一种薄壁承力轴件结构的模具和成型方法技术

一种薄壁承力轴件结构的模具和成型方法，属于复合材料制造技术领域；模具包括预制体成型模具、硅胶柱体工装、固化模具；所述预制体成型模具包括T型柱体、法兰盖板、固定螺钉；所述定位固化模具包括上U形槽体、下U形槽体、端面盖板、固化固定螺钉；所述的预制体成型模具用于预制体制备成型，所述的硅胶柱体工装和固化模具用于产品的固化成型，同时公开了使用该模具的薄壁承力轴件结构成型方法。所具备优点有薄壁承力轴件柱段与两侧法兰一体化整体成型；解决了柱段区域与端面法兰常见的分层现象；避免了室温条件下脱模对产品表面的损伤。免了室温条件下脱模对产品表面的损伤。免了室温条件下脱模对产品表面的损伤。

【技术实现步骤摘要】
一种薄壁承力轴件结构的模具和成型方法


[0001]本专利技术属于复合材料制造
，尤其涉及薄壁承力轴件结构的成型方法。

技术介绍

[0002]碳纤维复合材料因其较高的比强度、比模量、可设计性强以及优良的尺寸稳定性，已广泛应用于航空、航天结构件产品；薄壁承力轴由柱段和端面法兰整体构成的一定厚度结构，是常见的舱段、罩体、卫星支架类产品内部主承载结构，具有较高的装配型面要求。相对于传统的承立轴金属结构，复合材料薄壁承立轴不仅具有质轻、高强、耐腐蚀和尺寸稳定性等特点，且柱段与端面法兰具有一体化整体成型的优点；但常见的采用单一阳模成型，不能充分保证柱段外立面的高精度安装要求；而采用阳模铺贴、固化模包覆固化，又容易在柱段区域与端面法兰出现复合材料产品常见的分层现象，直接影响结构件的力学性能。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的在于提供一种薄壁承力轴件结构的模具和成型方法,以解决薄壁承力轴件结构成型过程中高精度与低损伤相融合的技术问题。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术的薄壁承力轴件结构的模具和成型方法的具体技术方案如下：
[0005]一种薄壁承力轴件结构的模具，包括预制体成型模具、硅胶柱体工装、固化模具；所述制体成型模具包括T型柱体、法兰盖板、预制固定螺钉；所述定位固化模具包括上U形槽体、下U形槽体、端面盖板、固化固定螺钉；所述的预制体成型模具用于预制体制备成型，所述的硅胶柱体工装和固化模具用于产品的固化成型。
[0006]进一步，T型柱体具备一个柱状体段和一个盘状体段，T型柱体的柱状体段端面中部设置预制固定螺钉用于和法兰盘盖板进行连接紧固形成预制面，柱状体段用于成型薄壁承立轴件的柱段；
[0007]法兰盖板上设置有预制紧固孔和预制反顶孔、预制紧固孔用于通过T型柱体上的预制固定螺钉和T型柱体连接紧固；预制反顶孔用于铺贴完成后预制件的脱模；
[0008]所述的T型柱体与法兰盖板通过预制固定螺钉连接组装，T型柱体的盘状体段和法兰盘盖板用于成型轴件的法兰端面；可以采用铺贴工艺在组合好的预制体成型模具内侧进行薄壁承立轴件的预铺贴。
[0009]进一步，所述的固化模具中，上U形槽体和下U形槽体用于包覆于预制体外侧柱段立面，硅胶柱体工装装入薄壁承立轴件预制体内侧柱段立面，
[0010]上U形槽体上设置有固化紧固孔；下U形槽体设置有与只对应的紧固孔；通过固化固定螺钉将U形槽体和下U形槽体连接紧固，形成固化腔，端面盖板封装薄壁承立轴件预制体的法兰端面。
[0011]进一步，上U形槽体上设置有用于脱模的固化反顶孔；
[0012]上U形槽体和下U形槽体包覆于预制体外侧柱段立面的模具尺寸与薄壁承立轴件
相当，端面盖板上的板孔的形状和尺寸为薄壁承力轴件结构成品的内腔的形状和尺寸。
[0013]进一步，硅胶柱体工装为与薄壁承立轴件预制体内侧柱段内腔形状相同，硅胶柱体工装为大小与薄壁承立轴件预制体内侧柱段内腔相同或略小于内腔。
[0014]进一步，所述的预制体成型模具、固化模具均采用数控加工制造，材质选用铝合金或钢材。
[0015]进一步，硅胶柱体工装采用R10301硅橡胶，经固化模具中上U形槽体、下U形槽体的浇筑成型，其中，硅胶柱体直径可由上U形槽体、下U形槽体成型面所铺贴的脱模布层数控制。
[0016]本专利技术还提供了一种薄壁承力轴件结构的成型方法，步骤包括：
[0017]S1，对所用预制体成型模具1进行清理，清理完成后，将T型柱体连接组装；
[0018]S2，T型柱体和法兰盖板连接组装后，依据相应预浸料在模具成型面进行预制体制备操作；
[0019]S3，薄壁承立轴件预制体完成，将预制体于低温环境中密封，并进行冷冻定型处理；
[0020]S4，在低温条件下，基于法兰盖板脱模孔反顶脱模法兰盖板，然后脱模预制体；
[0021]S5，将固化模具中的上U形槽体、下U形槽体先试装于预制体外侧柱段立面，再将硅胶柱体工装装入预制体内侧柱段立面，然后上U形槽体、下U形槽体7的固定螺钉，最后将端面盖板封装预制体法兰端面；
[0022]S6，将待固化薄壁承力轴预制体进行封装并进行抽真空操作；然后转运至热压灌固化；
[0023]S7，产品固化降温至脱模温度后，转运出罐，基于上U形槽体的固化反顶孔使上U形槽体和下U形槽体进行脱模，脱模采用相应螺栓反顶脱模；
[0024]S8，清理产品边缘轮廓所产生的富树脂毛边，清理模具。
[0025]进一步，S5中封装操作可以采用缠绕膜紧密缠绕或将整个模具至于真空袋中。
[0026]进一步，S4中所述低温为0至
‑
20℃。
[0027]进一步，S4中所述低温为
‑
10℃。
[0028]进一步，S7中的脱模温度为60至90℃。
[0029]进一步，S7中的脱模温度为80℃。
[0030]本专利技术的一种薄壁承力轴件结构的模具和成型方法具有以下优点：
[0031]1、采用分体组装的铺贴模具，在兼具铺贴、脱模功能同时，实现了薄壁承力轴件柱段与两侧法兰一体化整体成型；
[0032]2、基于预制体较低温条件定型，并在低温、密封状态下，进行预制体脱模；
[0033]3、基于外侧分瓣固化模具，采用硅橡胶热胀原理设计柱段硅胶工装，解决了柱段区域与端面法兰常见的分层现象；
[0034]4、基于原有固化模具，采用反顶孔和高温条件下脱模方法，避免了室温条件下脱模对产品表面的损伤。
附图说明
[0035]图1为本专利技术的薄壁承力轴件结构的预制体成型模具示意图；
[0036]图2为本专利技术的薄壁承力轴件结构的硅胶柱体工装示意图；
[0037]图3为本专利技术的薄壁承力轴件结构的固化模具组装示意图；
[0038]图4为本专利技术的薄壁承力轴件结构的固化模具未组装示意图；
[0039]图5为本专利技术的薄壁承力轴件结构示意图；
[0040]图6为本专利技术的薄壁承力轴件结构B
‑
B剖面图；
[0041]图中标记说明：1、预制体成型模具，2、T型柱体，3、法兰盖板，3
‑
1、预制紧固孔，3
‑
2、预制反顶孔，4、硅胶柱体工装，5、固化模具，6、上U形槽体，6
‑
1、固化紧固孔，6
‑
2、固化反顶孔，7、下U形槽体，8、端面盖板,8
‑
1、板孔，9、固定螺钉，9
‑
1、预制固定螺钉，9
‑
2、固化固定螺钉，10、薄壁承立轴件，11固化腔。
具体实施方式
[0042]为了更好地了解本专利技术的目的、结构及功能，下面结合附图，对本专利技术一种薄壁承力轴件结构的模具和成型方法做进一步详细的描述。
[0043]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种薄壁承力轴件结构的模具，具体技术方案如下：
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种薄壁承力轴件结构的模具，其特征在于，包括预制体成型模具(1)、硅胶柱体工装(4)、固化模具(5)；所述预制体成型模具(1)包括T型柱体(2)、法兰盖板(3)、预制固定螺钉(9
‑
1)；所述定位固化模具(5)包括上U形槽体(6)、下U形槽体(7)、端面盖板(8)、固化固定螺钉(9
‑
2)；所述的预制体成型模具(1)用于预制体制备成型，所述的硅胶柱体工装(4)和固化模具(5)用于产品的固化成型。2.根据权利要求1所述的薄壁承力轴件结构的模具，其特征在于，T型柱体(2)具备一个柱状体段和一个盘状体段，T型柱体(2)的柱状体段端面中部设置预制固定螺钉(9
‑
1)用于和法兰盘盖板(3)进行连接紧固形成预制面，柱状体段用于成型薄壁承立轴件(10)的柱段；法兰盖板(3)上设置有预制紧固孔(3
‑
1)和预制反顶孔(3
‑
2)、预制紧固孔(3
‑
1)用于通过T型柱体(2)上的预制固定螺钉(9
‑
1)和T型柱体(2)连接紧固；预制反顶孔(3
‑
2)用于铺贴完成后预制件的脱模；所述的T型柱体(2)与法兰盖板(3)通过预制固定螺钉(9
‑
1)连接组装，T型柱体(2)的盘状体段和法兰盘盖板(3)用于成型轴件的法兰端面；可以采用铺贴工艺在组合好的预制体成型模具(1)内侧进行薄壁承立轴件(10)的预铺贴。3.根据权利要求1所述的薄壁承力轴件结构的模具，其特征在于，所述的固化模具(5)中，上U形槽体(6)和下U形槽体(7)用于包覆于预制体外侧柱段立面，硅胶柱体工装(4)装入薄壁承立轴件(10)预制体内侧柱段立面，上U形槽体(6)上设置有固化紧固孔(6
‑
1)；下U形槽体(7)设置有与只对应的紧固孔；通过固化固定螺钉(9
‑
2)将U形槽体(6)和下U形槽体(7)连接紧固，形成固化腔(11)，端面盖板(8)封装薄壁承立轴件(10)预制体的法兰端面。4.根据权利要求1所述的薄壁承力轴件结构的模具，其特征在于，上U形槽体(6)上设置有用于脱模的固化反顶孔(6
‑
2)；上U形槽体(6)和下U形槽体(7)包覆于预制体外侧柱段立面的模具尺寸与薄壁承立轴件(10)相当，端面盖板(8)上...

【专利技术属性】
技术研发人员：王翔华，张毅，唐泽辉，刘希超，刘振，朱超，孟宪慧，张源，孙秋迎，
申请(专利权)人：天津爱思达航天科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：