【技术实现步骤摘要】
本申请涉及飞机工艺装备制造，特别是大尺寸复合材料机翼壁板蒙皮的成型模具及其制造方法。
技术介绍
1、复合材料成型主要依靠成型模具铺贴热压固化成型，由于180℃～220℃的热压温度变化影响，大尺寸复合材料产品成型外形及结构精度受模具的热膨胀特性影响极大，这种结构在长曲面产品如机翼翼盒壁板蒙皮制造过程中特别明显。基于该特性，大尺寸复合材料产品成型模具采用与复合材料产品热膨胀系数接近的英瓦钢材料进行模具设计与制造。但是，由于英瓦钢价格约是普通钢材的五十倍，所以，大量采用英瓦钢进行大尺寸大面积曲面结构的模具制作成本非常高。
2、基于降低英瓦钢工装成本的思路，目前部分地方对于平板类、直线长条类产品进行了一些探索，采用组合式英瓦钢外形框架，英瓦钢采用板式框架结构，英瓦钢重量占比最大降低了1/2左右。
3、但是，对于降低成本是市场企业永恒追求的目标，对于一台大型机翼翼盒蒙皮成型壁板动则几千万的模具成本，降低1/2还是不够的。基于大幅降低长曲面复材产品英瓦钢模具的成本，迫切需要探索具有更低成本的一种长曲面复材产品低成本点阵模具及其制造方法。
技术实现思路
1、本申请的目的是提供一种复材机翼蒙皮点阵成型模具及其制造方法，该方法适合于受热膨胀影响且结构为高价值材料的复材机翼蒙皮成型模具制造。
2、为达到以上目的，本申请采取如下技术方案予以实现：
3、一种复材机翼蒙皮点阵成型模具，包含基体、外形板、多个支撑座以及安装在支撑座上的外形支撑块；多个支撑座点阵分
4、外形板材料为英瓦钢，外形支撑块、基体、支撑座材料为碳钢。
5、点阵为等间距分布，其长宽方向间距均小于外形板的厚度的10倍。
6、最小基准平面通过如下过程产生：
7、1、抽取产品的四角顶点；
8、2、四角顶点进行对角连线形成两条对角线，并取两条对角线中点进行连线形成一条中点线；
9、3、取中点线的中点作为基准点，分别取两条对角线的平行线；
10、4、基准点与两条平行线构件出最小基准平面。
11、外形支撑块安装孔，包括配合孔、大圆孔、长圆孔及大长圆孔，配合孔设置在沿产品最大长度与最大宽度交汇点位置所对应的一个支撑座的上表面；大圆孔设置在沿产品最大宽度位置除交汇点位置所对应的一排支撑座的上表面；长圆孔设置在沿产品最大长度位置除交汇点位置所对应的一排支撑座的上表面；大长圆孔设置在其余支撑座的上表面。
12、长圆孔的圆心距大于两组距离最远支撑座间距的1/2000。
13、大圆孔的孔径等于配合孔的孔径与产品最大宽度尺寸1/2000之和。
14、大长圆孔的圆半径与大圆孔半径一致，大长圆孔的圆心距与长圆孔的圆心距一致。
15、一种复材机翼蒙皮点阵成型模具制造方法，包括以下步骤：
16、1、分别加工基体和支撑座，基体上表面加工出支撑座的安装基准，将支撑座按照长宽方向安装固定在基体上表面，并在支撑座上表面制出配合孔、大圆孔、长圆孔及大长圆孔；
17、2、将产品外形曲面展开为平面，将外形支撑块四边轮廓投影至外形板上，投影轮廓线随曲面展开至平面状态位置并刻线标记，根据展开平面下料；
18、3、外形板初步成形，并对外形板面范围内进行气密检查；
19、4、精加工外形支撑块；
20、5、以初步成型的外形板外形为基准，按照标记线位置，焊接固定外形支撑块；
21、6、带外形支撑块的外形板安装在支撑座上表面，安装前在支撑座上表面涂润滑脂，安装过程中，大圆孔、长圆孔、大长圆孔位置的螺栓采用定力扳手拧紧，拧紧力与支撑座上表面摩擦系数的乘积小于外形板的热膨胀应力。
22、7、在外形板连接固定后，对外形板进行数控精加工，形成最终的产品的成型模具外形。
23、本申请的优点在于利用膨胀方向单一化原理，将机翼翼盒壁板蒙皮模具的英瓦钢缩减至近外形区域，实现了复合材料机翼蒙皮成型模具英瓦钢总重量占比和模具总成本降低80％，对复合材料模具制造具有普遍适用性。
24、以下结合附图及实施例对本申请作进一步的详细描述。
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1.一种复材机翼蒙皮点阵成型模具，其特征在于包含基体、外形板、多个支撑座以及安装在支撑座上的外形支撑块；多个支撑座点阵分布并固定在基座上，支撑座的下表面为最小基准平面，支撑座上表面设置有不同规格和形状的外形支撑块安装孔，外形支撑块可在支撑座上沿基体的长度和宽度方向有限滑动，外形板的型面与产品外形一致，外形板固定在外形支撑块上并撑托产品。
2.权利要求1所述的一种复材机翼蒙皮点阵成型模具，其结构特征在于外形板材料为英瓦钢，外形支撑块、基体、支撑座材料为碳钢。
3.权利要求1所述的一种复材机翼蒙皮点阵成型模具，其特征在于点阵为等间距分布，其长宽方向间距均小于外形板的厚度的10倍。
4.权利要求1所述的一种复材机翼蒙皮点阵成型模具，所述的特征在于所述的最小基准平面通过如下过程产生：
5.权利要求1所述的一种复材机翼蒙皮点阵成型模具，其结构特征在于所述的外形支撑块安装孔，包括配合孔、大圆孔、长圆孔及大长圆孔，配合孔设置在沿产品最大长度与最大宽度交汇点位置所对应的一个支撑座的上表面；大圆孔设置在沿产品最大宽度位置除交汇点位置所对应的一排支撑座
6.权利要求5所述的一种复材机翼蒙皮点阵成型模具，其特征在于长圆孔的圆心距大于两组距离最远支撑座间距的1/2000。
7.权利要求5所述的一种复材机翼蒙皮点阵成型模具，其特征在于大圆孔的孔径等于配合孔的孔径与产品最大宽度尺寸1/2000之和。
8.权利要求5所述的一种长曲面产品的热膨胀材料模具，其特征在于大长圆孔的圆半径与大圆孔半径一致，大长圆孔的圆心距与长圆孔的圆心距一致。
9.一种复材机翼蒙皮点阵成型模具制造方法，其特征在于使用权利要求1-8中任一权利要求所述的一种复材机翼蒙皮点阵成型模具，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种复材机翼蒙皮点阵成型模具，其特征在于包含基体、外形板、多个支撑座以及安装在支撑座上的外形支撑块；多个支撑座点阵分布并固定在基座上，支撑座的下表面为最小基准平面，支撑座上表面设置有不同规格和形状的外形支撑块安装孔，外形支撑块可在支撑座上沿基体的长度和宽度方向有限滑动，外形板的型面与产品外形一致，外形板固定在外形支撑块上并撑托产品。
2.权利要求1所述的一种复材机翼蒙皮点阵成型模具，其结构特征在于外形板材料为英瓦钢，外形支撑块、基体、支撑座材料为碳钢。
3.权利要求1所述的一种复材机翼蒙皮点阵成型模具，其特征在于点阵为等间距分布，其长宽方向间距均小于外形板的厚度的10倍。
4.权利要求1所述的一种复材机翼蒙皮点阵成型模具，所述的特征在于所述的最小基准平面通过如下过程产生：
5.权利要求1所述的一种复材机翼蒙皮点阵成型模具，其结构特征在于所述的外形支撑块安装孔，包括配合孔、大...
【专利技术属性】
技术研发人员：王守川，杨锋，王鸿昇，王乐蕾，张炜，李卫平，
申请(专利权)人：中航西安飞机工业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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