用于制造可变尺度、成形的复合加强件的方法和设备技术

一种用于制造可变尺度、成形的复合加强件的方法和设备。本发明专利技术公开一种用于将复合装料形成为成形的复合叶片纵梁的设备，该设备包括沿着其长度能够弯曲的细长的冲头和细长的冲模。通过利用该冲头将装料驱进该冲模中使该装料被压制成形。该冲头和冲模安装在一堆柔性板之间。与板连接的压力机通过将该板弯曲成希望的轮廓使该装料成形/形成轮廓。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的涉及制造复合结构，特别是涉及用于将平板状的复合装料(charge )形成为诸如可变尺度/量规(gauge)叶片式加强件的成形的/轮廓的(contoured)加强结构的方法和设备。
技术介绍
诸如有时候称为叶片纵梁的叶片式加强件的复合加强子结构/底部结构，经常用在船舶和飞机工业中。这些纵梁通过组合两个或两个以上的加强部件来制造。例如，叶片式纵梁可以通过背靠背组合具有L形或C形截面形状的两个部件来制造。这些部件可以通过在心轴或其他工具上热褶皱形成多个复合装料而被形成。在形成之后，该部件背靠背放置并且在蒸压器中共固化。利用多个分开的装料制造叶片纵梁需要多个工具，是相对劳动　密集的并且可以增加制造流程时间。在一些应用中，诸如上面提到的叶片纵梁的加强件可以需要沿着其长度成形(contoured),以便使它们与连接在其上的诸如成形的飞机蒙皮的结构相符。但是，当试图利用常规的工具形成高度地成形的纵梁时，由于在装料被压紧时装料中的层片/厚度(ply)的趋势，可能遇到困难。因此，利用复合材料高度地成形纵梁的制造通常限制于手工敷层技术，其中每个层片用手铺设在冲模或其他工具上，以便减少层片收缩的可能性。手工敷层技术是劳动密集的，因此除了速度比较慢之外成本也高。在纵梁的一个或多于一个区包括层片减少/厚度下降(ply drop-offs)和/或层片增加/厚度增加(pad-ups)以便使纵梁与局部蒙皮成形相符的情况下，存在增加的挑战。因此，需要用于利用比较简单的工具形成的单个复合装料制造诸如叶片纵梁的复合加强件的方法和设备。还需要能够沿着其长度成形纵梁的上面提到的方法和设备，包括利用层片的减少或增加设置的成形。
技术实现思路
公开的实施例提供一种用于利用简化的工具将单个复合装料形成为希望的纵梁结构来制造叶片式纵梁的方法和设备。由于不需要形成多个装料和装配多个加强部件以便实现希望的纵梁结构可以减少加工成本和操作流程时间。该实施例通过沿着纵梁的长度容纳/适应(accommodate)层片增加和层片减少能够定位纵梁的成形。在减少层片收缩和/或减少层片不对齐的情况下，在成形期间该装料可以沿着其长度成形。根据一个公开的实施例，提供一种用于形成复合装料成形的叶片纵梁的设备。该设备包括沿着其长度可弯曲的/弹性的(flexible)冲头/冲压机和沿着其长度可弯曲的细长的冲模，在该冲模上大致平板状的装料可以由冲头压制形成。该设备还包括分别支撑该第一和第二层片的第一和第二柔性板，以及连接于叶片的压力机，用于将冲头和冲模形成希望的轮廓。根据另一个实施例，提供用于将复合装料形成为具有凸缘的成形叶片纵梁的设备，该凸缘具有至少一个厚度变化。该设备包括第一和第二柔性板，以及细长的冲头和细长的冲模。大致平板状的复合装料可以在该冲头和冲模之间压制形成。该冲头和冲模沿着其各自的长度是可弯曲的，并且被夹在第一和第二板之间。该设备包括设置在该板中的一个和冲模之间的至少一个第一垫片，用于在压制成形期间经过厚度变化在装料上保持基本恒定的压力。该设备还包括压力机，用于弯曲该板使部件和冲模成形/形成轮廓(contour)。该垫片是大致柔性的。根据另一个实施例，提供一种用于制造复合叶片纵梁的方法。该方法包括通过利用冲头将装料推进冲模的模腔中，将大致平板状的装料形成为具有一对凸缘的帽子形状。板装载在冲模上覆盖该凸缘，并且冲头被强加在该板上以压紧并保持该凸缘。通过在该板被冲头压紧在凸缘上时通过挤压该冲模该帽子形状形成为纵梁的叶片。 根据又一个实施例，提供一种用于制造成形的复合叶片纵梁的方法。该方法包括将大致平板状的复合装料放置在冲模上，并且利用冲头将该装料形成物(the formagainst the charge)压入冲模的模腔中，将平板状的装料形成为帽状物。该方法还包括当形成的装料处在冲模中时通过弯曲该冲模使该形成的装料成形/形成轮廓(contouring)。使形成的装料成形/形成轮廓包括在冲头处在冲模中时弯曲该冲头。总之，根据本专利技术的一方面，提供一种用于使复合装料形成为成形的叶片纵梁的设备，该设备包括沿着其长度可弯曲的细长的冲头；沿着其长度可弯曲的细长的冲模，大致平板状的复合装料由冲头压制形成在该冲模上；分别支撑该第一和第二冲模的第一和第二柔性板；以及与该板连接的用于改变该冲头和冲模的轮廓的冲模和冲头轮廓改变机构。该设备有利的是，其中该冲头是大致平面的并且包括多个单独的冲头部分。该设备有利的是，其中该冲模包括间隔开的第一和第二冲模部分，在其之间形成可以接纳冲头的模腔。该设备有利的是，其中该冲模部分朝着彼此能够横向地移动以挤压其之间的装料，并且该设备还包括可膨胀的部件，用于对挤压该装料的冲模部分施加横向力。该设备有利的是，其中该可膨胀的部件包括一对可充气的软管，其分别在该冲模部分的相对侧上并且适合连接于加压的空气源。有利的是，该设备还包括至少一个垫片，该垫片适合于接合该装料并具有大体与该装料中的局部外形匹配的外形。有利的是，该设备还包括与该第一和第二板连接的压力机，用于在该装料在冲头和冲模之间时使该板成形/形成轮廓(contouring)。有利的是，该设备还包括可拆卸地安装在冲模和冲头之间的板，用于在该装料成形期间保持该装料的一部分。根据本专利技术的另一方面，提供一种用于将复合装料形成为具有凸缘的成形的叶片纵梁的设备，该凸缘具有至少一个厚度变化，该设备包括第一和第二柔性板；细长的冲头和细长的冲模，大致平板状的复合装料可以在其之间压制形成，该冲头和冲模沿着其各自的长度是可以弯曲的，并且被夹在该第一和第二板之间；以及设置在该板中的一个和冲模之间的至少一个第一垫片；以及压力机，用于弯曲该板以使冲头和冲模成形/形成轮廓。该设备有利的是，其中该垫片是大致柔性的。有利的是，该设备还包括第二垫片，并且其中该第一垫片设置在冲模的第一侧和第一板之间，并且该第二垫片设置在冲模的第二侧和第二板之间。该设备有利的是，其中该冲头是大致平面的并且包括多个单个的冲头部分，该冲模包括间隔开的第一和第二可弯曲的冲模部分，在其之间形成可以接纳冲头的模腔。有利的是，该设备还包括一对可充气的软管，该对可充气的软管分别在该冲模部分的相对侧上并且适合连接于加压的空气源的，用于对该冲模部分施加横向力。该设备有利的是，其中该第一垫片包括大致对应于该厚度变化的锥形。根据本专利技术的再一方面，提供一种用于制造复合叶片纵梁的方法，包括形成大致平板状的装料；利用冲头通过将该大致平板状的装料驱动到冲模的模腔中使该装料形成具有一对凸缘的帽子形状；从模腔中退出冲头；将板装载在冲模上覆盖该凸缘；通过迫使冲头抵靠在该板上将凸缘部分保持抵靠在冲模上；以及在该凸缘部分保持在冲模上的同时利用冲模挤压该帽状物将得到的帽子形状形成为叶片。有利的是，该方法还包括将装料放置在冲模中。有利的是，该方法还包括将加热毯放置在冲模上的装料上；并且利用该加热毯将该装料加热到成形温度。有利的是，该方法还包括在形成叶片之前通过使冲模和冲头成形/形成轮廓使装料沿着其的长度成形/形成轮廓。有利的是，该方法还包括在形成叶片之后通过使冲模和冲头成形/形成轮廓使装料沿着其的长度成形/形成轮廓。有利的是，该方法还包括在已经形成叶片之后将填充物放置在该凸缘部分之间；将板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将复合装料形成为成形的叶片纵梁的设备，其包括：沿着其长度可弯曲的细长的冲头；沿着其长度可弯曲的细长的冲模，大致平板状的复合装料通过冲头被压制形成在该冲模上；分别支撑该第一和第二冲模的第一和第二柔性板；以及与该板连接并且用于改变该冲头和冲模的轮廓的冲模和冲头轮廓改变机构。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D·M·罗特尔，M·R·查普曼，B·A·考克森，P·E·尼尔森，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：