本发明专利技术属于树脂基复合材料成型技术，涉及一种整体成型“J”型加筋复合材料壁板的模具。本发明专利技术的模具包括外形模1、定位块2、上凸缘成型模3、限位模4、下凸缘成型模5和辅助模6。本发明专利技术以外形模1为基准，定位块2、上凸缘成型模3、限位模4依次定位，通过控制组装后的上凸缘成型模3和限位模4的位置精度来保证“J”型加筋上凸缘外型面精度及加筋轴线位置精度，不仅降低了模具制造成本同时缩短了制造周期。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于树脂基复合材料成型技术，涉及一种整体成型“J”型加筋复合材料壁板的模具。
技术介绍
目前，飞机上越来越多的部位采用了复合材料，利用先进复合材料高比强度、高比刚度以及可设计性等优点减轻结构重量，提高飞机机动性或运载能力。随着复合材料用量的不断扩大，复合材料的应用部位从次承力构件越来越多的应用到了主承力构件，结构形式也由简单的单个零件到结构复杂的整体构件。典型的飞机构件如机翼、垂尾等结构件多采用上、下蒙皮与多根加筋组合的结构·形式。传统的成型方法一般是将上、下蒙皮及加筋分别固化后，采用紧固件进行机械连接，或采用胶接的手段形成壁板结构。这种成型方案模具结构比较简单，但对于型面复杂的构件，由于各个零件单独固化后均呈刚性状态，存在协调关系的各零件的形状尺寸必须依靠提高模具制造精度来实现，模具制造费用高。同时大量紧固件的应用不仅成本高还降低结构的减重效率。随着复合材料用量的不断扩大，结构减重和降低成本的需求更显突出，因此飞机结构设计部门将更多复合材料构件设计为整体结构，这样，结构制造技术也就面临着更大的挑战。对于一般的没有装配要求或精度要求不高的“ J”型加筋壁板，通常在“ J”型加筋带有上凸缘的加筋内侧采用阳模，另一侧和加筋上凸缘外型面则采用刚性较小的模具，成型过程中复合材料按阳模型面成型，这样的模具结构可以保证“J”型加筋的内形质量，但加筋的外形尺寸偏差较大。由于某些加筋壁板类构件不仅需要加筋来增强壁板刚度还需要通过加筋与上蒙皮或金属件进行连接，对加筋的位置及上凸缘外型面的型面精度提出了比较高的要求。为解决型面偏差造成的装配协调问题，通常采用二次补偿的方法，即零件成型后在专用工装上对上凸缘外型面进行二次补偿，不仅增加了工装成本，而且增加了材料和工艺成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种整体成型“J”型加筋复合材料壁板的模具，以满足装配和外形对“J”型加筋复合材料壁板上凸缘外型面的精度要求。本专利技术的技术解决方案模具由外形模、定位块、上凸缘成型模、限位模和下凸缘成型模及辅助模组成。(a)外形模的型面依据“J”型加筋壁板蒙皮理论外形设计，长度、宽度方向尺寸较零件理论外形单边各增加50 300mm ；(b)定位块位于外形模上“J”型加筋轴线位置的两端，与外形模采用焊接或机械连接，定位块长度为30 100mm，宽度与上凸缘成型模宽度一致，定位块的高度依据上凸缘成型模与外形模之间的距离确定；(C)上凸缘成型模位于“J”型加筋上凸缘外型面，上凸缘成型模采用刚性材料，截面为“工”字型，上凸缘成型模的腹板面与“ J”型加筋的腹板面平行，上凸缘成型模的下凸缘的下表面为“ J”型加筋上凸缘外型面的型面，上凸缘成型模的型面依据“ J”型加筋上凸缘理论外形确定，上凸缘成型模的长度与固定在外形模上的相应加筋轴线两端的定位块外侧的距离相等，上凸缘成型模的型面宽度大于“J”型加筋上凸缘宽度15 45mm，上凸缘成型模与定位块采用销钉定位后，再用螺钉连接；(d)限位模位于“J”型加筋无上凸缘一侧，与上凸缘成型模采用销钉定位后，再用螺钉连接，限位模的厚度为5 15mm，长度方向较加筋的理论边缘单边增加10 30mm ;限位模的侧型面依据“ J”型加筋无上凸缘一侧的腹板面的理论外形确定，限位模的下型面依据下凸缘成型模的上表面的理论外形确定；(e)下凸缘成型模置于“J”型加筋无上凸缘一侧的下凸缘的上表面，与限位模组合成加筋外侧成型模，辅助模置于“J”型加筋有上凸缘一侧，构成加筋内侧成型模。 所述的限位模的上表面不低于“J”型加筋的上凸缘的外型面。所述的限位模的上表面与上凸缘成型模的下凸缘的下表面配合，限位模的侧边与上凸缘成型模的下凸缘的侧边平齐。所述的限位模的侧型面与上凸缘成型模的侧边配合，限位模的上表面与上凸缘成型模下凸缘的上表面平齐。所述的置于“J”型加筋无上凸缘一侧的下凸缘的上表面的下凸缘成型模的外边缘突出于“J”型加筋下凸缘的O 15mm，置于“J”型加筋有上凸缘一侧的辅助模的下边缘的外边缘突出于“J”型加筋下凸缘O 15mm，辅助模的上边缘的外边缘突出于“J”型加筋的上凸缘边缘5 30_。所述的上凸缘成型模的型面与“J”型筋上凸缘的外型面有O. 5° I. 5°的夹角。本专利技术的优点(I)将上凸缘成型模在外形模定位块上定位，限位模在上凸缘成型模上定位，通过外形模、定位块、上凸缘成型模、限位模依次定位的方式，可有效保证“J”型加筋壁板上凸缘外型面、“J”型加筋轴线位置与壁板蒙皮型面之间的协调关系。(2)模具设计过程中外形模、定位块、上凸缘成型模、限位模与壁板蒙皮数模统一协调，通过控制组装后的上凸缘成型模和限位模的型面和位置精度，一方面可有效保证多墙壁板上凸缘外型面的高精度要求，另一方面减小了单个模具零件的制造精度，降低了模具制造成本。(3)采用该整体成型“J”型加筋复合材料壁板的模具，可实现一次整体成型出的多根“J”型加筋上凸缘外型面共面，满足外形和装配对上凸缘外型面的高精度要求，省掉了传统的二次型面补偿法带来的工装、材料和工艺成本，真正实现了复合材料低成本制造。附图说明图I “J”型加筋壁板典型结构示意图；图2整体成型“J”型加筋复合材料壁板的典型模具结构示意图；图3实施例I盒段结构及组成示意图；图4实施例I上凸缘成型模与限位模、下凸缘成型模及辅助模之间的位置关系；图5实施例I上凸缘成型模与定位块、外形模的位置关系示意图；图6实施例2盒段结构及组成示意图；图7实施例2上凸缘成型模截面尺寸；图8实施例2上凸 缘成型模与限位模、下凸缘成型模及辅助模之间的位置关系；图9实施例3 “ J”型加筋壁板结构示意图；图10实施例3 “ J”型加筋壁板外形模与零件位置关系示意图；图11实施例3上凸缘成型模截面尺寸；图12实施例3上凸缘成型模与限位模、下凸缘成型模及辅助模之间的位置关系；图13实施例3上凸缘成型模与定位块、外形模的位置关系示意图。具体实施例方式下面对本专利技术做进一步详细说明。以图I所示典型结构为例，该加筋壁板为纵向带有两根“ J”型截面加筋的壁板结构，采用缝合/RFI工艺整体成型，为满足上蒙皮与加筋壁板的装配质量，要求两根“J”型加筋上凸缘外型面与上蒙皮内表面共面。采用传统模具方案成型的加筋壁板几乎不能满足多个筋条上凸缘外型面的共面精度要求，通常需要对成型后的“J”型加筋壁板上凸缘再进行机械加工或工艺补偿。该方法不仅增加了机械加工和额外工装的成本，而且补偿工序占用制造周期。为此我们设计了本专利技术的解决方案。其成型模具参见图2，本专利技术的成型模具包括外形模I、定位块2、上凸缘成型模3、限位模4、下凸缘成型模5和辅助模6。按蒙皮外形设计外形模I来保证壁板的外形，以外形模I为基准，在每根“J”型加筋的前后两端距离零件边缘> 20mm的位置设计定位块2，定位块2在外形模I上定位。上凸缘成型模3选用刚性的金属材料，如A3钢等，截面选取“工”字型截面形式，上凸缘成型模3在定位块2上采用销钉定位，然后螺钉连接，通过定位块2来保证上凸缘成型模3的位置。限位模4与上凸缘成型模3采用销钉定位、螺钉连接，通过上凸缘成型模3来定位限位模4，结合下凸缘成型模5及辅助模6，完成加筋的定位及成型。至此，以外形模I为基准，定位块2、上凸缘成型模3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种整体成型“J”型加筋复合材料壁板的模具，其特征在于：（a）外形模（1）的型面依据“J”型加筋壁板蒙皮理论外形设计，长度、宽度方向尺寸较零件理论外形单边各增加50～300mm；（b）定位块（2）位于外形模（1）上“J”型加筋轴线位置的两端，与外形模（1）采用焊接或机械连接，定位块（2）长度为30～100mm，宽度与上凸缘成型模（3）宽度一致，定位块（2）的高度依据上凸缘成型模（3）与外形模（1）之间的距离确定；（c）上凸缘成型模（3）位于“J”型加筋上凸缘外型面（10），上凸缘成型模（3）采用刚性材料，截面为“工”字型，上凸缘成型模（3）的腹板面与“J”型加筋的腹板面（9）平行，上凸缘成型模（3）的下凸缘的下表面为“J”型加筋上凸缘外型面（10）的型面，上凸缘成型模（3）的型面依据“J”型加筋上凸缘理论外形确定，上凸缘成型模（3）的长度与固定在外形模（1）上的相应加筋轴线两端的定位块（2）外侧的距离相等，上凸缘成型模（3）的型面宽度大于“J”型加筋上凸缘宽度15～45mm，上凸缘成型模（3）与定位块（2）采用销钉定位后，再用螺钉连接；（d）限位模（4）位于“J”型加筋无上凸缘一侧，与上凸缘成型模（3）采用销钉定位后，再用螺钉连接，限位模（4）的厚度为5～15mm，长度方向较加筋的理论边缘单边增加10～30mm；限位模（4）的侧型面依据“J”型加筋无上凸缘一侧的腹板面的理论外形确定，限位模（4）的下型面依据下凸缘成型模（5）的上表面的理论外形确定；（e）下凸缘成型模（5）置于“J”型加筋无上凸缘一侧的下凸缘的上表面（11），与限位模（4）组合成加筋外侧成型模，辅助模（6）置于“J”型加筋有上凸缘一侧，构成加筋内侧成型模。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高艳秋，赵龙，刘强，
申请(专利权)人：中航复合材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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