蓋壓板(7)、緊固件(6)以及每段側(cè)擋板(4)與每個(gè)液壓裝置(8)連接位置的壓敏膠帶； Ce)脫模:先調(diào)節(jié)液壓裝置(8)的回油腔壓力使液壓裝置(8)呈收縮狀態(tài)，然后通過緊固件(6 )將分段側(cè)擋板(4 )和液壓裝置(8 )緊密連接，緊接著緩慢調(diào)節(jié)液壓裝置(8 )的進(jìn)油腔壓力，此時(shí)通過液壓裝置(8)伸展過程中產(chǎn)生的作用于分段成型芯模(3)的張應(yīng)力實(shí)現(xiàn)分段成型芯模(3)的有效脫除。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種大尺寸復(fù)合材料T形長(zhǎng)桁的成型工裝及成型方法，利用側(cè)擋板及連接加強(qiáng)板使分段的成型芯模連接成為整體，并加強(qiáng)其剛度，進(jìn)而使得長(zhǎng)桁結(jié)構(gòu)的直線度得以保證，實(shí)現(xiàn)了大尺寸復(fù)合材料T形長(zhǎng)桁的精確制造，提高其成型質(zhì)量及精度；本發(fā)明首次將液壓裝置應(yīng)用于復(fù)合材料零件的脫模過程，利用其傳遞動(dòng)力大，易于傳遞及配置等特點(diǎn)，以液體作為工作介質(zhì)，將液體的壓力轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而獲得需要的直線物理伸縮過程，并通過此過程實(shí)現(xiàn)成型工裝與液壓裝置的連接以及成型芯模的脫除過程，不僅避免了傳統(tǒng)脫模方式對(duì)于復(fù)合材料T形長(zhǎng)桁的損傷問題，而且簡(jiǎn)化了脫模人員的工作量，提升了脫模效率。
【IPC分類】B29C70/54, B29C70/78
【公開號(hào)】CN105058820
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510584151
【發(fā)明人】王乾, 賈彩霞, 蒲永偉, 鞠長(zhǎng)濱
【申請(qǐng)人】沈陽(yáng)飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年9月15日