用于形成复合部件的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种使用成形装置从预成形件(200)形成具有弯曲主体和整体凸缘的复合部件的方法，成形装置包括：工具(102)，工具(102)包括弯曲主体部分(104)和成形组件(105)，弯曲主体部分(104)具有铺叠表面(110)，成形组件(105)包括多个成形元件(106)以及多个填充元件(107)，每个成形元件(106)具有铺叠表面(120)和初级凸缘成形表面(122)，每个填充元件(107)具有次级凸缘成形表面(156)。方法包括：在成形组件(105)的铺叠构造中，在工具(102)的弯曲主体部分104和成形元件(106)的铺叠表面(110，120)上提供预成形件(200)；将成形元件(106)从铺叠构造径向向外移动到相应的成形位置，使得成形元件(106)在周向上彼此间隔开以在成形元件(106)之间形成间隙；将填充元件(107)径向向外移动到成形元件(106)之间的周向间隙中的相应的成形位置，使得在成形组件(105)的成形构造中，初级和次级凸缘成形表面(122，126)形成基本上连续的凸缘成形表面。成形组件(105)从铺叠构造到成形构造的移动导致预成形件(200)的一区域在连续的凸缘成形表面和一反作用成形表面之间变形以形成部件的整体凸缘。

Methods and devices used to form composite components

The invention discloses a forming device from a preform (200) method of forming composite parts with curved body and integral flange of the forming device comprises a tool (102), tools (102) includes a curved body part (104) and (105), bending forming component (104) is the main part of folding surface (110), forming assembly (105) includes a plurality of forming elements (106) and a plurality of filler elements (107), each forming element (106) has laid surface (120) and primary flange forming surface (122), each filling element (107) forming surface has a secondary flange (156). The method includes: forming component (105) of the folding structure, the tool (102) the main part of the 104 bending and forming element (106) of the folding surface (110120) provided on the preform (200); the forming element (106) from the folding structure moved radially outward to the corresponding position of forming that makes the forming element (106) in the circumferential direction are separated from each other in the forming element (106) is formed between the gap filling element; (107) to move radially outward to the forming element (106) between the circumferential gap in the corresponding position in the forming, forming component (105) forming structure, the primary and secondary flange forming surface (122126) formed basically continuous flange forming surface. The forming component (105) moves from the stacking structure to the forming structure, which results in the deformation of one area of the preform (200) on the continuous flange forming surface and a reactive forming surface to form the whole flange of the component.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于形成复合部件的方法和装置
本专利技术涉及用于形成复合部件特别是具有径向凸缘的复合部件的方法和装置。
技术介绍
复合材料越来越多地用于需要材料性质的特定组合的部件。特别地，由于其高刚度和低重量，复合材料诸如碳纤维增强聚合物(CFRP,CarbonFibreReinforcedPolymer)通常用于航空航天以及其它工业的部件。通常希望制造具有凸缘例如用于燃气轮机的壳体上的环形凸缘的部件，或者机翼的翼梁的侧面。当这些部件由复合材料制成时，凸缘的成形会带来工程问题。例如，可能难以在凸缘模具上铺叠复合材料，特别是在模具的主要部分和凸缘之间的可能难以进入的弯曲区域中。GB2486231公开了一种制造具有整体凸缘的复合部件的已知方法，其公开了一种用于复合预成形件的模具，该模具具有第一部分和可移动的第二部分，该可移动的第二部分包括多个周向间隔开的可移动扇区。在模具上铺叠多层单向复合胶带之后，将模具和预成形件在高压釜中加热，并且可移动的第二部分被致动以使预成形件的一部分变形以形成凸缘。然而，GB2486231的周向间隔的扇区提供不连续的表面以形成径向凸缘，其可能导致凸缘的质量差。因此，期望提供一种用于制造复合部件的改进工具。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供一种使用成形装置从预成形件形成具有弯曲主体和整体凸缘的复合部件的方法，所述成形装置包括：工具，所述工具包括弯曲主体部分和成形组件，所述弯曲主体部分具有铺叠表面，所述成形组件包括多个成形元件以及多个填充元件，每个成形元件具有铺叠表面和初级凸缘成形表面，每个填充元件具有次级凸缘成形表面；所述方法包括：在所述成形组件的铺叠构造中，在所述工具的所述弯曲主体部分和所述成形元件的铺叠表面上提供预成形件；将所述成形元件从所述铺叠构造径向向外移动到相应的成形位置，使得所述成形元件在周向上彼此间隔开以在所述成形元件之间形成间隙；将所述填充元件径向向外移动到所述成形元件之间的周向间隙中的相应的成形位置，使得在成形组件的成形构造中，所述初级凸缘成形表面和所述次级凸缘成形表面形成基本上连续的凸缘成形表面；其中所述成形组件从所述铺叠构造到所述成形构造的移动导致所述预成形件的一区域在所述连续的凸缘成形表面和一反作用成形表面之间变形以形成所述部件的所述整体凸缘。在铺叠表面上提供预成形件可以包括在所述弯曲主体部分的铺叠表面上提供对应于所述复合部件的所述弯曲主体的所述预成形件的主体区域；以及在所述成形元件的铺叠表面上提供所述预成形件的凸缘区域。所述成形组件从所述铺叠构造到所述成形构造的移动可能使至少所述预成形件的凸缘区域在所述连续的凸缘成形表面和所述反作用成形表面之间变形，以形成所述部件的所述整体凸缘。所述整体凸缘可以是一整体弯曲凸缘。在所述填充元件到达它们相应的成形位置之前，所述成形元件可到达它们相应的成形位置。所述方法还包括提供处于所述铺叠构造的所述工具，使得所述弯曲主体部分和所述成形元件的铺叠表面基本上是连续的。所述方法还包括在所述铺叠构造中将所述预成形件铺叠在所述工具上。所述方法还包括提供反作用支撑件，并且所述反作用支撑件可限定反作用成形表面。在将所述预成形件铺叠在所述工具上之后，以及在所述成形元件和所述填充元件从所述铺叠构造移动到所述成形构造之前，所述反作用支撑件可以定位成与所述凸缘成形表面相对。所述成形元件和填充元件可以同时移动。可替代地，所述成形元件和填充元件可以顺序移动。所述方法还包括在将所述成形元件和所述填充元件从所述铺叠构造移动到所述成形构造之前加热所述工具。所述工具可以在所述预成形件铺叠在所述工具上之后被加热。另外或可替代地，所述工具可以在所述预成形件铺叠在所述工具上之前和/或期间被加热。所述工具可以通过连接到所述工具的加热元件来加热。根据本专利技术的第二方面，提供一种根据本专利技术的第一方面所述的形成环形或半环形部件的方法。根据本专利技术的第三方面，提供一种根据本专利技术的第一或第二方面所述的形成用于燃气涡轮发动机的壳体的方法。在根据本专利技术的第一、第二或第三方面所述的方法中，所述工具或成形装置可根据本专利技术的第四或第五方面所述。根据本专利技术的第四方面，提供一种用于从预成形件形成具有弯曲主体和整体凸缘的复合部件的工具，所述工具包括：弯曲主体部分，所述弯曲主体部分具有铺叠表面；成形组件，所述成形组件包括铺叠构造和成形构造，所述成形组件包括：多个成形元件，每个成形元件具有铺叠表面和初级凸缘成形表面，所述成形元件从所述铺叠构造径向向外可移动到所述成形构造，其中所述成形元件彼此沿周向间隔开；多个填充元件，每个填充元件具有次级凸缘成形表面，所述填充元件被布置成在所述成形构造中移动到所述成形元件之间的周向间隙中，以形成基本上连续的凸缘成形表面；并且其中在使用中，在所述铺叠构造中，预成形件设置在所述弯曲主体部分和所述成形元件的铺叠表面上，并且其中到所述成形构造的移动使得所述预成形件在所述连续的凸缘成形表面以及反作用成形表面之间变形以形成整体凸缘。在所述铺叠构造中，所述成形元件的铺叠表面可以彼此基本上连续并且与所述主体部分的铺叠表面连续。所述工具的所述主体部分可以用于接收对应于所述复合部件的所述弯曲主体的一预成形件的一第一区域。所述成形组件可以与所述弯曲主体部分相邻。每个成形元件的铺叠表面可以是所述成形元件的径向外部表面，并且每个成形元件的所述初级凸缘成形表面可以从相应的铺叠表面径向向内延伸。每个填充元件可以具有径向外部填充表面，在成形构造中，所述径向外部填充表面被布置成延伸到在所述成形元件的径向外部铺叠表面之间形成的间隙中，以形成基本上连续的外部成形表面。当所述成形组件处于所述铺叠构造时，所述填充元件可以径向地隐藏在所述成形元件内。在所述铺叠构造中，所述弯曲主体部分的铺叠表面可以基本上与所述成形元件的铺叠表面连续。在所述铺叠构造中，所述弯曲主体部分的铺叠表面可以与所述成形元件的铺叠表面径向间隔开。所述初级凸缘成形表面和所述次级凸缘成形表面可以至少部分地径向延伸。所述初级凸缘成形表面和所述次级凸缘成形表面可以基本上径向延伸(即基本上垂直于所述工具的轴线)。所述成形元件和所述填充元件可以交替地布置。所述成形元件和所述填充元件围绕所述工具的轴线可以交替地布置。所述工具可以还包括驱动装置，所述驱动装置用于将所述成形组件从所述铺叠构造移动到所述成形构造。所述驱动装置可以包括多个驱动单元，并且每个驱动单元可以被布置成移动至少一个成形元件。每个驱动单元可以被构造为将所述或每个相应的成形元件和相邻的填充元件从对应于所述铺叠构造的相应的缩回位置移动到对应于所述成形构造的相应的延伸位置。每个驱动单元可以被构造成使得在所述成形元件到达其相应的成形位置之后，相应的填充元件到达其相应的成形位置。在每个驱动单元和相应的成形元件之间可以设置有空动连接(lost-motionconnection)。所述空动连接可以包括使所述成形元件偏离所述驱动单元的弹性装置。每个驱动单元可以包括引导块，相应的成形元件可以通过导杆或导轨被引导以相对于引导块移动，并且所述弹性装置可以包括在所述引导块和所述成形件之间作用的弹簧。所述引导块可以固定地安装到所述填充元件，使得所述填充元件不能相对于引导块移动。所述工具可以用于形成环形或半环形部件。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用成形装置从预成形件形成具有弯曲主体和整体凸缘的复合部件的方法，所述成形装置包括：工具，所述工具包括弯曲主体部分和成形组件，所述弯曲主体部分具有铺叠表面，所述成形组件包括多个成形元件以及多个填充元件，每个成形元件具有铺叠表面和初级凸缘成形表面，每个填充元件具有次级凸缘成形表面；所述方法包括：在所述成形组件的铺叠构造中，在所述工具的所述弯曲主体部分和所述成形元件的铺叠表面上提供预成形件；将所述成形元件从所述铺叠构造径向向外移动到相应的成形位置，使得所述成形元件在周向上彼此间隔开以在所述成形元件之间形成间隙；将所述填充元件径向向外移动到所述成形元件之间的周向间隙中的相应的成形位置，使得在成形组件的成形构造中，所述初级凸缘成形表面和所述次级凸缘成形表面形成基本上连续的凸缘成形表面；其中所述成形组件从所述铺叠构造到所述成形构造的移动导致所述预成形件的一区域在所述连续的凸缘成形表面和一反作用成形表面之间变形以形成所述部件的所述整体凸缘。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.30 GB 1507412.31.一种使用成形装置从预成形件形成具有弯曲主体和整体凸缘的复合部件的方法，所述成形装置包括：工具，所述工具包括弯曲主体部分和成形组件，所述弯曲主体部分具有铺叠表面，所述成形组件包括多个成形元件以及多个填充元件，每个成形元件具有铺叠表面和初级凸缘成形表面，每个填充元件具有次级凸缘成形表面；所述方法包括：在所述成形组件的铺叠构造中，在所述工具的所述弯曲主体部分和所述成形元件的铺叠表面上提供预成形件；将所述成形元件从所述铺叠构造径向向外移动到相应的成形位置，使得所述成形元件在周向上彼此间隔开以在所述成形元件之间形成间隙；将所述填充元件径向向外移动到所述成形元件之间的周向间隙中的相应的成形位置，使得在成形组件的成形构造中，所述初级凸缘成形表面和所述次级凸缘成形表面形成基本上连续的凸缘成形表面；其中所述成形组件从所述铺叠构造到所述成形构造的移动导致所述预成形件的一区域在所述连续的凸缘成形表面和一反作用成形表面之间变形以形成所述部件的所述整体凸缘。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述填充元件到达相应的成形位置之前，所述成形元件到达相应的成形位置。3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括提供处于所述铺叠构造的所述工具，使得所述弯曲主体部分和所述成形元件的铺叠表面基本上是连续的。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括在所述铺叠构造中将所述预成形件铺叠在所述工具上。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括提供反作用支撑件，并且其中所述反作用支撑件限定反作用成形表面。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述成形元件和填充元件同时移动。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括在将所述成形元件和所述填充元件从所述铺叠构造移动到所述成形构造之前加热所述工具。8.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述预成形件铺叠在所述工具上之后，所述工具被加热。9.根据前述权利要求中任一项所述的形成环形或半环形部件的方法。10.根据前述权利要求中任一项所述的形成用于燃气涡轮发动机的壳体的方法。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述工具或成形装置根据权利要求12-20中任一项所述。12.一种用于从预成形件形成具有弯曲主体和整体凸缘的复合部件的工具，所述工具包括：弯曲主体部分，所述弯曲主体部分具有铺叠表面；以及成形组件，所述成形组件包括铺叠...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳森·保罗·莫勒姆，加里·威尔斯，乔凡尼·安东尼奥·马伦戈，特伦斯·马克·巴顿·史密斯，
申请(专利权)人：复合材料技术和应用有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB