复合材料边缘密封辅助工具及密封方法
【专利摘要】本发明涉及一种复合材料边缘密封辅助工具及密封方法，属于复合材料制造【技术领域】。该密封辅助工具本体的一侧制有弧形凹槽；当复合材料制件边缘厚度变化时，所述的弧形凹槽可利用面积随之变化。本发明采用自制的密封工具，有效降低成本，并且实现了边缘密封厚度可控，保证边缘无毛刺，无需后续修整，大大提高了工作效率。实施后，改进效果明显，边缘密封质量得到完美控制，复合材料制件边缘再无毛刺产生，有效避免了裂纹扩展，且厚度均匀，满足客户要求；且操作容易，在保证边缘密封质量的同时，大幅度提高了工作效率。
【专利说明】复合材料边缘密封辅助工具及密封方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于复合材料制造【技术领域】，尤其是一种复合材料边缘密封辅助工具及密 封方法。具体将数学模型应用于生产实践，完成复合材料制件边缘密封。
【背景技术】
[0002] 当前阶段，飞机上复合材料的应用率达40%以上，为防止复合材料零件切割之后 边缘产生二次分层、裂纹扩展和边缘受潮等不利因素出现，会对复合材料制件边缘进行密 封。传统边缘密封工艺方法为用笔刷蘸取封边剂对边缘进行密封。该工艺方法局限性大， 只能面向黏度较小的封边剂，而且密封不彻底，会出现漏涂和涂层不均匀的现象，传统工艺 方法不能保证边缘密封后封边剂的厚度，对零件后续加工造成极大影响。将传统工艺应用 于飞机复合材料制件边缘密封中，其劣势被放大：
[0003] 1、新型胶粘剂黏度极大，胶粘剂在毛刷上产生粘连，导致零件边缘厚度不均，不能 满足客户要求。
[0004] 2、封边效率低，不能保证复材制件在该新型胶粘剂壶装寿命之内完成边缘密封。
[0005] 3、后续修整花费时间长，严重影响工作效率。
【发明内容】
[0006] 为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种用于复合材料边缘密的密封辅助 工具。
[0007] 本发明的另一目的是提供一种利用该密封工具针对复合材料边缘进行密封的方 法。
[0008] 本发明的目的是通过下述技术方案实现的：一种复合材料边缘密封辅助工具，其 特征在于：该密封辅助工具本体的一侧制有弧形凹槽；所述的弧形凹槽大小与附着胶粘剂 的复合材料制件边缘厚度相匹配。
[0009] -种复合材料边缘密封方法，其特征在于，步骤如下：
[0010] (1)建立数学模型，模拟封边过程：利用CATLA软件将实际生产中的边缘密封过程 模拟，输入待封边的复合材料制件参数，建立三维模型；
[0011] (2)定量分析，建立函数方程：将三维模型简化，得到边缘密封二维数学模型；并 对封边的胶粘剂进行定量分析，
[0012] 结合三角函数知识，得出方程：R = H2/8D+D/2
[0013] 其中R :密封辅助工具本体前缘圆弧形凹槽的半径
[0014] H:复合材料制件的厚度；
[0015] D:胶粘剂厚度；
[0016] ⑶解析方程，建立关系式；
[0017] 上述方程中：复合材料制件的厚度Η和胶粘剂厚度D可以定量控制，由此计算出密 封辅助工具本体前缘圆弧形凹槽的半径D ;
[0018] (4)筛选出常用典型数值，制作出常用型号的复合材料边缘密封辅助工具，具体选 用R = 1. lmm, R = 2. 3mm，R = 5. 3mm，利用该复合材料边缘密封辅助工具进行边缘密封，控 制胶粘剂的厚度均在0. 3-0. 8mm范围内。
[0019] 本发明的有益效果：本发明采用上述方案，通过自制的密封工具，有效降低成本， 并且实现了边缘密封厚度可控，保证边缘无毛刺，无需后续修整，大大提高了工作效率。
[0020] 实施后，改进效果明显，边缘密封质量得到完美控制，复合材料制件边缘再无毛刺 产生，有效避免了裂纹扩展，且厚度均匀，满足客户要求；且操作容易，在保证边缘密封质量 的同时，大幅度提高了工作效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 图1是密封辅助工具的结构示意图。
[0022] 图2是边缘密封方法的三维数学模型建模图。
[0023] 图3是边缘密封方法的二维数学模型建模图。
[0024] 图中1、密封辅助工具本体；2.弧形凹槽；3、复合材料制件；4、胶粘剂；5、压敏胶 带。
【具体实施方式】
[0025] -种复合材料边缘密封辅助工具，如图1所示，在该密封辅助工具本体1的一侧制 有弧形凹槽2 ;弧形凹槽2大小与附着胶粘剂的复合材料制件边缘厚度相匹配。
[0026] -种复合材料边缘密封方法，步骤如下：
[0027] (1)建立数学模型，模拟封边过程：利用CATLA软件将实际生产中的边缘密封过程 模拟，建立三维模型，如图2所示，图中压敏胶带5是为了防止在边缘密封过程中胶粘剂顺 流到复合材料制件上，清理困难。
[0028] (2)定量分析，建立函数方程：将三维模型简化，得到边缘密封二维数学模型；如 图3所示，并对封边的胶粘剂进行定量分析，结合三角函数知识，得出方程：R = HV8D+D/2
[0029] 其中R :密封辅助工具本体前缘圆弧形凹槽的半径
[0030] H:复合材料零件厚度（该机型复合材料零件厚度为1. 5?5. 6_)
[0031] D:胶粘剂厚度（客户要求为0. 3?0. 8mm)
[0032] (3)解析方程，建立关系式；
[0033] 上述方程中：复合材料制件3的厚度Η和胶粘剂4厚度D可以定量控制，由此计算 出密封辅助工具本体前缘圆弧形凹槽2的半径D ;利用Excel软件，解析上述方程，见表1。
[0034]
【权利要求】
1. 一种复合材料边缘密封辅助工具，其特征在于：该密封辅助工具本体的一侧制有弧 形凹槽；所述的弧形凹槽大小与附着胶粘剂的复合材料制件边缘厚度相匹配。
2. -种复合材料边缘密封方法，其特征在于： (1) 建立数学模型，模拟封边过程：利用CATLA软件将实际生产中的边缘密封过程模 拟，输入复合材料制件参数，建立三维模型； (2) 定量分析，建立函数方程：将三维模型简化，得到边缘密封二维数学模型；并对边 缘密封的胶粘剂进行定量分析， 结合数学知识，得出方程：R = H2/8D+D/2 其中R :密封辅助工具本体前缘圆弧形凹槽的半径 H:复合材料制件的厚度； D:胶粘剂厚度； (3) 解析方程，建立关系式； 上述方程中：复合材料制件的厚度Η和胶粘剂厚度D可以定量控制，由此计算出密封辅 助工具本体前缘圆弧形凹槽的半径D ; (4) 筛选出常用典型数值，制作出常用型号的复合材料边缘密封辅助工具，具体选用R =1. lmm, R = 2. 3mm，R = 5. 3mm，利用该复合材料边缘密封辅助工具进行边缘密封，控制胶 粘剂的厚度均在〇. 3-0. 8mm范围内。
【文档编号】B29C73/02GK104290339SQ201410471188
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月16日 优先权日:2014年9月16日
【发明者】李希鹏, 马刚, 张晓哲 申请人:沈阳飞机工业（集团）有限公司