使用铰接式芯轴的复合飞机制造工具和方法技术

本文提供用于制造飞机的复合桁条的复合材料加工工具系统和方法。一种复合材料加工工具系统包括铺设工具和铰接式桁条芯轴。铺设工具具有波状表面，该波状表面包括具有不同表面复杂度的多个部分。铰接式桁条芯轴包括两个刚性芯轴元件和缆索。第一刚性芯轴元件限定第一孔、第一桁条表面以及第一底表面。第二刚性芯轴元件邻近第一刚性芯轴元件并且限定第二孔、第二桁条表面以及第二底表面。第一刚性芯轴元件的第一长度与第一刚性芯轴元件处的表面复杂度相配，并且第二刚性芯轴元件的第二长度与第二刚性芯轴元件处的第二表面复杂度相配，使得刚性芯轴元件之间的间隙不超过预定间隙阈值。

Composite aircraft manufacturing tool and method using articulated mandrel

This paper provides a composite machining tool system and method for manufacturing of aircraft composite stringer. A composite machining tool system includes laying tools and articulated beam core shaft. The laying tool has a wavy surface including a plurality of parts having different surface complexity. Articulated beam core shaft includes two rigid mandrel and cable element. The first rigid mandrel element defines a first hole and a first surface and a bottom surface of the first stringer. The first rigid mandrel element second rigid mandrel element adjacent and defines a second hole, second stringer surface and bottom surface second. The degree of match complex surface of the first length and the first rigid mandrel element first rigid mandrel element, and the second surface of the second core components of second rigid shaft length and second axis rigid core components of the complexity of the match, the gap between the rigid mandrel element does not exceed the predetermined threshold gap.

【技术实现步骤摘要】
使用铰接式芯轴的复合飞机制造工具和方法
本专利技术总体上涉及用于制造飞机的复合增强结构的加工工具和方法，更具体地涉及利用具有刚性芯轴元件的铰接式桁条芯轴的飞机机翼加工工具和方法。
技术介绍
飞机的机身、机翼和尾翼通常包括耦合到蒙皮的桁条，蒙皮形成机身、机翼和尾翼的平滑的空气动力外表面。桁条和蒙皮配合以向飞机的这些部分提供抗弯和抗扭刚度。传统上，机身、机翼和尾翼表面以及相关的桁条由金属制成，例如铝，钢或钛。纤维增强复合材料作为金属的替代物广泛用于各种商用和军用飞机产品中，特别是在需要相对低重量和高机械强度的应用中。该材料通常包括以层或片布置的增强纤维的网。这些层包括树脂基质，树脂基质基本上浸润增强纤维并且固化以在树脂和增强纤维之间形成紧密结合。这种复合材料可以通过例如挤制、真空袋装、高压法等各种已知的成形方法形成为结构部件。由于飞机的各个部分的蒙皮和桁条从金属材料改为纤维增强复合材料，而出现了很多问题。在称为预固化(Pre-cure)/共结合(Co-bond)或共结合的当前制造工艺中，通过将在树脂基质中包含增强纤维的各层堆叠在一起来形成纤维增强复合蒙皮。通常，这些层中的一些层相对于彼此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造飞机的复合桁条的复合材料加工工具系统，所述复合材料加工工具系统包括：铺设工具，其包括波状表面，该波状表面包括具有第一表面复杂度的第一部分和具有第二表面复杂度的第二部分；以及铰接式桁条芯轴，所述铰接式桁条芯轴包括：第一刚性芯轴元件，其限定第一孔、与所述复合桁条相符的第一桁条表面以及与所述波状表面的第一部分相对的第一底表面，所述第一刚性芯轴元件具有沿着所述复合桁条的纵向方向的第一长度；第二刚性芯轴元件，其邻近所述第一刚性芯轴元件并且限定第二孔、与所述复合桁条相符的第二桁条表面以及与所述波状表面的第二部分相对的第二底表面，所述第二刚性芯轴元件具有沿着所述纵向方向的第二长度；以及缆索，其延...

【技术特征摘要】
2015.12.14 US 14/967,8021.一种用于制造飞机的复合桁条的复合材料加工工具系统，所述复合材料加工工具系统包括：铺设工具，其包括波状表面，该波状表面包括具有第一表面复杂度的第一部分和具有第二表面复杂度的第二部分；以及铰接式桁条芯轴，所述铰接式桁条芯轴包括：第一刚性芯轴元件，其限定第一孔、与所述复合桁条相符的第一桁条表面以及与所述波状表面的第一部分相对的第一底表面，所述第一刚性芯轴元件具有沿着所述复合桁条的纵向方向的第一长度；第二刚性芯轴元件，其邻近所述第一刚性芯轴元件并且限定第二孔、与所述复合桁条相符的第二桁条表面以及与所述波状表面的第二部分相对的第二底表面，所述第二刚性芯轴元件具有沿着所述纵向方向的第二长度；以及缆索，其延伸穿过所述第一孔和所述第二孔，其中所述第一长度与所述第一表面复杂度相配，并且所述第二长度与所述第二表面复杂度相配，使得所述第一刚性芯轴元件和所述第二刚性芯轴元件之间的间隙不超过预定间隙阈值。2.根据权利要求1所述的复合材料加工工具系统，其中所述第一长度至少部分地由所述第一表面复杂度限定，并且所述第二长度至少部分地由所述第二表面复杂度限定。3.根据权利要求1所述的复合材料加工工具系统，其中所述铰接式桁条芯轴还包括设置在所述第一刚性芯轴元件和所述第二刚性芯轴元件之间的芯轴球，所述芯轴球限定枢转表面，所述第一刚性芯轴元件和所述第二刚性芯轴元件可以在该枢转表面上相对于彼此枢转。4.根据权利要求3所述的复合材料加工工具系统，其中所述第一刚性芯轴元件限定第一腔，所述芯轴球部分地设置在所述第一腔中，所述第二刚性芯轴元件限定第二腔，所述芯轴球部分地设置在所述第二腔中。5.根据权利要求4所述的复合材料加工工具系统，其中所述芯轴球基本上被所述第一刚性芯轴元件和所述第二刚性芯轴元件包围。6.根据权利要求1所述的复合材料加工工具系统，其中所述预定间隙阈值基于影响所述复合桁条中的台阶的复合材料工艺特征。7.根据权利要求6所述的复合材料加工工具系统，其中所述复合材料工艺特征包括树脂性质和高压釜压力中的至少一个。8.根据权利要求1所述的复合材料加工工具系统，其中所述第一刚性芯轴元件的第一横截面周边和所述第二刚性芯轴元件的第二横截面周边基本上相同，并且沿着所述纵向方向基本均匀。9.根据权利要求1所述的复合材料加工工具系统，其中所述第一刚性芯轴元件的第一横截面周边短于所述第二刚性芯轴元件的第二横截面周边，其中所述第一横截面周边和所述第二横截面周边每个都沿着所述纵向方向基本均匀。10.根据权利要求9所述的复合材料加工工具系统，其中所述铰接式桁条芯轴还包括具有第一纵向端部、第二纵向端部和第三横截面周边的第三刚性芯轴元件，所述第三横截面周边与所述第一纵向端部处的所述第一横截面周边基本相同，并且与所述第二纵向端部处的所述第二横截面周边基本相同。11.根据权利要求1所述的复合材料加工工具系统，其中所述第一刚性芯轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·R·格里科，
申请(专利权)人：湾流航空航天公司，
类型：发明
国别省市：美国,US