大尺寸h型复合材料梁热隔膜成型工装及成型方法技术

本发明专利技术公开了一种大尺寸h型复合材料梁热隔膜成型工装及成型方法，属于复合材料设计制造技术领域。本发明专利技术采用热隔膜成型工艺，将h型复合材料梁成型分解成1个L型预制体、1个C型预制体和1个平板预制体，首先按照设计的铺层，通过铺带成型或者手工铺叠成平板铺层组，再通过热隔膜成型工艺成型1个L型预制体、1个C型预制体和1个平板预制体，最后将3个预制体和“0

【技术实现步骤摘要】
大尺寸h型复合材料梁热隔膜成型工装及成型方法


[0001]本专利技术属于复合材料设计制造
，涉及一种大尺寸h型复合材料梁热隔膜成型工装及成型工艺，特别设计一种h型复合材料梁的热隔膜成型工装，保证零件的外形和成型质量。

技术介绍

[0002]大尺寸复合材料制件整体化成型技术成为复合材料设计制造一体化中的关键技术，可实现减小零件和紧固件数量，达到减轻结构重量的目的，同时降低了生产成本。复合材料的材料设计和结构设计，材料成型和构件成型是同时一次完成、不可分开的，充分体现了复合材料整体成型结构的设计制造一体化的特点。
[0003]大尺寸h型复合材料梁主要应用在大尺寸机翼壁板上，用于提升机翼壁板刚性和强度，保证了飞机结构的整体性要求，因此对h型复合材料梁提出更高要求。h型复合材料梁横截面尺寸小，长细比大，型面、尺寸精度要求高，采用手工铺叠/热压罐成型方法，通常采用实心的阳模配合软模制造。对于型面和尺寸精度要求高的h型复合材料梁，由于h型复合材料梁的R角较小，铺叠过程中容易出现架桥，造成h型复合材料梁实心芯模与软模配合不到位问题比较突出，不仅影响零件的内部质量，同时还造成厚度超差问题，可见h型复合材料梁预成型质量已成为影响h型复合材料梁成型质量的关键。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供大尺寸h型复合材料梁热隔膜成型工装及成型工艺，解决了h型复合材料梁成型困难、梁的高度控制、R角缺陷及外形质量问题，提高h型复合材料梁整体强度和刚度，更充分地体现了复合材料的优越性，同时也提高了零件制造的生产效率。此制造方法已在某型号大型复合材料部件上得到应用，并且已经取得了很好的设计和使用效果。
[0005]本专利技术所述复合材料h型梁由“C”铺层1、“Z”铺层2、“平板”铺层3和“0
°
纤维填充”铺层4组成。
[0006]本专利技术通过下述技术方案来实现：
[0007]采用热隔膜成型工艺，将h型复合材料梁成型分解成1个L型预制体、1个C型预制体和1个平板预制体，首先按照设计的铺层，通过铺带成型或者手工铺叠成平板铺层组，再通过热隔膜成型工艺成型1个L型预制体、1个C型预制体和1个平板预制体，最后将3个预制体和“0
°
纤维填充”铺层组合在一起，再进行一次热隔膜成型工艺获得h型预制体。采用热压罐成型工艺即可实现h型复合材料梁的制造。
[0008]一种大尺寸h型复合材料梁热隔膜成型工装，包括铺叠模5、定位销6、“平板”铺层铺叠模7、“0
°
纤维填充”铺层铺叠模盖板8、“0
°
纤维填充”铺层铺叠模9、C型热隔膜成型模10、L型热隔膜成型模11、L型盖板12和L型盖板成型模13。
[0009]“C”铺层1和“Z”铺层2以腹板面为基准进行展开，设计成类似平板结构的铺叠模5，
长度和宽度方向各留100mm余量，用于封装，长度方向余量外设计定位销6。
[0010]“平板”铺层铺叠模7以“平板”铺层3的贴模面设计。
[0011]“0
°
纤维填充”铺层铺叠模盖板8和“0
°
纤维填充”铺层铺叠模9形成双面硬模结构，用于获得“0
°
纤维填充”铺层，可以有效的保证型面尺寸。
[0012]C型热隔膜成型模10按照“C”铺层1贴模面设计，长度方向余量外设计定位销6。
[0013]L型热隔膜成型模11按照“Z”铺层2贴模面设计，长度方向余量外设计定位销6，将“Z”铺层2的贴模面远离“0
°
纤维填充”铺层4一侧进行展开成平面，留20mm
‑
30mm余量。
[0014]L型盖板成型模13按照“Z”铺层2贴模面设计，用于制造L型盖板12，长度方向余量外设计定位销6。
[0015]铺叠模5、“平板”铺层铺叠模7、C型热隔膜成型模10、L型热隔膜成型模11、L型盖板12、L型盖板成型模13设计的定位销6、位置相同。
[0016]一种采用上述h型复合材料梁热隔膜成型工装进行成型的方法，包括以下步骤：
[0017]1)将h型复合材料梁“C”铺层1和“Z”铺层2进行展开，铺层裁片上制出与定位销6尺寸和位置相同的孔；将“平板”铺层3进行展开，轮廓与“平板”铺层铺叠模7一致；
[0018]2)展开后的“C”铺层1和“Z”铺层2铺叠至铺叠模5上，通过定位销6定位铺层，“平板”铺层3铺叠至“平板”铺层铺叠模7上，并进行常温抽真空压实；
[0019]3)“0
°
纤维填充”铺层4铺叠至“0
°
纤维填充”铺层铺叠模9上，盖上“0
°
纤维填充”铺层铺叠模盖板8，并进行常温抽真空压实；
[0020]4)以贴模面和定位销6为基准，将压实后的“C”铺层1定位至C型热隔膜成型模10上，压实后的“Z”铺层2定位至L型热隔膜成型模11上，通过热隔膜成型工艺弯成相应形状的预制体；
[0021]5)在L型盖板成型模13上制造复合材料材质的L型盖板12，将固化后的L型盖板12按照“Z”铺层2腹板面修整，边缘倒斜角；
[0022]6)将预成型C型的“C”铺层1预制体、L型的“Z”铺层2预制体、“平板”铺层3预制体、“0
°
纤维填充”铺层4预制体通过定位销组合为一体，固定在C型热隔膜成型模10上，“平板”铺层铺叠模7贴合“平板”铺层3预制体，L型盖板12贴合L型的“Z”铺层2预制体；
[0023]7)在热隔膜设备上加热、加压获得h型预制体；
[0024]8)整体封装后，按照预浸料固化参数在热压罐中进行固化；
[0025]9)出罐并外形修整，制出h型复合材料梁。
[0026]本专利技术的有益效果：本专利技术采用热隔膜成型工艺，将h型复合材料梁成型分解成1个L型预制体、1个C型预制体和1个平板预制体，首先按照设计的铺层，通过铺带成型或者手工铺叠成平板铺层组，再通过热隔膜成型工艺成型1个L型预制体、1个C型预制体和1个平板预制体，最后将3个预制体和“0
°
纤维填充”铺层组合在一起，再进行一次热隔膜成型工艺获得h型预制体。本专利技术简化了铺叠操作，提高生产效率，避免R角区域铺叠架桥，保证了h型复合材料梁型面质量及铺层位置精度。
附图说明
[0027]图1为h型复合材料梁结构图。
[0028]图2为“C”铺层和“Z”铺层铺叠模示意图。
[0029]图3为“平板”铺层铺叠模示意图。
[0030]图4为“0
°
纤维填充”铺层铺叠模示意图。
[0031]图5为C型热隔膜成型模示意图。
[0032]图6为L型热隔膜成型模示意图。
[0033]图7为L型盖板成型模示意图。
[0034]图8为热隔膜成型示意图。
[0035]图9为h型复合材料梁预制体成型示意图。
[0036]图中：1“C”铺层；2“Z”铺层；3“平板”铺层；4“0...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸h型复合材料梁热隔膜成型工装，其特征在于，该工装包括铺叠模(5)、定位销(6)、“平板”铺层铺叠模(7)、“0
°
纤维填充”铺层铺叠模盖板(8)、“0
°
纤维填充”铺层铺叠模(9)、C型热隔膜成型模(10)、L型热隔膜成型模(11)、L型盖板(12)和L型盖板成型模(13)；所述复合材料h型梁由“C”铺层、“Z”铺层、“平板”铺层和“0
°
纤维填充”铺层组成；其中，“C”铺层和“Z”铺层以腹板面为基准进行展开，设计成平板结构的铺叠模(5)，长度和宽度方向各留100mm余量，用于封装；所述“平板”铺层铺叠模(7)以“平板”铺层的贴模面设计；所述“0
°
纤维填充”铺层铺叠模盖板(8)和“0
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纤维填充”铺层铺叠模(9)形成双面硬模结构，用于获得“0
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纤维填充”铺层，保证型面尺寸；所述C型热隔膜成型模(10)按照“C”铺层贴模面设计；所述L型热隔膜成型模(11)按照“Z”铺层贴模面设计，将“Z”铺层的贴模面远离“0
°
纤维填充”铺层一侧进行展开成平面，留20mm
‑
30mm余量；所述L型盖板成型模(13)按照“Z”铺层贴模面设计，用于制造L型盖板(12)。2.根据权利要求1所述的一种大尺寸h型复合材料梁热隔膜成型工装，其特征在于，所述铺叠模(5)长度方向余量外设计定位销(6)。3.根据权利要求1或2所述的一种大尺寸h型复合材料梁热隔膜成型工装，其特征在于，所述C型热隔膜成型模(10)长度方向余量外设计定位销(6)。4.根据权利要求1或2所述的一种大尺寸h型复合材料梁热隔膜成型工装，其特征在于，所述L型热隔膜成型模(11)长度方向余量外设计定位销(6)；所述L型盖板成型模(13)长度方向余量外设计定位销(6)。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：李文龙，梁禄忠，马秘辉，王昭军，齐芳，
申请(专利权)人：沈阳飞机工业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：