基于碳陶材料的航空叶片成型工装及工艺制造技术

本发明专利技术提供一种基于碳陶材料的航空叶片成型工装及工艺，解决采用现有成型模具，在成型过程中存在模具定位偏心及成型后气膜槽加工困难的问题。成型工装，包括内模、外模、卡板组件与限位工装；卡板组件用于与内模及外模配合，实现内模及外模定位；限位工装用于在内模使用型面包裹纤维织物的过程中，在纤维织物相应部位加工气膜槽；在加工过程中，利用限位工装精确定位气膜槽间以及气膜槽与纤维织物的相对位置，防止人工测量引起的误差，导致叶片报废；利用卡板组件固定内模与外模的相对位置，防止内模与外模在成型过程中发生相对滑移，导致纤维织物型面(壁厚、曲率)发生变化，影响后期叶片加工的可操作性及叶片性能。

【技术实现步骤摘要】
基于碳陶材料的航空叶片成型工装及工艺
本专利技术涉及一种碳陶材料的航空叶片模具及利用该模具制备叶片结构构件的方法。
技术介绍
叶片是航空发动机的重要组成部分，是航空发动机中承受严苛的工作应力和高温、高压的重要部件，其研制技术和制造水平对发动机性能具有重要影响。SiC/SiC复合材料与C/SiC复合材料是一种新型热结构/功能一体化战略材料，具有低密度、耐高温、高比强、高比模、抗氧化、抗烧蚀，对裂纹不敏感，不发生灾难性损毁等特点，广泛应用于航空、航天、核电、光伏等重点领域。碳陶材料结构件中纤维整体成型且纤维连续性较强，无需在线铆接或加工，可进一步的提高SiC/SiC复合材料以及C/SiC复合材料结构件的性能。碳陶材料结构件一般采用在成型模具上叠层SiC/SiC或C/SiC复合材料纤维织物后通过化学气象浸渗的方法制备，但是现有成型模具采用实心的内、外模整体结构，通过人工控制内、外模相对位置的成型工艺，在成型过程中存在模具定位偏心及成型后气膜槽加工困难的问题，因此无法应用于高精度要求的叶片的成型过程。
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种基于碳陶材料的航空叶片成型工装，包括内模(2)与外模(1)，所述内模(2)包括第一内模(20)和第二内模(21)；所述外模(1)包括第一外模(10)和第二外模(11)；/n其特征在于：/n还包括卡板组件(3)与限位工装(4)；所述卡板组件(3)用于与内模(2)及外模(1)配合，实现内模(2)及外模(1)定位；所述限位工装(4)用于在内模(2)使用型面包裹纤维织物(5)的过程中，在纤维织物(5)相应部位加工气膜槽；/n所述第一内模(20)和第二内模(21)的两端头均设有与卡板组件(3)配合定位的内模定位凸台(22)；/n所述第一外模(10)和第二外模(11)的两端头均设有与卡板组件(3)...

【技术特征摘要】
1.一种基于碳陶材料的航空叶片成型工装，包括内模(2)与外模(1)，所述内模(2)包括第一内模(20)和第二内模(21)；所述外模(1)包括第一外模(10)和第二外模(11)；
其特征在于：
还包括卡板组件(3)与限位工装(4)；所述卡板组件(3)用于与内模(2)及外模(1)配合，实现内模(2)及外模(1)定位；所述限位工装(4)用于在内模(2)使用型面包裹纤维织物(5)的过程中，在纤维织物(5)相应部位加工气膜槽；
所述第一内模(20)和第二内模(21)的两端头均设有与卡板组件(3)配合定位的内模定位凸台(22)；
所述第一外模(10)和第二外模(11)的两端头均设有与卡板组件(3)配合定位的外模定位凸台(12)；
所述卡板组件(3)上开设有与内模定位凸台(22)及外模定位凸台(12)相配合的定位槽或定位孔；内模定位凸台(22)及外模定位凸台(12)与定位槽或定位孔相配合；
所述限位工装(4)包括第一金属贴片(40)和第二金属贴片(41)，第一金属贴片(40)及第二金属贴片(41)的型面与纤维织物(5)曲率相同，所述第一金属贴片(40)上开设梳齿结构，梳齿结构中梳齿槽(42)的尺寸及数量与纤维织物(5)预留气模槽的尺寸及数量相同；第一金属贴片(41)与第二金属贴片(40)上设有与外模(1)对应的定位孔(43)。


2.根据权利要求1所述的基于碳陶材料的航空叶片成型工装，其特征在于：
所述卡板组件(3)包括第一卡板(30)、第二卡板(31)、第三卡板(32)与第四卡板(33)；
所述第一卡板(30)与第二卡板(31)叠层相互配合实现内模(2)与外模(1)左端定位；
所述第三卡板(32)与第四卡板(33)叠层相互配合实现内模(2)与外模(1)右端定位；
所述第一卡板(30)上端设有与第二外模(11)左端外模定位凸台(12)相适配的定位槽；所述第一卡板(30)下端设有与第一内模(20)及第二内模(21)左端内模定位凸台(22)相适配的定位槽；
所述第二卡板(31)下端设有与第一外模(10)左端外模定位凸台(12)相适配的定位槽；所述第二卡板(31)上端设有与第一内模(20)及第二内模(21)左端内模定位凸台(22)相适配的定位槽；与第一卡板(30)下端的定位槽配合形成定位孔，第一内模(20)及第二内模(21)左端内模定位凸台(22)插入相应定位孔实现定位；
所述第三卡板(32)上端设有与第二外模(11)右端外模定位凸台(12)相适配的定位槽；下端设有与第一内模(20)及第二内模(21)右端内模定位凸台(22)相适配的定位槽；
所述第四卡板(33)下端设有与第一外模(10)右端外模定位凸台(12)相适配的定位槽；所述第四卡板(33)上端设有与第一内模(20)及第二内模(21)右端内模定位凸台(22)相适配的定位槽；与第三卡板(32)下端的定位槽配合形成定位孔，第一内模(20)及第二内模(21)右端内模定位凸台(22)插入相应定位孔实现定位。


3.根据权利要求2所述的基于碳陶材料的航空叶片成型工装，其特征在于：还包括垫块(6)，所述垫块(6)用于限位第一外模(10)和第二外模(11)间距。


4.一种基于碳陶材料的航空叶片成型工艺，其特征在于，利用权利要求1所述的基于碳陶材料的航空叶片成型工装实现，包括以下步骤：
步骤1：在第一内模(20)和第二内模(21)上分别包裹所...

【专利技术属性】
技术研发人员：康志杰，苏海龙，李仁意，张少博，马文科，陈静，
申请(专利权)人：西安鑫垚陶瓷复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61