具有补偿表面的滑片制造技术

一种具有补偿表面的滑片。本文提出了一种方法和设备。该方法通过在经设计以形成不同于设计形状的经修改外模线的滑片的补偿表面上铺放复合材料来局部补偿复合蒙皮中与固化相关的变形，其中，所述滑片被保持抵靠铺放工具的成形表面，其中，所述成形表面被设计为形成所述设计形状的外模线。

Slider with Compensation Surface

A slider with a compensating surface. This paper presents a method and equipment. The method partially compensates the curing-related deformation of the composite skin by placing composite materials on the compensating surface of the slider designed to form a modified die line different from the design shape, where the slider is maintained against the forming surface of the laying tool, in which the forming surface is designed to form the die line of the design shape.

【技术实现步骤摘要】
具有补偿表面的滑片
本公开大体涉及复合材料制造，并且更具体地涉及复合蒙皮的制造。更具体地，本公开涉及具有补偿表面的滑片，该补偿表面被构造为提供用于复合蒙皮的修改的模具表面。
技术介绍
复合材料为通过组合两个或多个功能组分而形成的坚韧、轻质材料。例如，复合材料可以包括结合在聚合物树脂基质中的增强纤维。纤维可以为单向的或者可以采取机织布或织物的形式。纤维和树脂被排列并固化以形成复合材料。由于纤维在复合材料中的受控方向，所以复合材料为各向异性的。各向异性材料的物理特性在不同取向中具有不同的值。为了构建大型复合结构，复合蒙皮首先被铺放、固化和冷却，并然后被固定到支撑结构。复合蒙皮为一片复合材料，并且可以制造成具有任何所需的形状，包括复杂的曲率。当复合蒙皮从固化温度冷却时，复合蒙皮可能会改变几何形状或“变形”。复合蒙皮的变形是由于复合材料的各向异性性质所导致的相对于复合蒙皮的三个主轴线或取向的不同热膨胀系数而产生。复合蒙皮的变形也是由于在固化期间化学变化导致的固化收缩而引起。固化后复合蒙皮的变形往往发生在不止一个取向上。在复合蒙皮与支撑结构连结时，紧固件将力施加到复合蒙皮。由紧固件施加的力可以试图补偿在固化之后发生的复合蒙皮中的任何变形。复合蒙皮的限制或支撑结构的限制中的至少一者设定由每个紧固件施加的力的最大可允许量。在通过每个紧固件至多施加最大可允许量的力从而将复合蒙皮连结到支撑结构之后，在复合蒙皮与支撑结构之间保留多个间隙。垫片被定位在复合蒙皮和支撑结构之间在多个间隙内。垫片的制造和定位增加了制造时间和成本。因此，希望有一种考虑至少一些上面论述的问题以及其他可能的问题的方法和设备。
技术实现思路
本公开的例示性实施例提供了一种系统。该系统包括铺放工具和滑片。铺放工具具有被设计为用于形成复合材料的外模线的成形表面。该滑片具有补偿表面和互补表面，该补偿表面被构造为提供复合材料的经修改外模线，并且该互补表面被构造为搁置在成形表面上。由于滑片的厚度差，补偿表面与成形表面是有不同之处的。补偿表面与互补表面相反。本公开的另一例示性实施例提供了一种方法。形成具有互补表面的复合板。互补表面与铺放工具的成形表面互补。成形表面被构造为形成复合材料的外模线。在复合板中形成厚度差以形成与互补表面相反的滑片的补偿表面。补偿表面被构造为提供复合蒙皮的经修改外模线。由于滑片的厚度差，补偿表面与成形表面是有不同之处的。本公开的另一例示性实施例提供了一种方法。在复合蒙皮中的固化的相关的变形通过在被设计用于形成不同于设计形状的经修改外模线的滑片的补偿表面上铺放复合材料而得到局部补偿，其中，所述滑片保持抵靠在铺放工具的成形表面上，其中，所述成形表面被设计为形成设计形状的外模线。特征和功能可以在本公开的各种实施例中独立地实现，或者可以在其他实施例中组合，其中，可以参考以下描述和附图来看到进一步的细节。附图说明在所附权利要求中阐述了被认为是例示性示例的特性的新颖特征。然而，当结合附图阅读时，通过参考本公开的例示性示例的以下详细描述，将最好地理解例示性示例以及优选的使用模式、其进一步的目的和特征，其中：图1为可以实现例示性实施例的飞机的图示；图2为根据例示性实施例的制造环境的框图的图示；图3为根据例示性实施例的滑片和铺放工具的分解图的图示；图4为根据例示性实施例的固定到铺放工具的滑片的透视图的图示；图5为根据例示性实施例的固定到铺放工具的滑片上的复合材料的透视图的图示；图6为根据例示性实施例的固定到铺放工具的滑片的横截面视图的图示；图7为根据例示性实施例的滑片的等距视图的图示；图8为根据例示性实施例的固定到铺放工具的滑片上的复合蒙皮的横截面视图的图示；图9为根据例示性实施例的装配工具上的未经补偿复合结构的横截面视图的图示；图10为根据例示性实施例的装配工具上的未经补偿复合结构的横截面视图的图示；图11为根据例示性实施例的装配工具上的复合结构的横截面视图的图示；图12为根据例示性实施例的用于形成滑片的方法的流程图的图示；图13为根据例示性实施例的用于形成复合蒙皮的方法的流程图的图示；图14为根据例示性实施例的框图形式的飞机制造和使用方法的图示；以及图15为可以实现例示性实施例的框图形式的飞机的图示。具体实施方式例示性实施例认识并考虑到一个或多个不同的考量。例如，例示性实施例认识并考虑到复合机翼蒙皮在从铺放工具移除时在多个方向上变形或翘曲。例示性示例认识并考虑到复合机翼蒙皮的变形引起偏离所需几何形状的扭曲。例示性示例认识并考虑到，在一些特定的常规飞机机翼蒙皮中，翼展方向上的变形高达20英寸。例示性示例认识并考虑到翼展方向沿着机翼从翼尖到翼根延伸。例示性示例认识并考虑到，在一些特定的常规飞机机翼蒙皮中，弦向方向上的变形高达4英寸。例示性示例认识并考虑到弦向方向垂直于翼展方向。例示性示例认识并考虑到，在装配间隙检查和配合期间，在每个剪切带使用一个紧固件的情况下，用于飞机机翼组件的每个紧固件的常规最大允许上拉载荷(MAPL)在每个紧固件50到200lbs的范围内。例示性示例认识并考虑到，每个紧固件的常规最大允许上拉载荷(MAPL)根据局部蒙皮规格而变化。例示性示例认识并考虑到，在一些常规飞机机翼中，在机翼装配过程期间数千个垫片会被定位。例示性示例认识并考虑到，数千个垫片位于复合蒙皮壁板与翼盒的翼梁和加强筋之间。例示性示例认识并考虑到，在机翼装配过程期间测量、加工和安装数千个垫片可能是不合需要地昂贵的。例示性示例认识并考虑到，在一些特定的常规飞机机翼中，存在可以在夹紧状态下进行补偿的变形。例示性示例认识并考虑到，当将复合蒙皮定位在装配工具上时，重力独自占复合蒙皮的大多数变形。例示性示例认识到并考虑到在加强筋紧固件处施加的重力和可接受的力可以补偿许多存在的翘曲/变形。例示性示例认识并考虑到复合蒙皮和支撑结构之间存在残留的小间隙，其将使用不合需要的大的力来闭合。例示性示例认识并考虑到那些不合需要的大的力是不被允许的。例示性示例认识并考虑到复合蒙皮将在许多位置被上拉成所需形状。例示性示例认识并考虑到存在最大可允许的力不会消除所述间隙的一些位置。例示性示例认识并考虑到，在一些复合机翼中，紧靠前和后翼梁定位的第一个和最后一个剪切带具有沿着前缘和后缘延伸的间隙。例示性示例认识并考虑到沿着前缘和后缘的间隙可能仅仅为一英寸的一小部分。例示性示例认识并考虑到沿着前缘和后缘延伸的间隙可以大于位于复合机翼蒙皮中其他位置的间隙。例示性示例认识并考虑到沿着前缘和后缘延伸的间隙可以高达0.15英寸。例示性示例认识并考虑到前缘或后缘沿着机翼可高达50至80英尺。例示性示例认识并考虑到，具有间隙的前缘和后缘中的每者可以具有到机翼中心的高达12英寸的长度。例示性示例认识并考虑到，在其制造期间，机翼蒙皮铺放工具会产生大量的流程时间和成本。例示性示例认识到并考虑到由于开发周期长的原因，机翼蒙皮铺放工具在飞机设计的早期就已经被制造出来了。例示性示例认识并考虑到，在机翼蒙皮叠层工具的设计和制造已经开始之后，偶尔会对飞机进行设计变更。例示性示例认识到并考虑到飞机的设计变更使得会需要改变机翼蒙皮铺放工具的成形表面。例示性示例认识并考虑到，传统上，改变机翼蒙皮铺放工具的成形表面需要制造新的机翼蒙皮铺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，包括：具有经设计以形成用于复合材料的外模线的成形表面的铺放工具；以及滑片，所述滑片具有被构造为提供用于所述复合材料的经修改外模线的补偿表面和被构造为搁置在所述成形表面上的互补表面，其中，所述补偿表面由于所述滑片的厚度差而不同于所述成形表面，并且其中，所述补偿表面与所述互补表面相反。

【技术特征摘要】
2017.07.28 US 15/662,9691.一种系统，包括：具有经设计以形成用于复合材料的外模线的成形表面的铺放工具；以及滑片，所述滑片具有被构造为提供用于所述复合材料的经修改外模线的补偿表面和被构造为搁置在所述成形表面上的互补表面，其中，所述补偿表面由于所述滑片的厚度差而不同于所述成形表面，并且其中，所述补偿表面与所述互补表面相反。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述补偿表面被构造为提供对支撑结构和未经补偿复合蒙皮之间的多个间隙的补偿，其中，所述未经补偿复合蒙皮包括铺放在所述成形表面上且被固化的复合材料。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述补偿表面包括被构造为提供所述补偿的所述厚度差。4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述厚度差包括具有在0.050英寸至0.150英寸的范围内的高度的峰和谷。5.根据权利要求3或4所述的系统，其中，所述厚度差存在于所述补偿表面的第一部分和第二部分中，并且其中，所述第一部分和所述第二部分被所述补偿表面的第三部分分开，其中，所述第三部分具有均匀厚度。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述第三部分与所述铺放工具的所述成形表面的相应部分相同，并且其中，所述第一部分和所述第二部分不同于所述铺放工具的所述成形表面的对应部分。7.根据权利要求2或3所述的系统，其中，所述补偿表面被构造为减少提供对所述支撑结构与所述未经补偿复合蒙皮之间的所述多个间隙进行补偿的垫片的量。...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·U·基什毛尔顿，K·M·纳尔逊，G·A·巴特勒，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US