飞机复合材料成型模模面分段加工方法技术

本发明专利技术提供了一种飞机复合材料成型模模面分段加工方法，将复合材料成型模复杂模面按最小实体原则分段，并设置加强筋及基准，采用板料分片数控加工上下模面，最后按基准组合焊接。主要工艺参数：分段选用板料厚度50～240mm，工艺筋厚10～20mm；筋底R大于R8；数控加工分段模面与支座焊接面，采用30刀终加工跨步0.7；焊接坡口按GB985-88，Y型坡口，坡角40～60度；P＝1.0～2.0mm；B＝1.5mm。本发明专利技术的核心是将复合材料型模复杂模面按最小实体原则分段，采用板料分片数控加工上下模面并留好基准，最后按基准组合焊接。该技术的采用，解决了复合材料成型模复杂模面不易成型，焊后气密不好问题。

【技术实现步骤摘要】
飞机复合材料成型模模面分段加工方法
本专利技术涉及一种飞机复合材料成型模模面分段加工方法，属于成型模模面加工方法

技术介绍
现有的复合材料成型模具模面制造方法有以下几种：1、平铺式焊接制造工艺；对一些平缓模面，可以用钢板直接焊接。焊接时配以压力，一点点与型架焊接。型架在焊接时要固定在平台上，防止焊接时应力变形。此工艺方法使用范围受限，对于复杂曲面无效。2、滚压式成型焊接对于单曲面模面，可采用滚压成型，逐渐附型后焊接。此方法对于双曲面模面无效。3、模具成型(冷热)工艺单独制造成型模具，采用冷成型(薄板)或热成型(厚板、复杂曲面)压制模面。此方法模面气密性最好，适用于复杂型面模面，但成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术存在的问题，即复合材料成型模复杂模面不易成型，焊后气密不好，或者模面气密性好，适用于复杂型面模面，但成本高的问题。进而提供一种飞机复合材料成型模模面分段加工方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种飞机复合材料成型模模面分段加工方法，步骤如下：一、模面分段工艺设计A、分块原则a、依据最小实体原则将复杂模面分段；目标：材料利用率最大，加工量最小；分段选用板料厚度50～240mm；b、焊接方案，所选的面使分界面少，焊道短；B、基准及加强立筋设计加强立筋：厚10～20mm，底R大于R0.8mm；基准：加工基准——用于上下面翻转加工找正用；组焊基准——各模面组焊时相互间确定位置的基准；C、焊接坡口设计焊接坡口按GB985-88Y型坡口，坡角40～60度；P＝1.0～2.0mm；B＝1.5mm；对于变化大处曲面，沿型做出接近此标准坡口形式，单面焊接即可；二、数控加工数控加工时要反复翻面加工，随时在自由状态下测量加工变形量；变形量超过0.5mm，就要翻面加工；翻面时，基准要统一；底面立筋在组焊前去除，正面立筋在与底座焊接后去除；与底座焊接面终加工时的工艺参数：刀具，即直径30mm的刀具；0.7跨步，即相邻两次走刀的距离，单位为mm；三、焊接方法各分段模面数控加工后，按支座特征点或预设基准组合；先将模面与支座点焊，检查型面余量均匀后，用CO2堆焊模面间Y型坡口底部；上部用普通电焊焊接即可；四、加工、焊接中变形预防措施1)数控加工模面时，在自由状态下测量加工变形量，只要变形量超过0.5mm，就要翻面加工，每去除30mm量，就翻转一次；2)对于大型复杂曲面模块，在粗加工后进行去应力退火；3)焊接时，支座要固定压紧，焊后冷却后还要去应力退火。本专利技术的技术效果是：工艺技术成熟，按此工艺生产出的复合材料成型模壁厚均匀、气密性好、成本低。与国内同行业比较，此工艺技术处于领先水平，尤其对复杂双曲面模面效果显著。该技术核心是将复合材料型模复杂模面按最小实体原则分段，采用板料分片数控加工上下模面并留好基准，最后按基准组合焊接。该技术的采用，解决了复合材料成型模复杂模面不易成型，焊后气密不好问题。附图说明图1是本专利技术分段加工方法的示意图；图2是加强立筋、加工基准和组焊基准的示意图。具体实施方式本具体实施方式提供了一种飞机复合材料成型模模面分段加工方法，步骤如下：1、模面分段工艺设计A分块原则a依据最小实体原则将复杂模面分段；目标：材料利用率最大，加工量最小；分段选用板料厚度50～240mm；b最优焊接方案，所选的面尽量使分界面少，焊道尽量短；B基准及加强筋设计加强立筋：厚10～20mm，合理分布，主要防止变形，底R以R8以上为益，便于加工；基准：加工基准—用于上下面翻转加工找正用。不能影响焊接。优先选择在加强筋上。组焊基准—各模面组焊时相互间确定位置的基准。一般以接合面为优先选择(如图2所示)。C焊接坡口设计焊接坡口按GB985-88Y型坡口，坡角40～60度；P＝1.0～2.0mm；B＝1.5mm。对于变化大处曲面，尽量沿型做出接近此标准坡口形式。此类型坡口，焊接气密性好，单面焊接即可。2、数控加工数控加工时要反复翻面加工，随时在自由状态下测量加工变形量。只要变形量超过0.5，就要翻面加工。翻面时，基准要统一。底面立筋在组焊前去除，正面立筋在与底座焊接后去除。与底座焊接面终加工时的工艺参数：30刀具，0.7跨步(经过理论计算，波峰波谷差0.3以内，可以满足模面要求)。3、焊接方法各分段模面数控加工后，按支座特征点或预设基准组合。先将模面与支座点焊，检查型面余量均匀后，用CO2堆焊模面间Y型坡口底部。上部用普通电焊焊接即可。4、加工、焊接中变形预防措施1)、数控加工模面时，在自由状态下测量加工变形量。只要变形量超过0.5，就要翻面加工。一般每去除30mm左右量，就需翻转一次，反复加工，防止加工变形；2)、对于大型复杂曲面模块，还要在粗加工后(留7mm量，立筋没有去除前)，进行去应力退火；3)、焊接时，支座要固定压紧，焊后冷却后还要去应力退火。所述分段选用板料较佳的厚度为50～70mm。所述分段选用板料较佳的厚度为100～150mm。所述分段选用板料较佳的厚度为200～240mm。所述加强立筋较佳的厚度为15mm。所述焊接坡口的较佳坡角为50度。上述实施例的方法，对于复杂曲面(双曲率，曲率大)。可将模面按最小实体原则分为几块。分块原则是结合面好，使用板材最经济。板材通过数控加工获得模面。此方法适用于复杂曲面模面制造，模面质量最高，焊后气密性较好，后期气密试验成本低。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飞机复合材料成型模模面分段加工方法，其特征在于，一、模面分段工艺设计A、分块原则a、依据最小实体原则将复杂模面分段；目标：材料利用率最大，加工量最小；分段选用板料厚度50～240mm；b、焊接方案，所选的面使分界面少，焊道短；B、基准及加强筋设计加强立筋：厚10～20mm，底R大于R8；基准：加工基准——用于上下面翻转加工找正用；组焊基准——各模面组焊时相互间确定位置的基准；C、焊接坡口设计焊接坡口按GB985‑88Y型坡口，坡角40～60度；P＝1.0～2.0mm；B＝1.5mm；对于变化大处曲面，沿型做出接近此标准坡口形式，单面焊接即可；二、数控加工数控加工时要反复翻面加工，随时在自由状态下测量加工变形量；变形量超过0.5，就要翻面加工；翻面时，基准要统一；底面立筋在组焊前去除，正面立筋在与底座焊接后去除；与底座焊接面终加工时的工艺参数：30刀具，0.7跨步；三、焊接方法各分段模面数控加工后，按支座特征点或预设基准组合；先将模面与支座点焊，检查型面余量均匀后，用CO2堆焊模面间Y型坡口底部；上部用普通电焊焊接即可；四、加工、焊接中变形预防措施1)数控加工模面时，在自由状态下测量加工变形量，只要变形量超过0.5，就要翻面加工，每去除30mm量，就翻转一次；2)对于大型复杂曲面模块，在粗加工后进行去应力退火；3)焊接时，支座要固定压紧，焊后冷却后还要去应力退火。...

【技术特征摘要】
1.一种飞机复合材料成型模模面分段加工方法，其特征在于，一、模面分段工艺设计A、分块原则a、依据最小实体原则将复杂模面分段；目标：材料利用率最大，加工量最小；分段选用板料厚度50～240mm；b、焊接方案，所选的面使分界面少，焊道短；B、基准及加强立筋设计加强立筋：厚10～20mm，底R大于R0.8mm；基准：加工基准——用于上下面翻转加工找正用；组焊基准——各模面组焊时相互间确定位置的基准；C、焊接坡口设计焊接坡口按GB985-88Y型坡口，坡角40～60度；P＝1.0～2.0mm；B＝1.5mm；对于变化大处曲面，沿型做出接近此标准坡口形式，单面焊接即可；二、数控加工数控加工时要反复翻面加工，随时在自由状态下测量加工变形量；变形量超过0.5mm，就要翻面加工；翻面时，基准要统一；底面立筋在组焊前去除，正面立筋在与底座焊接后去除；与底座焊接面终加工时的工艺参数：刀具，即直径30mm的刀具；0.7跨步，即相邻两次走刀的距离，单位为mm；三、焊接方法各分段模面数控加工后，按支座特征点或预设基准组合；先...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘楠，
申请(专利权)人：刘楠，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23