用于将弯曲部形成到复合加强件中的成形工具和方法技术

本发明专利技术提供了用于将弯曲部形成到复合加强件中的成形工具和方法。复合加强件定位在由基部组件和上部组件形成的成形区域中。施加第一气流使其穿过基部组件的材料。施加第二气流使其穿过上部组件的材料。上部组件的多个支架相对于彼此移动以沿着成形区域的长度改变成形区域的弯曲部，以将弯曲部形成到复合加强件中。

【技术实现步骤摘要】
用于将弯曲部形成到复合加强件中的成形工具和方法
本公开总体上涉及成形复合部件，并且更具体地涉及将弯曲部形成到纵向复合结构中。
技术介绍
复合纵梁，也称为复合加强件，遵循复合蒙皮的弯曲部。可以铺设具有期望弯曲部的复合纵梁。然而，铺设具有弯曲部的复合纵梁可能花费不期望的时间量。此外，铺设具有弯曲部的复合纵梁可能占用不期望的资源量。可以通过弯曲和扭曲未固化的纵梁而将弯曲部放置到复合纵梁中。在传统工艺中，使纵梁上下弯曲导致材料中的压缩积累。压缩积累会导致收集过量的材料。当复合材料被压缩时，由于收集了过量的材料，褶皱形成的可能性增加。此外，传统的弯曲方法使用一系列手动杠杆来执行连续的调节。使用传统工艺和该系列手动杠杆不能提供一致的顺应性，并且导致纵梁上的应力集中。一些传统方法不能有效地围绕纵梁的纵向轴线弯曲和扭曲，纵梁的纵向轴线是匹配复合蒙皮所需要的。因此，期望具有一种考虑到上述问题中的至少一些以及其它可能的问题的方法和设备。
技术实现思路
本公开的实施方式提供了一种成形工具。该成形工具包括基部组件、上部组件和致动器。该基部组件由多个区段和用于将第一气流分配到由该基部组件和上部组件形成的成形区域的材料形成，该第一气流提供空气轴承或保持力。上部组件包括多个支架和用于将第二气流在与第一气流相反的方向上分配到成形区域的材料。致动器连接到多个支架和多个区段，致动器被构造成使多个区段中的每一个相对于彼此移动，以沿着成形区域的长度改变成形区域的弯曲部。本公开的另一实施方式提供了一种将弯曲部形成到复合加强件中的方法。复合加强件定位在基部组件的区段上方。上部组件的一对支架位于复合加强件上方以形成具有横截面的成形区域。该区段和该对支架在制造环境内移动，同时维持成形区域的横截面，以将该弯曲部形成到复合加强件中。本公开的另一实施方式提供了一种将弯曲部形成到复合加强件中的方法。复合加强件定位在由基部组件和上部组件形成的成形区域中。施加第一气流使其穿过基部组件的材料。施加第二气流使其穿过上部组件的材料。多个支架相对于彼此移动，以沿着成形区域的长度改变成形区域的弯曲部，从而将弯曲部形成到复合加强件中。根据本公开的一个方面，成形工具包括：基部组件，所述基部组件由多个区段和用于将第一气流分配到由所述基部组件和上部组件形成的成形区域的材料形成，所述第一气流提供空气轴承或保持力；所述上部组件，所述上部组件包括多个支架和用于将第二气流在与所述第一气流相反的方向上分配至所述成形区域的材料；以及致动器，所述致动器连接到所述多个支架和所述多个区段，所述致动器被构造成使所述多个区段中的每一个相对于彼此移动，以沿着所述成形区域的长度改变所述成形区域的弯曲部。有利地，所述成形工具是这样的工具，其中，所述多个支架包括成对的支架，每对支架能够相对于所述成形区域的纵向轴线单独地移动。优选地，所述成形工具是这样的工具，其中，所述致动器包括多个致动器，所述多个致动器连接到所述多个支架，使得所述多个致动器使所述多个支架中的每对支架相对于所述多个支架中的其余支架独立地移动。优选地，所述成形工具是这样的工具，其中，所述致动器连接到所述多个支架和所述多个区段，使得所述致动器改变所述成形区域的所述弯曲部，同时维持所述成形区域的横截面。优选地，所述成形工具还包括：被构造成向所述致动器中的至少一个发送命令以根据NC编程改变所述成形区域的所述弯曲部的控制器；用于控制所述第一气流或所述第二气流中的至少一者的气压源；被构造成相对于顺应连接器选择性地约束所述多个区段的致动锁或被构造成相对于顺应连接器选择性地约束所述多个支架的致动锁。优选地，所述成形工具是这样的工具，其中，用于分配所述第二气流的所述材料由多孔材料形成，以向所述成形区域提供所述第二气流。优选地，所述成形工具是这样的工具，其中，用于分配所述第二气流的所述材料包括穿孔或通道中的至少一种，以向所述成形区域提供所述第二气流。优选地，所述成形工具是这样的工具，其中，用于分配所述第一气流的所述材料由多孔材料形成，以向所述成形区域提供所述第一气流。优选地，所述成形工具是这样的工具，其中，用于分配所述基部组件的所述第一气流的所述材料包括穿孔或通道中的至少一种，以向所述成形区域提供所述第一气流。优选地，所述成形工具还包括：顺应连接器，所述顺应连接器延伸穿过所述多个区段并将所述多个区段连接；以及致动锁，所述致动锁被构造成相对于所述顺应连接器选择性地约束所述多个区段。优选地，所述成形工具还包括：顺应连接器，所述顺应连接器延伸穿过所述多个支架并将所述多个支架连接；以及致动锁，所述致动锁被构造成相对于所述顺应连接器选择性地约束所述多个支架。优选地，成形工具还包括：气动地连接到所述基部组件的所述多个区段或所述材料中的至少一者以提供穿过所述材料的所述第一气流的气压源；以及气动地连接到所述上部组件的所述多个支架或所述材料中的至少一者以提供穿过所述材料的所述第二气流的气压源。使用如上所述的成形工具制造用于飞行器的复合加强件。根据本公开的一个方面，一种将弯曲部形成到复合加强件中的方法，所述方法包括：将所述复合加强件定位在基部组件的区段上方；将上部组件的一对支架放置在所述复合加强件上方，以形成具有横截面的成形区域；以及在维持所述成形区域的所述横截面的同时，在制造环境内移动所述区段和所述一对支架，以将所述弯曲部形成到所述复合加强件中。有利地，在所述方法中，移动所述区段和所述一对支架是所述上部组件的多个支架和所述基部组件的多个区段的同步移动的一部分，以将所述弯曲部形成到所述复合加强件中。优选地，所述方法还包括：在相对于所述成形区域的第一方向上发送第一气流使其穿过所述基部组件的材料，其中，所述第一方向是正气流或负气流中的一者；以及在相对于所述成形区域的第二方向上发送第二气流使其穿过所述上部组件的材料，其中，所述第二方向与所述第一方向相反。优选地，所述方法还包括：发送第二气流使其穿过所述上部组件的材料而到达所述成形区域，其中，发送所述第二气流使其穿过所述上部组件的所述材料包括发送负气流使其穿过与所述上部组件的多个支架中的至少一个支架相关联的所述材料而到达所述成形区域，以及发送正气流使其穿过与所述多个支架中的至少一个支架相关联的所述材料而到达所述成形区域。优选地，所述方法还包括：发送第一气流使其穿过所述基部组件的材料而到达所述成形区域，其中，发送所述第一气流使其穿过所述材料包括发送负气流使其穿过与所述基部组件的多个区段中的至少一个区段相关联的所述材料的一部分而到达所述成形区域，以及发送正气流使其穿过与所述多个区段中的至少一个区段相关联的所述材料的一部分而到达所述成形区域。根据上述方法形成的用于飞行器的复合加强件。根据本公开的一个方面，一种将弯曲部形成到复合加强件中的方法，所述方法包括：将所述复合加强件定位在由基部组件和上部组件形成的成形区域中；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种成形工具(102)，所述成形工具(102)包括：/n基部组件(130)，所述基部组件(130)由多个区段(132)和用于将第一气流(134)分配到由所述基部组件(130)和上部组件(129)形成的成形区域(136)的材料(146)形成，所述第一气流(134)提供空气轴承或保持力；/n所述上部组件(129)，所述上部组件(129)包括多个支架(131)和用于将第二气流(138)在与所述第一气流(134)相反的方向上分配至所述成形区域(136)的材料(156)；以及/n致动器(176)，所述致动器(176)连接到所述多个支架(131)和所述多个区段(132)，所述致动器(176)被构造成使所述多个区段(132)中的每一个相对于彼此移动，以沿着所述成形区域(136)的长度(180)改变所述成形区域(136)的弯曲部(178)。/n

【技术特征摘要】
20191213 US 16/713,9021.一种成形工具(102)，所述成形工具(102)包括：
基部组件(130)，所述基部组件(130)由多个区段(132)和用于将第一气流(134)分配到由所述基部组件(130)和上部组件(129)形成的成形区域(136)的材料(146)形成，所述第一气流(134)提供空气轴承或保持力；
所述上部组件(129)，所述上部组件(129)包括多个支架(131)和用于将第二气流(138)在与所述第一气流(134)相反的方向上分配至所述成形区域(136)的材料(156)；以及
致动器(176)，所述致动器(176)连接到所述多个支架(131)和所述多个区段(132)，所述致动器(176)被构造成使所述多个区段(132)中的每一个相对于彼此移动，以沿着所述成形区域(136)的长度(180)改变所述成形区域(136)的弯曲部(178)。


2.根据权利要求1所述的成形工具(102)，其中，所述多个支架(131)包括成对的支架(166)，每对支架能够相对于所述成形区域(136)的纵向轴线(108)单独地移动。


3.根据权利要求2所述的成形工具(102)，其中，所述致动器(176)包括多个致动器(181)，所述多个致动器连接到所述多个支架(131)，使得所述多个致动器(181)使所述多个支架(131)中的每对支架相对于所述多个支架(131)中的其余支架独立地移动，其中，所述致动器(176)连接到所述多个支架(131)和所述多个区段(132)，使得所述致动器(176)改变所述成形区域(136)的所述弯曲部(178)，同时维持所述成形区域(136)的横截面(174)，并且所述成形工具还包括：
被构造成向所述致动器(176)中的至少一个发送命令以根据NC编程改变所述成形区域(136)的所述弯曲部(178)的控制器(192)；用于控制所述第一气流(134)或所述第二气流(138)中的至少一者的气压源；被构造成相对于顺应连接器选择性地约束所述多个区段(132)的致动锁(189)或被构造成相对于顺应连接器选择性地约束所述多个支架(131)的致动锁(191)。


4.根据权利要求1所述的成形工具(102)，其中，用于分配所述第二气流(138)的所述材料由多孔材料形成，以向所述成形区域(136)提供所述第二气流(138)。


5.根据权利要求1所述的成形工具(102)，其中，用于分配所述第二气流(138)的所述材料包括穿孔或通道中的至少一种，以向所述成形区域(136)提供所述第二气流(138)。


6.根据权利要求1所述的成形工具(102)，其中，用于分配所述第一气流(134)的所述材料由多孔材料形成，以向所述成形区域(136)提供所述第一气流(134)。


7.根据权利要求1所述的成形工具(102)，其中，用于分配所述基部组件(130)的所述第一气流(134)的所述材料包括穿孔或通道中的至少一种，以向所述成形区域(136)提供所述第一气流(134)。


8.根据权利要求1所述的成形工具(102)，所述成形工具(102)还包括：
顺应连接器(188)，所述顺应连接器(188)延伸穿过所述多个区段(132)并将所述多个区段(132)连接；以及
致动锁(189)，所述致动锁(189)被构造成相对于所述顺应连接器(188)选择性地约束所述多个区段(132)。
<...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·Y·安，D·特兰，L·李，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US