“C”形橡胶芯模成型方法、用于“工”形构件的成型方法和用于“工”形构件的成型装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种“C”形橡胶芯模的成型方法，包括如下步骤：把第一层“C”形未硫化橡胶铺设在橡胶芯模成型模具的凹部内并与所述凹部紧密贴合，采用真空袋把所述“C”形未硫化橡胶压实；在所述第一层“C”形未硫化橡胶上，铺设芯模夹层，采用真空袋把所述芯模夹层11压实到所述“C”未硫化橡胶内；把由上一步骤得到的铺设有芯模夹层的“C”未硫化橡胶作为整体进行封装，进罐固化，脱模后形成“C”形橡胶芯模。本发明专利技术的目的在于优化复合材料“工”形类构件成型技术，提供一种可靠的芯模替代传统金属芯模以及橡胶软模，解决成型过程中压力传递一致性问题，提高复合材料制件内部质量。

\C\ shaped rubber core mold forming method, method for forming work type component and forming device for working type component

The invention provides a method of forming a \C\ shaped rubber mold, which comprises the following steps: the first layer of \C\ shaped unvulcanized rubber laying concave part of the rubber core mould of the inner and the recess is tightly attached to the vacuum bag with \C\ shaped unvulcanized rubber compaction in the first layer; \C\ shaped unvulcanized rubber, laying core sandwich, using a vacuum bag to the core sandwich 11 compaction to the \C\ of unvulcanized rubber; the obtained from the previous step is paved with a core sandwich \C\ unvulcanized rubber as a whole package, can cure, after stripping the formation of \C\ shaped rubber core mould. The aim of the invention is to optimize composite H-shaped component molding technology, provide a reliable core mode instead of the traditional metal mould and rubber mould, solve the consistency problem of pressure molding process, improve the internal quality of composite parts.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及“C”形橡胶芯模成型方法、用于“工”形构件的成型方法、用于“工”形构件的成型装置。
技术介绍
复合材料具有比强度和比模量高，性能可设计和易于整体成形等许多优异特性，将其用于飞机结构上，可显著降低飞机结构的重量，改善飞机气动弹性特性，提高飞机性能。而复合材料“工”型类构件因其结构效率较高，广泛应用于飞机结构，如翼面结构蒙皮加筋壁板上的筋条以及前、后梁。复合材料“工”型类构件由上、下缘条及两个背靠背的“C”形层压板构成，“C”形层压板与上、下缘条之间的三角形空腔区填充预成型捻子条。复合材料“工”形类构件的成型技术中，构件的成型主要依靠上、下缘条工装及芯模工装对复合材料坯料施压，使之固化成型。一般有金属硬模及橡胶软模两种工艺方法，主要区别在于左右两侧芯模材质。硬模工艺的芯模为模具钢，软模工艺的芯模为夹心橡胶。两种工艺方法的区别如下：金属芯模工艺中，金属芯模整体机加成型，固化过程中，芯模可以对“工”形件上缘条形成支撑，保证制件高度的一致性。但金属芯模在制造时有一定的误差，模具组合后，左、右两侧芯模之间的间隙在构件整个长度方向上无法保证均匀一致。因此在加压固化过程中，构件在长度方向上可能由于间隙不一致导致压力传递不一致，难以满足工艺规范及适航要求。制件局部易出现质量缺陷，尤其是圆角区域，如厚度超差、分层、孔隙率超差等，导致制件报废。此外，芯模经多次进罐，重复使用后，易产生热变形，冷却后无法完全消除，变形累积后将引起更严重的压力传递问题。橡胶软模工艺中，橡胶芯模一般采用两层橡胶之间固化多层碳纤维或者玻璃纤维预浸料，形成“三明治”夹心结构。夹心橡胶芯模具有一定刚度与弹性的特点，制件在热压罐加压过程中，真空袋将压力传递到橡胶芯模，橡胶芯模再将压力均匀传递到制件表面上，使制件固化成型，保证制件内部质量。但由于夹心橡胶芯模的夹心层刚度大，在圆角区无法保证完全贴合，易在圆角区产生分层，架桥等问题。此外，夹心橡胶芯模在模具组合或固化过程中无法对“工”形件上缘条形成有效支撑，固化后的制件高度无法保证均匀一致。综上所述，虽然橡胶软模工艺可以替代金属硬模工艺，解决压力传递不均匀的问题，保证制件内部质量，但是在圆角区仍存在压力传递问题，并会带来制件高度不一致问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种“C”形橡胶芯模的成型方法，包括如下步骤：步骤S1，把第一层“C”形未硫化橡胶铺设在橡胶芯模成型模具的凹部内并与所述凹部紧密贴合，采用真空袋把所述“C”形未硫化橡胶压实；步骤S2，在所述第一层“C”形未硫化橡胶上，铺设芯模夹层，采用真空袋把所述芯模夹层11压实到所述“C”未硫化橡胶内；步骤S4，把由上一步骤得到的铺设有芯模夹层的“C”未硫化橡胶作为整体进行封装，进罐固化，脱模后形成“C”形橡胶芯模。上述技术方案中，对于步骤S1中的压实操作，有利于得到外表面非常平整的第一层“C”形未硫化橡胶，为步骤S2的有效进行做好准备。对于步骤S2中的压实操作，能够准确地把芯模夹层压入到第一层“C”形未硫化橡胶内，防止发生压实过程的偏离或者不平整等缺陷。实验表明，对于每个步骤中都分别采用真空袋压实操作，最后得到的“C”形橡胶芯模的平整度、耐用性和力传递性都比只在最后一个步骤中采用真空袋压实操作有明显改进。较优选地，在步骤S1中，采用真空袋压实20-30分钟；和/或在步骤S2中，采用真空袋压实20-30分钟。较优选地，在步骤S2和步骤S4之间，还包括步骤S3：步骤S3，在由前一步骤得到的铺设有芯模夹层的所述“C”未硫化橡胶的外表面上，再铺设第二层“C”形未硫化橡胶，采用真空袋把所述第二层“C”形未硫化橡胶压实。此处优选的步骤S3，是紧接着步骤S2进行的，因为步骤S2中已采用了真空袋把芯模夹层压入到第一层“C”形未硫化橡胶中，并且获得了很好平整度的外表面，此时，再铺设第二层“C”形未硫化橡胶就非常有效，能够形成平面与平面之间的压实关系，使得第一层“C”形未硫化橡胶、芯模夹层、第二层“C”形未硫化橡胶很好地平整融为一体。实验进一步表明，对于每个步骤中都分别采用真空袋压实操作，最后得到的“C”形橡胶芯模的平整度、耐用性和力传递性都比只在最后一个步骤中采用真空袋压实操作有明显改进。较优选地，在步骤S3中，采用真空袋压实20-30分钟。较优选地，在步骤S2中，所述芯模夹层分为不连续的三段，分别铺设在“C”形的上边、竖边和下边的平直部分上。更优选地，铺设在“C”形的上边、竖边、下边中的不连续的三段芯模夹层的长度为上边、竖边、下边各自的平直部分的长度。较优选地，在步骤S2中，所述芯模夹层的材料包括：碳纤维预浸料、铝板或钢板。与此同时，本专利技术还提供了一种采用如前任一所述的“C”形橡胶芯模的成型方法获得的“C”形橡胶芯模。同时，本专利技术还提供一种用于“工”形构件的成型方法，包括如下步骤：步骤T1，采用如前任一所述的“C”形橡胶芯模的成型方法，制得反“C”形橡胶芯模和“C”形橡胶芯模；步骤T2，准备好预成型的“工”形构件；步骤T3，所述反“C”形橡胶芯模抵住“工”形构件的左内凹侧，所述“C”形橡胶芯模抵住“工”形构件的右内凹侧，上盖板抵住“工”形构件的上侧，底板模具抵住“工”形构件的下侧；步骤T4，对步骤T3中的“工”形构件的未被抵住部分填充边缘挡条，在上盖板、反“C”形橡胶芯模、底板模具、“C”形橡胶芯模、边缘挡条的外部，采用真空袋进行封装，并进行固化成型，脱模后得到“工”形复合材料。较优选地，在步骤T2，准备好预成型的“工”形构件的过程为：把上缘条铺层、下缘条铺层、左侧腹板铺层、右侧腹板铺层与上捻子条、下捻子条结合，压实预成型为“工”形构件。较优选地，在步骤T3中，把所述反“C”形橡胶芯模或所述“C”形橡胶芯模与底板模具相互固定，从而实现横向固定；上盖板与底板模具由侧边支柱连接，从而实现竖直方向固定；上盖板为加筋板，从而实现长度方向上固定。与此同时，本专利技术还提供一种采用如前任一所述的用于“工”形构件的成型方法获得的“工”形复合材料。同时，本专利技术还提供一种用于“工”形构件的成型装置，包括：上盖板，所述上盖板为加筋板，用于实现长度方向上固定；底板模具，其与所述上盖板之间设置有侧边支柱连接，用于实现竖直方向固定；反“C”形橡胶芯模和所述“C”形橡胶芯模，两者之一与所述底板模具相互固定，用于实现横向固定。较优选地，在底板模具上安装有定位结构，固定位反“C”形橡胶芯模的长度方向的两端或“C”形橡胶芯模的长度方向的两端，使被固定住的所述反“C”形橡胶芯模或所述“C”形橡胶芯模与所述底板模具相互固定，用于实现横向固定。本专利技术的目的在于优化复合材料“工”形类构件成型技术，提供一种可靠的芯模替代传统金属芯模以及橡胶软模，解决成型过程中压力传递一致性问题，提高复合材料制件内部质量；提供一种加筋上盖板及侧边支撑模具，保证“工”形类构件成型后高度均匀一致。提供一种工装定位方式和装置，提高“工”形类构件的腹板轴线精度。附图说明图1A是本专利技术中的橡胶芯模成型模具的示意图。图1B是本专利技术中铺设第一层“C”形未硫化橡胶并压实的示意图。图1C是本专利技术中铺设芯模夹层的示意图。图1D是本专利技术中压实芯模夹层的示意图。图1E是本专利技术中铺设第二层“C”形未硫化橡胶并压实的示意图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种“C”形橡胶芯模的成型方法，包括如下步骤：步骤S1，把第一层“C”形未硫化橡胶(101)铺设在橡胶芯模成型模具(12)的凹部(121)内并与所述凹部(121)紧密贴合，采用真空袋(4)把所述“C”形未硫化橡胶(101)压实；步骤S2，在所述第一层“C”形未硫化橡胶上，铺设芯模夹层(11)，采用真空袋(4)把所述芯模夹层(11)压实到所述“C”形未硫化橡胶(101)内；步骤S4，把由上一步骤得到的铺设有芯模夹层的“C”形未硫化橡胶作为整体进行封装，进罐固化，脱模后形成“C”形橡胶芯模。

【技术特征摘要】
1.一种“C”形橡胶芯模的成型方法，包括如下步骤：步骤S1，把第一层“C”形未硫化橡胶(101)铺设在橡胶芯模成型模具(12)的凹部(121)内并与所述凹部(121)紧密贴合，采用真空袋(4)把所述“C”形未硫化橡胶(101)压实；步骤S2，在所述第一层“C”形未硫化橡胶上，铺设芯模夹层(11)，采用真空袋(4)把所述芯模夹层(11)压实到所述“C”形未硫化橡胶(101)内；步骤S4，把由上一步骤得到的铺设有芯模夹层的“C”形未硫化橡胶作为整体进行封装，进罐固化，脱模后形成“C”形橡胶芯模。2.如权利要求1所述的“C”形橡胶芯模的成型方法，其特征在于，在步骤S1中，采用真空袋压实20-30分钟；和/或在步骤S2中，采用真空袋压实20-30分钟。3.如权利要求1所述的“C”形橡胶芯模的成型方法，其特征在于，在步骤S2和步骤S4之间，还包括步骤S3：步骤S3，在由前一步骤得到的铺设有芯模夹层的所述“C”形未硫化橡胶的外表面上，再铺设第二层“C”形未硫化橡胶(102)，采用真空袋(4)把所述第二层“C”形未硫化橡胶(102)压实。4.如权利要求1所述的“C”形橡胶芯模的成型方法，其特征在于，在步骤S3中，采用真空袋压实20-30分钟。5.如权利要求1-4中任一所述的“C”形橡胶芯模的成型方法，其特征在于，在步骤S2中，所述芯模夹层(11)分为不连续的三段，分别铺设在“C”形的上边、竖边和下边的平直部分上。6.如权利要求5所述的“C”形橡胶芯模的成型方法，其特征在于，铺设在“C”形的上边、竖边、下边中的不连续的三段芯模夹层(11)的长度为上边、竖边、下边各自的平直部分的长度。7.如权利要求6所述的“C”形橡胶芯模的成型方法，其特征在于，在步骤S2中，所述芯模夹层(11)的材料包括：碳纤维预浸料、铝板或钢板。8.一种采用如权利要求1-7中任一所述的“C”形橡胶芯模的成型方法获得的“C”形橡胶芯模。9.一种用于“工”形构件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兴宇，张伟，张弛，宋扬，
申请(专利权)人：中国商用飞机有限责任公司，中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院，
类型：发明
国别省市：上海;31