一种适用于双曲度复材壁板的脱模方法技术

本发明专利技术提供一种适用于双曲度复材壁板的脱模方法，涉及飞机制造领域，针对双曲度复材壁板，采用局部分模的脱模方式，通过确定分区边界和分区运动方向，将起到干涉影响的突变部位首先分块脱离，然后将剩下的主体结构进行脱模，避免结构自身对脱模造成的干涉问题，实现双曲度复材壁板的脱模。双曲度复材壁板的脱模。双曲度复材壁板的脱模。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于双曲度复材壁板的脱模方法


[0001]本专利技术涉及飞机制造领域，具体涉及一种适用于双曲度复材壁板的脱模方法。

技术介绍

[0002]先进复合材料在飞机结构上得到了广泛的应用，有效地减轻了结构重量提升了飞机性能，采用复合材料占比成为了衡量飞机先进性的重要标志，传统飞机结构中，由金属蒙皮及横纵加强件构成的壁板是最常见的结构件，现在逐步被层压壁板+复材长桁的结构形式逐渐代替。
[0003]复材层压壁板按照形状特征进行分类，可分为单曲度壁板(机翼、尾翼)与双曲度壁板(机头、后机身壁板)，双曲度复材壁板自身形状复杂，工艺过程复杂，制造难度较高，尤其是双曲度复材壁板在热层压固化后，零件限于自身收口结构的曲率变化，在制造过程中普遍存在难以脱模的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提出一种适用于双曲度复材壁板的脱模方法，针对双曲度复材壁板，采用局部分模的脱模方式，通过确定分区边界和分区运动方向，避免自身形状对脱模造成的干涉问题，实现双曲度复材壁板的脱模。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种适用于双曲度复材壁板的脱模方法，包括以下步骤：
[0007]1)先对双曲度复材壁板零件贴膜曲面进行曲率分析，将曲面网格化后，分析两个正交方向上曲面主曲率，并计算高斯曲率，分析出高斯曲率突变位置，得到整体曲面突变边界；
[0008]2)在曲面上确定局部的分区边界与分区运动方向，其中确定分区边界的条件是包络住曲面突变边界，并同时尽量缩小分区面积；确定分区运动方向的条件是在运动路径上无干涉，并尽量缩小运动距离；根据确定的分区边界进行局部分块；
[0009]3)将局部分块从曲面上切下，并沿确定的分区运动方向移动局部分块，然后将剩下的双曲度复材壁板主体沿脱模方向顶出，实现无干涉脱模。
[0010]进一步地，步骤1)中，利用建模软件对双曲度复材壁板零件进行建模，然后利用该建模软件对其贴膜面的曲率进行分析。
[0011]进一步地，步骤1)中，通过建模软件分析高斯曲率正负色标云图，来判断曲面突变边界。
[0012]进一步地，步骤3)中，通过一种升降/导向机构将局部分块沿确定的分区运动方向分离出来。
[0013]本专利技术达到的技术效果如下：
[0014]1.本专利技术提供的脱模方法，利用建模软件对双曲度复材壁板零件贴膜曲面进行曲率分析，确定突变边界，然后根据突变边界确定即包含突变边界又尽量缩小分区面积，这样
尽最大程度保持了双曲度复材壁板零件贴模曲面的整体性，有助于提升零件成型质量；而且根据分析确定的分区方案对双曲度复材零件进行切割，只需要将确定的分区从整体零件上切割下来，沿着确定方向脱模即可，大大降低了工艺难度。
[0015]2.本专利技术提供的脱模方法，通过建模软件确定分区运动方向，采用近似切向脱模方向，有效避免了双曲度复材壁板零件由于自身形状带来的干涉问题，使得零件能够以无破坏、非强制变形的方式沿设计好的无干涉运动方向进行脱出。
附图说明
[0016]图1为实施例中的一种典型曲面收口壁板结构示意图；
[0017]图2为实施例中的曲率突变区域示意图；
[0018]图3为实施例中的分析确定的局部分块包络边界示意图；
[0019]图4为实施例中的分块机构降低后零件与贴模面分离立体图；
[0020]图5为实施例中用到的一种升降/导向机构的示意图。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图作详细说明如下。
[0022]本实施例公开一种适用于双曲度复材壁板的脱模方法，本方法以一种带有曲面收口的双曲度复材壁板结构进行脱模为例，如图1所示，该结构呈台型(即锥型的一部分)，由于两侧存在收口结构，自身无法直接与贴模面进行分离。
[0023]本实施例采用的脱模方法包括如下步骤：
[0024]S1：通过现有三维建模软件(例如Rhino，Creo)对双曲度复材壁板零件进行建模，提取贴模曲面，利用该软件进行曲面离散与曲率分析，方法是：将曲面网格化，然后分析两个正交方向上曲面主曲率，计算高斯曲率，再利用该建模软件分析高斯曲率正负色标云图，找出曲面曲率突变位置。针对该曲面曲率突变位置，计算出整体曲面曲率突变边界，如图2所示。
[0025]其中主曲率是指：过曲面上某个点上具有无穷个正交曲率，其中存在一条曲线使得该曲线的曲率为极大，这个曲率为极大值k1，垂直于极大曲率面的曲率为极小值k2，这两个曲率即主曲率。
[0026]高斯曲率是指：两个主曲率的乘积即为高斯曲率，表达式为K＝k1
·
k2。
[0027]S2：基于曲面结构，以及制造可实现性设计，确定局部分块的分区边界，该分区边界包络住曲面突变边界，并同时尽量缩小分区面积，如图3所示分块边界，能够将收口结构全部包含在内。
[0028]S3：确定局部分块的运动方向，方法是，在建模软件上将局部分块从整体贴模曲面上切下，进行运动方向与距离的设计与模拟，达到避让沿运动方向运动时曲面收口所造成干涉的目的，同时尽量缩小运动距离。在本实施例中，该运动方向例如是朝向台型双曲度复材壁板结中心线的方向，即图4所示的两个实体箭头所示的方向。
[0029]S4：按照S2中确定的分区边界将局部分块切下，然后沿S3中确定的运动方向运动，这样能够将原本具有干涉影响的收口结构首先从整体上分块并沉降分离，然后推动剩余的
零件主体沿原有的固定脱模方向(即沿台型中心线朝向小端的方向，即图4所示的曲线箭头所示的方向)进行运动，达到脱离模具贴模面的目的，如图4所示。
[0030]本实施例中，可以利用如图5所示的一种升降/导向机构将局部分块沿确定的分区运动方向分离出来。该升降/导向机构属于常规结构，可以采用现有装置，也可以通过常规设计和制造获得。由于该升降/导向机构不是本专利技术的创新重点，其结构如何设计并不影响本专利技术要保护的技术方案，因此本专利技术不再对该升降/导向机构的具体结构进行说明，这并不妨碍本领域技术人员对本专利技术提供的技术方案进行实施。
[0031]上述实施例中突变位置(收口结构)在台型大端，这种结构在飞机制造领域(机头、后机身)中属于最为普遍存在的典型结构，上述实施例正是以这种典型结构为例来说明本专利技术提出的脱模方法如何实施以及达到的技术效果。但是本专利技术针对的双曲度复材壁板结构并不限于这种典型结构，也包含突变位置在其他位置(例如在中部或小端)的情况。以上述实施例的台型双曲度复材壁板结构为例，假设收口结构位于中部，那么利用本专利技术提出的脱模方法，同样可以找出收口结构所在的突变位置和突变边界，然后进行分块并按照确定的运动方向分离出来，即将起到脱模干涉影响的突变部位(收口结构)从整体上先分离出来，最后将余下的主体结构沿着固定的脱模方向脱离。此外，突变部位也不限制必须如上述实施例中的两个，也可能是更多个，都可以采用本专利技术提供的脱模方法进行脱模。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于双曲度复材壁板的脱模方法，其特征在于，包括以下步骤：1)先对双曲度复材壁板零件贴膜曲面进行曲率分析，将曲面网格化后，分析两个正交方向上曲面主曲率，并计算高斯曲率，分析出高斯曲率突变位置，得到整体曲面突变边界；2)在曲面上确定局部的分区边界与分区运动方向，其中确定分区边界的条件是包络住曲面突变边界，并同时尽量缩小分区面积；确定分区运动方向的条件是在运动路径上无干涉，并尽量缩小运动距离；根据确定的分区边界进行局部分块；3)将局部分块从曲面上切下，并沿确定的分...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭长龙，陈超，唐中华，张帅，倪敏轩，刘秀，孙萌萌，王希，嵇培军，
申请(专利权)人：海鹰空天材料研究院苏州有限责任公司，
类型：发明
国别省市：