一种复合材料格栅夹层法兰成型模具及成型方法技术

本发明专利技术公开了一种复合材料格栅夹层法兰成型模具及成型方法，属于法兰制造领域，能够实现复合材料格栅夹层法兰的缠绕成型，提高了复合材料格栅夹层法兰构件制造效率、降低了人工成本。本发明专利技术包括：转轴、硅橡胶块、塑料泡沫块和压板。转轴位于模具的轴线上，硅橡胶块和塑料泡沫位于转轴上下表面，压板位于硅橡胶块和塑料泡沫块外围。法兰成型过程中首先通过转轴缠绕成型结构的内蒙皮；而后使用硅橡胶块缠绕成型格栅夹层；最后移除硅橡胶块，使用塑料泡沫块缠绕成型外蒙皮；在内外蒙皮和格栅夹层成型过程中，法兰端头也同时成型，结构缠绕成型后，使用压板将构件四周压实，待结构固化成型后，拆除压板。

A Forming Die and Method for Composite Grid Sandwich Flange

The invention discloses a forming die and a forming method for composite grille sandwich flange, belonging to the field of flange manufacturing, which can realize winding forming of composite grille sandwich flange, improve the manufacturing efficiency of composite grille sandwich flange components and reduce the labor cost. The invention comprises a rotating shaft, a silicon rubber block, a plastic foam block and a pressure plate. The rotating shaft is positioned on the axis of the die, and the silicon rubber block and the plastic foam are positioned on the upper and lower surfaces of the rotating shaft, and the pressing plate is positioned on the periphery of the silicon rubber block and the plastic foam block. In the flange forming process, the Inner Mongolia skin is formed by winding the forming structure through the rotating shaft first; then the silicon rubber block is used to form the grille interlayer; the silicon rubber block is finally removed, and the outer skin is wound by plastic foam blocks; the flange ends are formed at the same time during the forming process of the inner and outer skins and grille interlayers; after the structure is wound, the press plates are used to compactthe components around, and the structure is solidified. After forming, remove the pressure plate.

【技术实现步骤摘要】
一种复合材料格栅夹层法兰成型模具及成型方法
本专利技术属于法兰制造领域，尤其涉及一种复合材料格栅夹层法兰成型模具及成型方法。
技术介绍
树脂基复合材料格栅结构为轻质网格结构，因具有高比强度和高比刚度的力学特性，在航空航天领域具有广泛应用前景。法兰作为轴与轴之间相互连接的零件，通常为柱状，包括法兰连接端面（法兰盘）和过渡段。为了提高法兰结构的承载效率，可将法兰过渡段设计成格栅夹层结构。复合材料格栅夹层柱状法兰可采用缠绕工艺制造，生产效率较高。而对于过渡段为平板结构的非柱状法兰，其制造工艺则鲜有文献研究。可借鉴复合材料平板结构的制造工艺，采用手工铺层工艺制造该类法兰结构，但人工成本较高、制造效率较低。
技术实现思路
本专利技术提供了一种复合材料格栅夹层法兰成型模具及成型方法，能够实现复合材料格栅夹层法兰的缠绕成型，缠绕成型后，通过沿构件对称面切开，获得两块对称法兰结构，提高了复合材料格栅夹层法兰构件制造效率、降低了人工成本。为实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案：一种复合材料格栅夹层法兰成型模具，包括：转轴、硅橡胶块、塑料泡沫块和压板；所述转轴位于模具的轴线上，所述硅橡胶块和塑料泡沫分别位于转轴上下表面，所述压板位于所述硅橡胶块和塑料泡沫块外围。以上所述结构中，所述转轴为变截面结构，转轴两端为圆柱轴，作为缠绕设备的夹持端，中间为矩形截面轴，为纤维缠绕区域，矩形截面轴两侧中间位置有矩形沟槽；所述硅橡胶块的形状与格栅夹层中格栅所围区域尺寸一致，厚度等于格栅高度；所述塑料泡沫块厚度等于格栅的高度，塑料泡沫块的形状与格栅围成的凹槽形状一致，移除硅橡胶块后，塑料泡沫块填充于格栅围成的凹槽内；所述压板由两块平板和两块折边板组成，平板两侧开有长圆孔，与平板开孔位置对应的折边板的折边上开有圆孔，通过螺栓和螺母可将两个平板和两块折边板固定，形成矩形方框。通过调节螺栓在平板长圆孔的位置，改变两块折边板的间距。通过在平板与折边板间增加或减少垫片，调整平板间距。通过以上压板位置的调整，可调节压板对缠绕构件的压紧程度。一种复合材料格栅夹层法兰成型方法，包括：首先通过转轴缠绕成型结构的内蒙皮；然后在转轴上下表面粘贴硅橡胶块，以橡胶块间间隙为缠绕路径，缠绕成型格栅夹层；移除硅橡胶块，使用塑料泡沫块填充格栅形成的凹槽，以塑料泡沫块和格栅为缠绕支撑面，缠绕成型外蒙皮；最后采用压板将构件四周压实，待结构固化成型后，拆除压板，沿模具对称面切开，获得两块对称复合材料格栅夹层法兰。本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种用于复合材料格栅夹层法兰成型的模具，包括转轴、硅橡胶块、塑料泡沫块和压板，平板两侧开有长圆孔，与平板开孔位置对应的折边板的折边上开有圆孔，通过螺栓和螺母可将两个平板和两块折边板固定，通过调节螺栓在平板长圆孔的位置，改变两块折边板的间距，通过在平板与折边板间增加或减少垫片，调整平板间距；通过以上压板位置的调整，可调节压板对缠绕构件的压紧程度。采用本专利技术的模具能够实现复合材料格栅夹层法兰的缠绕成型，缠绕成型后，通过沿构件对称面切开，获得两块对称法兰结构；提高了复合材料格栅夹层法兰构件制造效率，降低了人工成本。附图说明图1为复合材料格栅夹层法兰结构示意图，其中a为完整结构，b为移除内蒙皮结构；图2为复合材料格栅夹层法兰结构成型过程示意图，其中a为粘贴硅橡胶块，b为格栅成型，c为泡沫塑料块填充，d为外蒙皮缠绕成型，e为压板装配，f为压板压实；图中：1为法兰端头，2为法兰内蒙皮，3为法兰外蒙皮，4为格栅，5为转轴，6为硅橡胶块，7为塑料泡沫块，8为压板，9为螺栓，10为螺母，11为垫片。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明：一种复合材料格栅夹层法兰成型模具，包括：转轴、硅橡胶块、塑料泡沫块和压板；转轴位于模具的轴线上，硅橡胶块和塑料泡沫位于转轴上下表面，压板位于硅橡胶块和塑料泡沫块外围。复合材料格栅夹层法兰结构缠绕成型过程中，依次使用成型模具各部分：首先通过转轴缠绕成型结构的内蒙皮；然后在转轴上下表面粘贴硅橡胶块，以橡胶块间间隙为缠绕路径，缠绕成型格栅；移除硅橡胶块，使用塑料泡沫块填充格栅形成的凹槽，以塑料泡沫块和格栅为缠绕支撑面，缠绕成型外蒙皮；最后采用压板将构件四周压实，待结构固化成型后，拆除压板，沿模具对称面切开，获得两块对称复合材料格栅夹层法兰。以上所述结构中，所述转轴为变截面结构，转轴两端为圆柱轴，作为缠绕设备的夹持端。中间为矩形截面轴，为纤维缠绕区域；矩形截面轴两侧中间位置有矩形沟槽，结构成型后，沿该沟槽切割构件，进行脱模；如图2（a）所示，矩形截面轴的截面尺寸宽度与法兰内表面相同，高度等于法兰端头内表面高度的两倍加上矩形沟槽宽度。所述橡胶块的形状与格栅夹层中格栅所围区域尺寸一致，厚度等于格栅高度。在法兰内蒙皮固化后，根据格栅的布置方案，通过粘结剂将橡胶块，固定于内蒙皮表面；硅橡胶块间的间隙形成格栅缠绕路径，如图2（b）所示，纤维沿该路径进行缠绕，形成格栅结构。如图2（c）所示，所述塑料泡沫块的厚度等于格栅的高度，熟料泡沫块的形状与格栅围成的凹槽形状一致，将塑料泡沫块填充于格栅围成的凹槽内，如图2（d）填充好的塑料泡沫和已经固化成型的格栅共同为外蒙皮缠绕提供支撑。如图2（e）所示，压板由两块平板和两块折边板组成，平板两侧开有长圆孔，与平板开孔位置对应的折边板的折边上开有圆孔，通过螺栓和螺母可将两个平板和两块折边板固定，形成矩形方框，通过调节螺栓在平板长圆孔的位置，改变两块折边板的间距，通过在平板与折边板间增加或减少垫片，调整平板间距。通过以上压板位置的调整，可调节压板对缠绕构件的压紧程度。以图1所示的六边形复合材料格栅夹层法兰为目标构件，通过该构件的成型过程说明复合材料格栅夹层法兰成型模具的组成。连续纤维缠绕过程中，沿着转轴缠绕成型内蒙皮，待内蒙皮加热固化后，在内蒙皮上粘贴橡胶块，橡胶块间间隙，为格栅筋条缠绕路径，沿该缠绕路径缠绕成型格栅，待格栅固化后，格栅和内蒙皮构成的方格内填充塑料泡沫，通过筋条和塑料泡沫的支撑，缠绕成型外蒙皮，而后采用压板将构件四周压实，待结构固化成型后，拆除压板，沿模具对称面切开，就可获得两块对称复合材料法兰。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合材料格栅夹层法兰成型模具，其特征在于，包括：转轴、硅橡胶块、塑料泡沫块和压板；所述转轴位于模具的轴线上，所述硅橡胶块和塑料泡沫分别位于转轴上下表面，所述压板位于所述硅橡胶块和塑料泡沫块外围。

【技术特征摘要】
1.一种复合材料格栅夹层法兰成型模具，其特征在于，包括：转轴、硅橡胶块、塑料泡沫块和压板；所述转轴位于模具的轴线上，所述硅橡胶块和塑料泡沫分别位于转轴上下表面，所述压板位于所述硅橡胶块和塑料泡沫块外围。2.根据权利要求1所述的复合材料格栅夹层法兰成型模具，其特征在于，所述转轴为变截面结构，转轴两端为圆柱轴，中间为矩形截面轴。3.根据权利要求2所述的复合材料格栅夹层法兰成型模具，其特征在于，所述矩形截面轴两侧中间位置有矩形沟槽。4.根据权利要求1所述的复合材料格栅夹层法兰成型模具，其特征在于，所述硅橡胶块的形状与格栅夹层中格栅所围区域尺寸一致，厚度等于格栅高度。5.根据权利要求1所述的复合材料格栅夹层法兰成型模具，其特征在于，所述塑料泡沫块厚度等于格栅的高度，所述塑料泡沫块填充于格栅围成的凹槽内。6.根据权利要求1所述的复合材料格栅夹层法兰成型模具，其特征在于，所述压板由...

【专利技术属性】
技术研发人员：范华林，赖长亮，扈杨，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32