形成高轮廓化复合结构的成形设备和方法技术

本公开涉及形成高轮廓化复合结构的成形设备和方法。提供了成形设备，该成形设备约束复合装载物并将复合装载物形成为高轮廓化复合结构。成形设备包括第一模具和第二模具，在第一模具与第二模具之间形成有复合装载物。第一模具具有间隔开以限定模腔的成对的第一模具部分，在该模腔中将复合装载物形成为具有盖帽的轮廓化帽区段。成形设备包括约束组件，该约束组件具有定位在模腔中的约束装置。约束装置被设计为在形成轮廓化帽区段时约束盖帽部分，并且针对由第二模具施加的向下压缩力抵靠盖帽部分施加向上阻力，以在盖帽中提供褶皱预防。约束组件具有保持元件，以保持约束装置。以保持约束装置。以保持约束装置。

【技术实现步骤摘要】
复合结构的成形设备。成形设备包括第一模具和第二模具，第一模具与第二模具之间 形成有复合装载物。第一模具具有间隔开以限定模腔的成对的第一模具部分，在该模 腔中将复合装载物形成为具有盖帽的轮廓化帽区段。成对的第一模具部分能够相对于 彼此滑动地移位。第二模具具有被设计用于至少部分地插入模腔中的锥形部分。
[0009]成形设备还包括约束组件，该约束组件联接至第一模具并且具有定位在模腔中的 约束装置。约束装置被设计为将复合装载物的盖帽部分约束在约束装置与第二模具之 间，并且约束装置被设计为在形成轮廓化帽区段时针对由第二模具施加的向下压缩力 抵靠盖帽部分施加向上阻力，以在盖帽中提供褶皱预防。约束组件还包括保持元件， 该保持元件被设计为，当在形成高轮廓化复合结构之后第二模具收回时，保持约束装 置。
[0010]在本公开的另一版本中，提供了一种约束复合装载物并将复合装载物形成为高轮 廓化复合结构的方法。该方法包括将复合装载物定位在成形设备的第一模具与第二模 具之间并与第一模具和第二模具接触的步骤。第一模具具有间隔开以限定模腔的成对 的第一模具部分。第一模具还具有约束组件，该约束组件具有设置在模腔中的约束装 置。
[0011]该方法还包括将复合装载物压入成形设备的模腔中以形成具有帽盖和侧面的轮 廓化帽区段的步骤。该方法还包括以下步骤：在形成轮廓化帽区段时利用约束装置约 束盖帽，并且针对由第二模具施加的向下压缩力利用约束装置抵靠帽部施加向上阻力， 以使应力转移离开盖帽并在盖帽中提供褶皱预防。
[0012]该方法还包括获得具有无褶皱的盖帽的高轮廓化复合结构的步骤。该方法还包括 利用约束组件的保持元件保持约束装置以在第二模具收回时防止约束装置向上推动 高轮廓化复合结构的步骤。
[0013]在本公开的另一版本中，提供了一种形成具有无褶皱的盖帽的飞行器纵梁的方法。 该方法包括将复合层压装载物定位在高轮廓纵梁成形器设备的凹模具与凸模具之间 并与凹模具和凸模具接触的步骤。凹模具具有间隔开以限定模腔的成对的模具块。凹 模具还具有约束组件，该约束组件具有设置在模腔中的约束装置。
[0014]该方法还包括将复合层压装载物压入高轮廓纵梁成形器设备的模腔中以形成飞 行器纵梁的轮廓化帽区段的步骤。该轮廓化帽区段具有帽盖和侧面。该方法还包括以 下步骤：在形成轮廓化帽区段时利用约束装置约束盖帽，并且针对由第二模具施加的 向下压缩力利用约束装置抵靠帽部施加向上阻力，以使应力转移离开盖帽并在盖帽中 提供褶皱预防。
[0015]该方法还包括将复合层压装载物的剩余部分成形到飞行器纵梁中的步骤，同时约 束装置继续约束帽盖并且针对向下压缩力抵靠帽盖施加向上阻力。该方法还包括获得 具有无褶皱的盖帽的飞行器纵梁的步骤。
[0016]该方法还包括使凸模具收回离开飞行器纵梁的步骤。该方法还包括利用约束组件 的保持元件保持约束装置以在凸模具收回时防止约束装置向上推动飞行器纵梁的步 骤。该方法还包括从凹模具移除飞行器纵梁的步骤。该方法还包括释放保持元件的步 骤。
[0017]已经讨论的特征、功能和优点可以在本公开的各种实施方式中独立实现或者可以 在另一些其它实施方式中组合，可以参考以下描述和附图获悉所述另一些其它实施方 式的另外的细节。
附图说明
[0018]参考以下详细描述并结合附图可以更好地理解本公开，附图例示了优选且示例性 版本，但不一定按比例绘制。附图是示例，并不意味着对说明书或权利要求的限制。
[0019]图1A是示出了本公开的成形设备的示例性版本的功能框图的例示图；
[0020]图1B是示出了可以在图1A的成形设备中使用的约束组件的示例性版本的功能 框图的例示图；
[0021]图2A是本公开的成形设备的示例性版本的立体正视图的例示图，其示出了第一 模具中的约束组件，并且示出了与成形机部分分离的便携式承载部分；
[0022]图2B是图2A的成形设备的立体正视图的例示图，其示出了联接至成形机部分 的便携式承载部分，并且示出了处于打开位置准备接纳复合装载物的第一模具和第二 模具；
[0023]图3是本公开的成形设备的示例性版本的放大右侧立体图的例示图，其示出了处 于打开位置的第一模具和第二模具，其中约束装置定位在第一模具的模腔中；
[0024]图4是可以由图1A和图2A至图2B的成形设备的示例性版本形成的帽形纵梁的 立体正视图的例示图；
[0025]图5A是具有采用泡沫和真空组件的形式的约束组件的本公开的成形设备的示例 性版本的正视图的示意图；
[0026]图5B是图5A的泡沫和真空组件的放大正视图的示意图；
[0027]图5C是图5B的泡沫和真空组件的放大侧视图的示意图；
[0028]图6A是具有采用气动组件的一个版本的形式的约束组件的本公开的成形设备的 示例性版本的正视图的示意图；
[0029]图6B是图6A的气动组件的放大正视图的示意图；
[0030]图6C是图6B的气动组件的放大侧视图的示意图；
[0031]图6D是具有采用气动组件的另一版本的形式的约束组件的本公开的成形设备的 示例性版本的正视图的示意图；
[0032]图6E是具有采用气动组件的又一版本的形式的约束组件的本公开的成形设备的 示例性版本的正视图的示意图；
[0033]图7A是具有采用弹簧组件的形式的约束组件的本公开的成形设备的示例性版本 的正视图的示意图；
[0034]图7B是图7A的弹簧组件的放大正视图的示意图；
[0035]图7C是图7B的弹簧组件的放大侧视图的示意图；
[0036]图8是具有采用泡沫和真空组件的形式的约束组件的本公开的成形设备的示例 性版本的正视图的示意图，并且示出了在成形过程期间施加的各种力；
[0037]图9A是本公开的方法的示例性版本的流程图的例示图；
[0038]图9B是本公开的方法的另一示例性版本的流程图的例示图；
[0039]图10A是预成形步骤的示意图，其示出了具有约束组件的本公开的成形设备的 示例性版本的正视图，并且示出了处于打开位置的第一模具和第二模具以及定位在第 一模具上的扁平复合装载物；
[0040]图10B是预成形步骤中的、图10A的成形设备的侧视图的示意图；
[0041]图11A是成形循环的第一成形步骤的示意图，其示出了成形设备和约束组件的 正
视图，并且示出了处于闭合位置的第一模具和第二模具，并且示出了复合装载物的 盖帽部分的加固；
[0042]图11B是第一成形步骤中的、图11A的成形设备的侧视图的示意图；
[0043]图12A是成形循环的第二成形步骤的正视图的示意图，其示出了成形设备和约 束组件的正视图，并且示出了部分地插入模腔中的第二模具；
[0044]图12B是第二成形步骤中的、图12A的成形设备的侧视图的示意图；
[0045]图13A是成形循环的第三成形步骤的示意图，其示出了成形设备和约束组件的 正视图，并且示出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种成形设备，所述成形设备约束复合装载物并将所述复合装载物形成为高轮廓化复合结构，所述成形设备包括：第一模具和第二模具，在所述第一模具与所述第二模具之间形成有所述复合装载物，所述第一模具具有间隔开以限定模腔的成对的第一模具部分，在所述模腔中将所述复合装载物形成为具有盖帽的轮廓化帽区段，所述成对的第一模具部分能够相对于彼此滑动地移位，并且所述第二模具具有锥形部分，所述锥形部分被设计为至少部分地插入所述模腔中；以及约束组件，所述约束组件联接至所述第一模具，并具有定位在所述模腔中的约束装置，所述约束装置被设计为将所述复合装载物的盖帽部分约束在所述约束装置与所述第二模具之间，并且所述约束装置被设计为，在形成所述轮廓化帽区段时，针对由所述第二模具施加的向下压缩力而抵靠所述盖帽部分施加向上阻力，以在所述盖帽中提供褶皱预防，并且所述约束组件还具有保持元件，所述保持元件被设计为，当在形成了所述高轮廓化复合结构之后所述第二模具收回时，保持所述约束装置。2.根据权利要求1所述的成形设备，所述成形设备还包括：控制系统，所述控制系统在工作时对所述成形设备进行控制，所述控制包括使所述第一模具和所述第二模具的移动与所述约束组件的移动协调。3.根据权利要求1所述的成形设备，其中，所述高轮廓化复合结构包括以下项中的一项或更多项：纵梁、帽形纵梁、飞行器纵梁、帽形飞行器纵梁、机身纵梁、龙骨纵梁、机翼纵梁、稳定器纵梁、加强筋构件、帽形加强筋构件和翼梁。4.根据权利要求1所述的成形设备，其中，所述约束装置具有第一端，所述第一端直接或间接地与所述盖帽部分的第一表面接合，以在将所述复合装载物形成为所述高轮廓化复合结构期间，针对由所述第二模具施加的所述向下压缩力而抵靠所述盖帽部分的所述第一表面施加所述向上阻力，并且抵靠所述第二模具的所述锥形部分挤压所述盖帽部分。5.根据权利要求1所述的成形设备，其中，在将所述复合装载物形成为所述高轮廓化复合结构期间，所述约束装置在所述模腔中最初处于展开位置，以抵靠所述第二模具约束所述盖帽部分，并且当所述第二模具的所述锥形部分完全插入所述模腔中时，所述约束装置处于压缩位置，并且所述成对的第一模具部分中的一者或更多者从所述约束装置横向向外定位。6.根据权利要求1所述的成形设备，其中，所述约束组件包括泡沫和真空组件，并且所述约束装置包括可压缩泡沫元件。7.根据权利要求6所述的成形设备，其中，所述泡沫和真空组件包括所述可压缩泡沫元件、围绕所述可压缩泡沫元件的真空袋、经由真空管线联接至所述真空袋的真空源以及一个或更多个控制阀。8.根据权利要求7所述的成形设备，其中，所述保持元件包括所述真空袋，所述真空袋在真空压力下围绕所述可压缩泡沫元件，并被设计为将所述可压缩泡沫元件保持在压缩位置。9.根据权利要求1所述的成形设备，其中，所述约束组件包括气动组件，并且所述约束装置包括具有盖帽按压器的气缸杆。10.根据权利要求9所述的成形设备，其中，所述气动组件包括具有所述盖帽按压器的
所述气缸杆、联接至所述气缸杆的气缸以及空气供应源，所述空气供应源经由一个或更多个空气供应管线和一个或更多个端口联接至所述气缸。11.根据权利要求10所述的成形设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：