一种碳纤维H型长桁分体成型模具及合模方法技术

本发明专利技术提供了一种碳纤维H型长桁分体成型模具及合模方法，属于民用航空零件成型加工领域。分体成型模具中下模平台上固定连接有下模胎，上模框架下端与上模胎通过上模拆卸紧固螺栓可拆卸的连接，上模框架与下模平台通过两端的定位块和定位导柱定位，上模胎与下模胎工作面按零件型面设置，用于铺叠及夹装零件。合模方法步骤包括，通过上模胎和下模胎铺叠零件的上、下腔体，合模分体成型模具使上、下腔体贴合后拆除上模框架，填充三角区后铺叠两侧缘条，真空固化成型。本发明专利技术有效解决热膨胀系数不同导致的内外部缺陷，有效的减少制造环节，增加制造精度，减少制造成本，有效提高零件制造质量，提高零件合格率。提高零件合格率。提高零件合格率。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纤维H型长桁分体成型模具及合模方法


[0001]本专利技术属于民用航空零件成型加工领域，涉及一种碳纤维H型长桁分体成型模具及合模方法。

技术介绍

[0002]复合材料由两种或两种以上的组分材料，如碳纤维、树脂按一定比例及方式复合而成，复合后的新材料具有特殊的性能优势，材料应用优势显著，在航空零部件制造中应用广泛性越来越受重视。H型长桁在飞机机体结构中的重要性不断得以证明。其中，H型长桁为非对称结构，其两端分别为低端和高端，具体的，以H型长桁安装在飞机壁板上时，相较于壁板上肋的占位，较低的一端为低端，较高的一端为高端。
[0003]传统的碳纤维H长桁成型工装采用均为整体结构的上下模体，组合后上模脱模，采用上模盖板代替上模进行压实及固化。整体盖板刚性差，尺寸精度差，长期使用易变形，影响零件制造精度并产生内部缺陷。整体盖板制作需使用专用成型模具，增加制作成本和周期，盖板多次使用后因磕碰及变形需重复制造，增加制造成本及周期。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种碳纤维H型长桁分体成型模具及合模方法，减少此类零件制造中工装数量，降低成本。减少此类零件制造内外部缺陷，增加制造成功率。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种碳纤维H型长桁分体成型模具，所述分体成型模具包括：下模框架1、下模平台2、下模定位块3、下模胎4、上模胎5、上模定位导柱6、上模框架7、上模拆卸紧固螺栓8和碳纤维整体缘条盖板10。
[0007]所述的下模框架1为矩形开敞框架结构，由矩形方管和矩形隔板焊接连接，增加通风效果同时降低整体重量；所述的下模平台2采用实心板，其固定连接在下模框架1上，下模平台2一角设置定位孔，作为分体成型模具整体定位基准；所述的下模胎4为长条形，其沿下模平台2长度方向布置，并通过螺栓固定连接在下模平台2上，下模胎4上表面工作区域型面与零件9下腔体型面一致，下模胎4材料采用殷瓦钢，以减少热固化过程中因膨胀系数导致的内部缺陷，下模胎4两端端面设置梯形胎体凹定位块，用于保证上、下模胎合模精度，下模胎4上制出零件外形边缘线、20mm余量线，非工作面制出铺叠角度基准线，各下陷过渡区标识线。
[0008]所述的下模定位块3共设两个，分别固定连接在下模平台2长度方向的两端，并位于下模胎4两端外侧，一端的下模定位块3上端面设有圆孔，另一端的下模定位块3上端面设有长圆孔，用于上、下模合模时快速定位，其中，长圆孔定位同时防止安装过约束导致的无法安装。
[0009]所述的上模框架7与上模胎5组成上模工装，采用螺栓连接的可拆卸分体结构，用于实现仅上模胎5进行封袋及热固化，铺叠时采用通用托架对上模工装进行吊装和翻转，减
少吊装难度和材料用量；具体的，所述的上模框架7包括框架结构和上模平台，上模平台固定连接在框架结构的下方，上模平台底面两端设置上模定位导柱6，用于与下模平台2两端设置的下模定位块3配合安装定位，上模平台底面一角设置定位孔，用于分体成型模具整体定位基准，上模框架7中部均布多个孔，用于通过上模拆卸紧固螺栓8实现与上模胎5的连接；所述的上模胎5为长条形，采用殷瓦钢材质，其上端面均布多个螺纹孔，螺纹孔位置与上模框架7上的孔对应，用于通过上模拆卸紧固螺栓8实现与上模框架7的连接，上模胎5下表面工作面采用和零件9上腔体一致型面结构，保证成型过程的膨胀系数与零件9一致以降低应力变形；上模胎5两端端面设置梯形胎体凸定位块，用于与下模胎4两端的梯形胎体凹定位块配合，实现合模定位，上模胎5工作面粗糙度要求Ra1.6，工作面上制出零件外形边缘线、20mm余量线，非工作面制出角度基准线，各下陷过渡区标识线。
[0010]所述的碳纤维整体缘条盖板10为长条形平板结构，共设两个，分别盖在夹装好零件9的下模胎4和上模胎5两侧，用于0
°
纤维和左右缘条铺叠后的均压及支撑，碳纤维整体缘条盖板10外轮廓小于夹装好零件9的下模胎4和上模胎5侧面外轮廓1mm，其采用与零件9相同材料，增加热固化时的压力，保证零件9厚度及内部质量。
[0011]一种所述碳纤维H型长桁分体成型模具的合模方法，所述合模方法包括以下步骤：
[0012]步骤1，将连接好的上模工装翻转，使上模胎5工作面朝上，将预浸料分别置于下模胎4和上模胎5上，实现零件9上、下腔体铺叠成型，铺叠时由低端向高端方向铺叠；铺叠第一层预浸料后进行常温压实，之后每铺叠每3层预浸料进行常温压实，每完成一层铺叠后，按零件外形边缘线修整预浸料；最终得到上、下C形坯料。
[0013]步骤2，利用翻转工装及吊挂将上模工装翻转，通过上模定位导柱6、下模定位块3及上、下模胎梯形胎体凹、凸定位块进行定位合模，合模间隙不大于0.1mm，使上、下C形坯料贴合；合模后压实15分钟后拆除上模拆卸紧固螺栓8，去除上模框架7；敲击上模胎5，消除组合间隙。
[0014]步骤3，利用0
°
纤维填充合模后上、下C形坯料间形成的三角区，0
°
纤维采用80
°
平台热成型手工擀制，其低端和高端位置进行标识识别，加热烫平之后进行填充，熨斗温度不高于90℃，填充后封袋，抽真空压实10分钟。
[0015]步骤4，两端缘条铺叠，由低端向高端方向铺叠，铺叠后安装两侧的碳纤维整体缘条盖板10，碳纤维整体缘条盖板10四周边缘需小于铺叠材料1mm左右，封袋抽真空。
[0016]步骤5，进行固化成型，固化过程中压力维持在0.6MPa不少于30min，得到最终成型的H型长桁。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0018]本专利技术通过分体成型模具及合模方法，有效解决热膨胀系数不同导致的内外部缺陷，采用可拆卸分体结构降低工装使用难度，降低殷瓦钢用量，以节省成本。采用此新型工装结构及其成型工艺方法，能有效的减少制造环节，增加制造精度，减少制造成本，有效提高零件制造质量，减少内外部制造缺陷，提高零件合格率。
附图说明
[0019]图1为分体成型模具整体等轴视图(碳纤维整体缘条盖板未示出)。
[0020]图2为上、下模胎合模侧视图。
[0021]图3为分体成型模具整体等轴视图(碳纤维整体缘条盖板已示出)。
[0022]图中：1下模框架；2下模平台；3下模定位块；4下模胎；5上模胎；6上模定位导柱；7上模框架；8上模拆卸紧固螺栓；9零件；10碳纤维整体缘条盖板。
具体实施方式
[0023]下面将本专利技术得技术方案进行清楚、完成的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术得实施例，本领域普通技术人员经改进或调整得所有其他实施例，都属于本专利技术得保护范围。
[0024]如图1
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3所示，一种碳纤维H型长桁分体成型模具，所述分体成型模具包括：下模框架1、下模平台2、下模定位块3、下模胎4、上模胎5、上模定位导柱6、上模框架7、上模拆卸紧固螺栓8和碳纤维整体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纤维H型长桁分体成型模具，其特征在于，所述分体成型模具包括：下模框架(1)、下模平台(2)、下模定位块(3)、下模胎(4)、上模胎(5)、上模定位导柱(6)、上模框架(7)、上模拆卸紧固螺栓(8)和碳纤维整体缘条盖板(10)；所述的下模框架(1)为矩形开敞框架结构；所述的下模平台(2)采用实心板，其固定连接在下模框架(1)上；所述的下模胎(4)为长条形，其沿下模平台(2)长度方向布置，并固定连接在下模平台(2)上，下模胎(4)上表面工作区域型面与零件(9)下腔体型面一致，下模胎(4)两端端面设置梯形胎体凹定位块，用于保证上、下模胎合模精度；所述的下模定位块(3)共设两个，分别固定连接在下模平台(2)长度方向的两端，并位于下模胎(4)两端外侧，一端的下模定位块(3)上端面设有圆孔，另一端的下模定位块(3)上端面设有长圆孔，用于上、下模合模时快速定位，其中，长圆孔用于防止安装过约束导致的无法安装；所述的上模框架(7)与上模胎(5)组成上模工装，采用螺栓连接的可拆卸分体结构，用于实现仅上模胎(5)进行封袋及热固化；具体的，所述的上模框架(7)包括框架结构和上模平台，上模平台固定连接在框架结构的下方，上模平台底面两端设置上模定位导柱(6)，用于与下模平台(2)两端设置的下模定位块(3)配合安装定位，上模框架(7)中部均布多个孔，用于通过上模拆卸紧固螺栓(8)实现与上模胎(5)的连接；所述的上模胎(5)为长条形，其上端面均布多个螺纹孔，螺纹孔位置与上模框架(7)上的孔对应，用于通过上模拆卸紧固螺栓(8)实现与上模框架(7)的连接，上模胎(5)下表面工作面采用和零件(9)上腔体一致型面结构；上模胎(5)两端端面设置梯形胎体凸定位块，用于与下模胎(4)两端的梯形胎体凹定位块配合，实现合模定位；所述的碳纤维整体缘条盖板(10)为长条形平板结构，共设两个，分别盖在夹装好零件(9)的下模胎(4)和上模胎(5)两侧，用于增加热固化时的压力。2.根据权利要求1所述的一种碳纤维H型长桁分体成型模具，其特征在于，所述的下模平台(2)一角及上模框架(7)中上模平台底面一角分别设置定位孔，作为分体...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳，于竹，杨五兵，李森，孟凡波，李营，
申请(专利权)人：中航沈飞民用飞机有限责任公司，
类型：发明
国别省市：