复合材料三角填充区双圆弧结构的制造方法技术

本发明专利技术属于复合材料结构成型工艺技术领域，涉及一种复合材料三角填充区双圆弧结构的制造方法。本发明专利技术的工装，他是由左支撑滚盘，右支撑滚盘，滚子，摇臂，支架组成。左支撑滚盘、右支撑滚盘和滚子围成工装型腔与双圆弧三角区填充结构的横截面精确一致；滚子上安装有摇臂；左支撑滚盘、右支撑滚盘、滚子通过各自的轴线简支固定在支架上，各轴可以自由转动；左支撑滚盘，右支撑滚盘的外环面是弧面，其弧线的弧度与三角区双圆弧的弧线弧度相同。本发明专利技术提供的工装和成型工艺方法，实现了复合材料结构三角区填充结构的精确制造。大大提高了复合材料加筋结构的成型质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于复合材料结构成型工艺技术，涉及一种。
技术介绍
复合材料机翼壁板，复合材料机身壁板等飞机复合材料结构，往往都设计成加筋结构的形式。这些加筋结构在筋条与蒙皮的连接处，存在一个三角区。三角区的形状，这里定义为:有一个圆弧的三角区定义为单圆弧三角区；有两个圆弧的三角区定义为双圆弧三角区。本专利只研究双圆弧三角区结构形式。通常的复合材料壁板制造成型过程中，三角填充区是这样制造的:采用零度纤维，根据三角区面积的大小，计算填充需要零度纤维的数量，将零度纤维搓捻成圆柱状，直接填充至三角区。封装成型，制造出复合材料加筋壁板结构。这样成型的复合材料壁板结构，通常在三角区会存在各种各样的缺陷，例如，在三角区纤维屈曲缺陷、三角区富脂缺陷、三角区分层缺陷、三角区填充区偏移等。有试验统计表明，复合材料缺陷60%?70%发生在三角区。而且用这种方法制造的复合材料，三角区的成型质量难以控制，受人为因素的影响严重，如，零度纤维捻子条搓的松紧、圆柱度的大小，圆柱直线度的大小，不符合制造结构的一致性原则。复合材料机翼壁板，复合材料机身壁板是飞机结构中的大型重要结构，三角区制造缺陷的存在可能直接导致产品无法交付；微小的尚未检测出的三角区制造缺陷使飞机存在一定的安全隐患。因此改变传统的复合材料三角区结构的制造方法，采用三角区精确的制造技术是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是为提高带三角区复合材料的成型质量，提出一种，来精确制造复合材料三角填充区双圆弧结构。本专利技术的技术解决方案是:(I)成型工装的制备成型工装包括左支撑滚盘，右支撑滚盘，滚子，摇臂，支架，左支撑滚盘与右支撑滚盘的外环面为弧面，左支撑滚盘，右支撑滚盘，滚子的轴线在一个平面上，采用左支撑滚盘，右支撑滚盘，滚子的轴线形成一个平面，用这个平面剖切支撑滚盘，形成圆弧段，用这个平面剖切右支撑滚盘，形成圆弧段，用这个平面剖切滚子形成母线段，由两个圆弧段及母线段围成的型腔与三角填充区双圆弧结构的横截面相同；支撑滚盘的轴线与支撑滚盘的轴线垂直，滚子置于左支撑滚盘与右支撑滚盘的正上方，滚子轴端安装有摇臂；左支撑滚盘、右支撑滚盘、滚子通过各自的轴线通过轴承固定在支架上，各轴自由转动；(2)成型三角填充区双圆弧结构根据三角区面积的大小，计算填充但圆弧三角区需要零度纤维的数量，将零度纤维搓捻成圆柱状，手持零度纤维捻子条，置于由两个圆弧段及母线段围成的型腔中，手动缓慢转动滚子上的摇臂，得到复合材料三角填充区双圆弧结构。滚子轴的两端各安装一个摇臂。本专利技术具有的优点和有益的效果，本专利技术采用两个滚盘加一个滚子的结构，共同作用于零度纤维捻子条上，并使滚盘的弧线与三角填充区双圆弧相同，使三角填充区双圆弧结构充分地填充在三角区内，提出一种，即，提出一种复合材料双圆弧三角区填充结构成型工装，将零度纤维捻子条通过工装挤压成精确的三角区结构形状，填充进入筋条与蒙皮连接的三角区，封装成型，制造出高质量的复合材料加筋壁板结构。本专利技术提供的工装和成型工艺方法，成型的复合材料结构双圆弧三角填充区主要缺陷，例如，在三角区纤维屈曲缺陷、三角区富脂缺陷、三角区分层缺陷、三角区填充区偏移等，大大减少。而且，采用本方法，大大减少了零度纤维捻子条成型的人为影响。本方法大大提高了产品的成型质量，提高了复合材料产品的成品率，为复合材料机翼壁板，复合材料机身壁板等飞机复合材料结构精确制造提供了有力的保障。【附图说明】图1为本专利技术的工装结构示意图。图2是本专利技术工装剖面结构示意图。下面结合附图对本专利技术作详细说明:该种用于复合材料双圆弧三角区填充结构制造的工装，他是由左支撑滚盘1，右支撑滚盘2，滚子3，摇臂4，支架5组成。左支撑滚盘1、右支撑滚盘2和滚子3围成工装型腔与双圆弧三角区填充结构的横截面精确一致；滚子3上安装有摇臂4 ;左支撑滚盘1、右支撑滚盘2、滚子3通过各自的轴线简支固定在支架5上，各轴可以自由转动；左支撑滚盘1、右支撑滚盘2的外表面是凸型的，其弧线是三角区双圆弧的弧线。采用这种成型工装，制造复合材料双圆弧三角区填充结构的过程是这样的:采用零度纤维，根据三角区面积的大小，计算填充需要零度纤维的数量；将零度纤维搓捻成圆柱状；手持零度纤维捻子条，置于本工装的型腔中，手动缓慢转动滚子3上的摇臂4。在零度纤维捻子条表面与滚子3表面摩擦力的拉动作用下，在工装型腔的挤压作用下，就形成了精确的复合材料双圆弧三角区填充结构。操作时，第一步、首先根据三角区面积的大小，计算填充但圆弧三角区需要零度纤维的数量。零度纤维可以从单向带中直接提取。选定后的零度纤维的横截面面积与欲成型复合材料结构三角区界面面积一致。第二步、将零度纤维搓捻成圆柱状。捻子条的形状近似成圆柱状就可以了，捻子条不要搓捻得太紧。第三步、手持零度纤维捻子条，置于本工装的型腔中，手动缓慢转动滚子(3)上的摇臂(4)。由于捻子条截面形状与工装型腔形状不一致，开始时需要用一定的力量，将捻子条压入工装型腔中。转动滚子(3)上的摇臂(4)的速度保持在30-50mm/min。【主权项】1.一种，其特征是， (1)成型工装的制备 成型工装包括左支撑滚盘(I)，右支撑滚盘(2)，滚子(3)，摇臂(4)，支架(5)，左支撑滚盘(I)与右支撑滚盘(2)的外环面为弧面，左支撑滚盘(I)，右支撑滚盘(2)，滚子(3)的轴线在一个平面上，采用左支撑滚盘(I)，右支撑滚盘(2)，滚子(3)的轴线形成一个平面，用这个平面剖切支撑滚盘(I)，形成圆弧段(7)，用这个平面剖切右支撑滚盘(2)，形成圆弧段(8)，用这个平面剖切滚子(3)形成母线段(9)，由两个圆弧段(7和8)及母线段(9)围成的型腔与三角填充区双圆弧结构的横截面相同；支撑滚盘(I)的轴线与支撑滚盘(2)的轴线垂直，滚子(3)置于左支撑滚盘(I)与右支撑滚盘(2)的正上方，滚子(3)轴端安装有摇臂(4);左支撑滚盘(I)、右支撑滚盘(2)、滚子(3)通过各自的轴线通过轴承固定在支架(5)上，各轴自由转动； (2)成型三角填充区双圆弧结构 根据三角区面积的大小，计算填充但圆弧三角区需要零度纤维的数量，将零度纤维搓捻成圆柱状，手持零度纤维捻子条，置于由两个圆弧段(7和8)及母线段(9)围成的型腔中，手动缓慢转动滚子(3)上的摇臂(4)，得到复合材料三角填充区双圆弧结构。2.一种，其特征是，滚子(3)轴的两端各安装一个摇臂(4)。【专利摘要】本专利技术属于复合材料结构成型工艺
，涉及一种。本专利技术的工装，他是由左支撑滚盘，右支撑滚盘，滚子，摇臂，支架组成。左支撑滚盘、右支撑滚盘和滚子围成工装型腔与双圆弧三角区填充结构的横截面精确一致；滚子上安装有摇臂；左支撑滚盘、右支撑滚盘、滚子通过各自的轴线简支固定在支架上，各轴可以自由转动；左支撑滚盘，右支撑滚盘的外环面是弧面，其弧线的弧度与三角区双圆弧的弧线弧度相同。本专利技术提供的工装和成型工艺方法，实现了复合材料结构三角区填充结构的精确制造。大大提高了复合材料加筋结构的成型质量。【IPC分类】B29C70/54, B29C70/34【公开号】CN105082561【申请号】CN201510599737【专利技术人】石庆华, 石林 【申请人】中航复合材料有限责任公司【公开日】2015年11月本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合材料三角填充区双圆弧结构的制造方法，其特征是，(1)成型工装的制备成型工装包括左支撑滚盘(1)，右支撑滚盘(2)，滚子(3)，摇臂(4)，支架(5)，左支撑滚盘(1)与右支撑滚盘(2)的外环面为弧面，左支撑滚盘(1)，右支撑滚盘(2)，滚子(3)的轴线在一个平面上，采用左支撑滚盘(1)，右支撑滚盘(2)，滚子(3)的轴线形成一个平面，用这个平面剖切支撑滚盘(1)，形成圆弧段(7)，用这个平面剖切右支撑滚盘(2)，形成圆弧段(8)，用这个平面剖切滚子(3)形成母线段(9)，由两个圆弧段(7和8)及母线段(9)围成的型腔与三角填充区双圆弧结构的横截面相同；支撑滚盘(1)的轴线与支撑滚盘(2)的轴线垂直，滚子(3)置于左支撑滚盘(1)与右支撑滚盘(2)的正上方，滚子(3)轴端安装有摇臂(4)；左支撑滚盘(1)、右支撑滚盘(2)、滚子(3)通过各自的轴线通过轴承固定在支架(5)上，各轴自由转动；(2)成型三角填充区双圆弧结构根据三角区面积的大小，计算填充但圆弧三角区需要零度纤维的数量，将零度纤维搓捻成圆柱状，手持零度纤维捻子条，置于由两个圆弧段(7和8)及母线段(9)围成的型腔中，手动缓慢转动滚子(3)上的摇臂(4)，得到复合材料三角填充区双圆弧结构。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：石庆华，石林，
申请(专利权)人：中航复合材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11