卫星用复杂碳纤维加强筋整体成型模具设计方法及模具技术

本发明专利技术提供了一种卫星用复杂碳纤维加强筋整体成型模具设计方法，包括如下步骤：外侧筋格限位步，采用外侧刚性围条限位形成外围筋格；中心筋格定位步骤，将刚性芯模设置在每个宫格筋内，从而进行定位和限位；软模设置步骤，在筋格中设置膨胀软模，以保证每根加强筋的左右两侧中，一侧为刚性模具，另一侧为膨胀软模；其中，所述宫格筋内是指加强筋中封闭部分合围形成的宫格区域内部；所述刚性模具包括外侧刚性围条和刚性芯模。

Design method and mould for integral forming of complex carbon fiber stiffener for satellite

【技术实现步骤摘要】
卫星用复杂碳纤维加强筋整体成型模具设计方法及模具
本专利技术涉及大尺寸卫星天线
，具体地，涉及一种卫星用复杂碳纤维加强筋整体成型模具设计方法及模具，尤其涉及一种卫星用复杂碳纤维九宫加强筋整体成型模具设计方法及模具。
技术介绍
卫星用部分天线类结构件由于使用波段要求，导致天线构件尺寸大，为保证天线构件有足够的刚度和较高精度要求，需要增加大尺寸的加强筋提高整体的刚度，同时在减重压力下，大部分加强筋选用强度高、刚度大、密度低的碳纤维构件。目前，小尺寸加强筋的碳纤维结构件采用的是内外钢模模压成型，如专利文献CN2904327Y公开的加装加强筋结构的整体抛物面型卫星天线，包括多根加强筋3的一端与天线托盘2、抛物面1紧密连接在一起，加强筋3的其余部分与抛物面1紧密连接在一起，加强筋3以天线托盘2为中心，成放射线状分布在抛物面1上。但对大尺寸复杂加强筋，钢模间四个方向限位多，合模困难，难于实现整体成型。采用分段成型需要增加链接螺钉和链接件，降低了加强筋整体刚度、增加了消极重量，无法满足使用要求。因此寻求一种整体成型用的九宫筋模具设计方法极具迫切性。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种卫星用复杂碳纤维加强筋整体成型模具设计方法及模具。根据本专利技术提供的一种卫星用复杂碳纤维加强筋整体成型模具设计方法，包括如下步骤：外侧筋格限位步骤：采用外侧刚性围条限位形成外围筋格；中心筋格定位步骤：将刚性芯模设置在每个宫格筋内，从而进行定位和限位；软模设置步骤：在筋格中设置膨胀软模，以保证每根加强筋的左右两侧中，一侧为刚性模具，另一侧为膨胀软模；其中，所述宫格筋内是指加强筋中封闭部分合围形成的宫格区域内部；所述刚性模具包括外侧刚性围条和刚性芯模。优选地，所述刚性模具包括钢制模具；所述加强筋包括碳纤维加强筋。优选地，所述膨胀软模的厚度范围为15mm-20mm。优选地，所述卫星用复杂碳纤维加强筋整体成型模具设计方法的步骤中，软模设置步骤完成后，再进行其他步骤。优选地，所述膨胀软模为板带结构，所述板带结构是指膨胀软模的宽度与加强筋高度一致，膨胀软模的长度范围为1000mm-2000mm。优选地，所述加强筋为九宫格式加强筋；所述整体成型模具在对应于九宫格式加强筋R角处设置有设定结构的R角膨胀软模；所述R角膨胀软模的外形尺寸对应于九宫格式加强筋R角结构。优选地，所述R角膨胀软模采用另外设计的模具浇注形成。根据本专利技术提供的一种卫星用复杂碳纤维加强筋整体成型模具，利用上述的卫星用复杂碳纤维加强筋整体成型模具设计方法制得，包括底模、刚性模具、板带膨胀软模以及R角膨胀软模；所述刚性模具、板带膨胀软模以及R角膨胀软模均设置在底模上；所述刚性模具包括外侧刚性围条和刚性芯模；所述刚性芯模包括中心刚性芯模和外围刚性芯模。优选地，所述加强筋为九宫格式加强筋，将该九宫格式加强筋的封闭九宫格参考其俯视图，按照从左至右、从上至下的顺序依次记为第一格体、第二格体…第九格体；则第五格体中设置有1个所述中心刚性芯模；第二格体、第六格体、第八格体这三者各自设置有1个外围刚性芯模；第一格体、第三格体、第七格体、第八格体这四者各自中心对称地设置有2个外围刚性芯模；第四格体中设置有3个外围刚性芯模。优选地，设置在第二格体、第八格体中的外围刚性芯模为矩形芯模；设置在第五格体中的中心刚性芯模为矩形芯模；各自中心对称地设置在第一格体、第三格体、第七格体、第八格体这四者中的2个外围刚性芯模均为三角形芯模；设置在第四格体中的3个外围刚性芯模包括1个梯形芯模和2个矩形芯模。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、大尺寸九宫筋制造可行性提高采用该种模具设计方法，可实现烘箱或热压罐直接升温固化，不需使用压机固化，对大吨位设备的依赖性降低，特别是对大尺寸，2m～3或5m等更大尺寸加强筋结构，具备的成型的可行性。2、可实现复杂九宫筋的整体成型采用该种设计方法，针对复杂九宫筋、或更大尺寸筋，可采用相同设计思路，使各条筋的碳纤维带或碳纤维布铺覆结束后，整体高温固化，一次成型整个背筋零件，减少了各筋之间的连接环节，降低连接重量，对重量要求苛刻的产品有重要参考价值。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术提供的卫星用复杂碳纤维加强筋整体成型模具设计方法及模具优选例的俯视结构示意图。图2为为本专利技术提供的卫星用复杂碳纤维加强筋整体成型模具设计方法及模具优选例的立体结构示意图。图中示出：底模1、中心钢模(中心刚性芯模)2、其余钢芯模(外围刚性芯模)3-18、一圈侧围条(外侧刚性围条)19-30、膨胀软模(包括板带膨胀软模以及R角膨胀软模)31-61。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。根据本专利技术提供的一种卫星用复杂碳纤维加强筋整体成型模具设计方法，包括如下步骤：外侧筋格限位步骤：采用外侧刚性围条限位形成外围筋格；中心筋格定位步骤：将刚性芯模设置在每个宫格筋内，从而进行定位和限位；软模设置步骤：在筋格中设置膨胀软模，以保证每根加强筋的左右两侧中，一侧为刚性模具，另一侧为膨胀软模；其中，所述宫格筋内是指加强筋中封闭部分合围形成的宫格区域内部；所述刚性模具包括外侧刚性围条和刚性芯模。所述刚性模具包括钢制模具；所述加强筋包括碳纤维加强筋。所述膨胀软模的厚度范围为15mm-20mm。所述卫星用复杂碳纤维加强筋整体成型模具设计方法的步骤中，软模设置步骤完成后，再进行其他步骤。所述膨胀软模为板带结构，所述板带结构是指膨胀软模的宽度与加强筋高度一致，膨胀软模的长度范围为1000mm-2000mm。所述加强筋为九宫格式加强筋；所述整体成型模具在对应于九宫格式加强筋R角处设置有设定结构的R角膨胀软模；所述R角膨胀软模的外形尺寸对应于九宫格式加强筋R角结构。所述R角膨胀软模采用另外设计的模具浇注形成。根据本专利技术提供的一种卫星用复杂碳纤维加强筋整体成型模具，利用上述的卫星用复杂碳纤维加强筋整体成型模具设计方法制得，包括底模、刚性模具、板带膨胀软模以及R角膨胀软模；所述刚性模具、板带膨胀软模以及R角膨胀软模均设置在底模上；所述刚性模具包括外侧刚性围条和刚性芯模；所述刚性芯模包括中心刚性芯模和外围刚性芯模。所述加强筋为九宫格式加强筋，将该九宫格式加强筋的封闭九宫格参考其俯视图，按照从左至右、从上至下的顺序依次记为第一格体、第二格体…第九格体；则第五格体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卫星用复杂碳纤维加强筋整体成型模具设计方法，其特征在于，包括如下步骤：/n外侧筋格限位步骤：采用外侧刚性围条限位形成外围筋格；/n中心筋格定位步骤：将刚性芯模设置在每个宫格筋内，从而进行定位和限位；/n软模设置步骤：在筋格中设置膨胀软模，以保证每根加强筋的左右两侧中，一侧为刚性模具，另一侧为膨胀软模；/n其中，所述宫格筋内是指加强筋中封闭部分合围形成的宫格区域内部；所述刚性模具包括外侧刚性围条和刚性芯模。/n

【技术特征摘要】
1.一种卫星用复杂碳纤维加强筋整体成型模具设计方法，其特征在于，包括如下步骤：
外侧筋格限位步骤：采用外侧刚性围条限位形成外围筋格；
中心筋格定位步骤：将刚性芯模设置在每个宫格筋内，从而进行定位和限位；
软模设置步骤：在筋格中设置膨胀软模，以保证每根加强筋的左右两侧中，一侧为刚性模具，另一侧为膨胀软模；
其中，所述宫格筋内是指加强筋中封闭部分合围形成的宫格区域内部；所述刚性模具包括外侧刚性围条和刚性芯模。


2.根据权利要求1所述的卫星用复杂碳纤维加强筋整体成型模具设计方法，其特征在于，所述刚性模具包括钢制模具；所述加强筋包括碳纤维加强筋。


3.根据权利要求1所述的卫星用复杂碳纤维加强筋整体成型模具设计方法，其特征在于，所述膨胀软模的厚度范围为15mm-20mm。


4.根据权利要求1所述的卫星用复杂碳纤维加强筋整体成型模具设计方法，其特征在于，所述卫星用复杂碳纤维加强筋整体成型模具设计方法的步骤中，软模设置步骤完成后，再进行其他步骤。


5.根据权利要求1所述的卫星用复杂碳纤维加强筋整体成型模具设计方法，其特征在于，所述膨胀软模为板带结构，所述板带结构是指膨胀软模的宽度与加强筋高度一致，膨胀软模的长度范围为1000mm-2000mm。


6.根据权利要求1所述的卫星用复杂碳纤维加强筋整体成型模具设计方法，其特征在于，所述加强筋为九宫格式加强筋；所述整体成型模具在对应于九宫格式加强筋R角处设置有设定结构的R角膨胀软模；所述R角膨胀...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文平，施静，董斌，史文锋，梁燕民，潘韵，吴鑫锐，韩雯婷，翟东坤，孙翀梁，
申请(专利权)人：上海复合材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31