一种变截面填充芯材的制备工装的制作方法

本实用新型涉及复合材料成型技术领域，特别是一种变截面填充芯材的制备工装。

背景技术：

复合材料具有强度高、比模量高、热膨胀系数小、比重小、抗腐蚀与辐射性能好的诸多优点，因此在航空航天领域得到广泛的应用，现有复合材料整体成型时需考虑到突变的T型接头区域的过渡问题，而现有解决方法均为填充芯材，以达到T型接头区域平滑过渡，避免应力集中的目的，同时起到骨架增强的作用。

现有技术在填充时通常采用手工捻子条填充，孔隙率较大，内部存在缺陷，力学性能不稳定，导致填充不均匀，易造成T型接头R区及壁板凹陷或凸起；若采用拉挤成型则需要借助拉挤设备，工装复杂，成本高，并且无法成型变截面的填充芯材，影响T型接头区域平滑过渡。

技术实现要素：

本实用新型的发明目的在于克服现有T型接头区域采用手工捻子条作为填充芯材导致填充不均匀，易造成T型接头R区及壁板凹陷或凸起，并且无法成型变截面的填充芯材等上述不足，提供一种变截面填充芯材的制备工装，结构简单，成型方便，并能形成变截面。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种变截面填充芯材的制备工装，包含至少两个构件，所有所述构件之间适配围成的区域为腔体，所述腔体为变截面，所述腔体用于放置填充芯材，所述腔体的形状适配T形接头的填充区域，所有所述构件组合后的外侧设有真空袋，所述真空袋的尺寸适配所有所述构件组合后的外形尺寸，并能够使所有所述构件组合形成所述腔体结构。

采用本实用新型的一种变截面填充芯材的制备工装，包含至少两个构件，所有所述构件之间相互适配围成中空区域，所述中空区域即为变截面的腔体，所述腔体用于放置填充芯材，即将作为填充芯材的预浸料料片卷成柱状放入所述腔体中，所述腔体的形状适配T形接头的填充区域，所有所述构件组合后的外侧设有真空袋，即将所述预浸料料片放入所述腔体后，将所有所述构件拼装适配，然后再套设于所述真空袋中，所述真空袋的尺寸适配所有所述构件组合后的外形尺寸，并能够使所有所述构件组合形成所述腔体结构，通过所述真空袋将所有所述构件适配后的位置固定并压紧，然后对所述真空袋内抽真空，所有所述构件对预浸料料片进行挤压，最终成型成与所述腔体形状一致的填充芯材，采用本工装制备变截面的填充芯材，结构简单，操作方便，成本低廉，同时通过工装控制填充芯材的尺寸精度，成型尺寸更准确，T型接头区域过渡更平滑，避免应力集中，增强T型接头区域的受力性能。

优选的，所述构件包括底座和盖板，所述底座与盖板适配的一侧设有用于形成所述腔体的凹槽，所述盖板为平板结构。

所述盖板为平板，所述盖板完全覆盖所述凹槽，即可形成所述腔体，所述柱状料片放入所述凹槽，再合上所述盖板，结构简单，操作方便，由于所述盖板为平板结构，所述凹槽位于所述底座一侧的中心，则所述盖板的放置操作精度要求相对降低。

进一步优选的，所述底座相对两侧均设有用于形成所述腔体的凹槽。

所述底座相对两侧均设有用于形成所述腔体的凹槽，即在所述底座设有所述凹槽的相对两侧均设置所述盖板后，可以通过一次抽真空同时完成两块变截面的填充芯材的成型，效率更高。

进一步优选的，所述底座包含至少两个组合块，相邻两个所述组合块适配形成所述凹槽。

所述底座包含至少两个组合块，相邻两个所述组合块适配形成所述凹槽，即所述底座上包含若干个所述凹槽，一次抽真空能够成型多个填充芯材，效率更高，通过相邻两个的所述底座之间形成变截面的凹槽，便于凹槽的制造加工。

进一步优选的，所述组合块之间通过至少两个螺栓连接。

通过至少两个所述螺栓连接能将所有所述组合块连接紧密，便于固定及拆卸，同时两个所述螺栓连接更加严实，防止在抽真空时，所述填充芯材被挤压进入两个所述底座接触部位的间隙中。

进一步优选的，所述组合块之间设有定位销钉。

所述组合块之间连接之前，先通过所述定位销钉定位，保证所述组合块之间形成的凹槽尺寸准确，保证填充芯材成型后左右部位不错位，提高填充芯材的尺寸精度。

优选的，所述腔体的内壁设有无孔隔离膜。

即在所述腔体与填充芯材之间设置无孔隔离膜，便于成型后脱模。

优选的，所有所述构件与真空袋之间设有有孔隔离膜。

所有所述构件之间存在空气，增设有孔隔离膜便于抽真空时更快排出所述构件之间的空气，便于更快挤压成型。

优选的，所有所述构件与真空袋之间设有透气毡。

在所述真空袋内设置透气毡，避免所述构件的边角划破所述真空袋造成漏气。

优选的，所有所述构件均为钢质。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、采用本实用新型的一种变截面填充芯材的制备工装，通过至少两个所述构件组合起来形成的变截面的中空区域，制备变截面的填充芯材，结构简单，操作方便，成本低廉，同时通过工装控制填充芯材的尺寸精度，相较于手工捻子条成型尺寸更准确，T型接头区域过渡更平滑，避免应力集中，增强T型接头区域的受力性能。

2、采用本实用新型的一种变截面填充芯材的制备工装，结构简单，操作方便，所述盖板的放置操作精度要求相对降低。

3、采用本实用新型的一种变截面填充芯材的制备工装，可以通过一次抽真空同时完成两个变截面的填充芯材的成型，效率更高。

4、采用本实用新型的一种变截面填充芯材的制备工装，通过相邻两个的所述底座之间形成变截面的凹槽，便于凹槽的制造加工。

5、采用本实用新型的一种变截面填充芯材的制备工装，通过两个所述螺栓连接将所有所述组合块连接紧密，便于固定及拆卸，同时至少两个所述螺栓连接更加严实，防止在抽真空时，所述填充芯材被挤压进入两个所述底座接触部位的间隙中。

6、采用本实用新型的一种变截面填充芯材的制备工装，设置所述定位销钉定位，保证所述组合块之间形成的凹槽尺寸准确，保证填充芯材成型后左右部位不错位，提高填充芯材的尺寸精度。

7、采用本实用新型的一种变截面填充芯材的制备工装，脱模方便，便于更快挤压成型，避免所述构件的边角划破所述真空袋造成漏气。

附图说明

图1为本实用新型中一种变截面填充芯材的制备工装的结构示意图。

图2为本实用新型中一种变截面填充芯材的制备工装的模具结构示意图。

图3为图2的爆炸图。

图4为本实用新型中实施例2的模具结构示意图。

图中标记：1-腔体，2-填充芯材，3-底座，31-组合块，4-盖板，5-螺栓，6-定位销钉，7-真空袋，8-无孔隔离膜，9-有孔隔离膜，10-透气毡。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1-3，本实用新型所述的一种变截面填充芯材的制备工装，包含钢质的底座3和盖板4，所述底座3由两个组合块31构成，所述两个组合块31上方设有所述盖板4，两个所述组合块31相邻的边角处适配形成所述凹槽，所述凹槽沿长度方向为变截面，所述盖板4为平板结构，所述盖板4的尺寸适配所述两个组合块31形成的所述凹槽，所述凹槽与盖板4之间围成变截面的所述腔体1，所述腔体1的形状适配T形接头的填充区域，所述腔体1用于放置填充芯材2，两个所述组合块31之间设有定位销钉6，通过所述定位销钉6保证两个所述组合块31的相对位置固定，然后通过两个螺栓5将两个所述组合块31之间紧密连接，避免两个所述组合块31之间存在缝隙，在所述凹槽上覆盖一层无孔隔离膜8，然后将待挤压的预浸料料片卷成柱状放入所述凹槽中，然后在柱状料上再铺一层无孔隔离膜8，然后合上所述盖板4，所述盖板4与两个组合块31的位置对齐，两个所述组合块31与盖板4形成的模具外侧设有有孔隔离膜9，所述有孔隔离膜9外侧设有透气毡10，所述透气毡外侧设有真空袋7，所述真空袋7的尺寸适配所有所述构件组合后的外形尺寸，通过对所述真空袋7内抽真空，使得两个所述组合块31与盖板4之间相互挤压，最终将柱状料挤压成型成适配T形接头的填充区域的所述填充芯材2，结构简单，操作方便，成本低廉，尺寸精确。

实施例2

如图4，本实用新型所述的一种变截面填充芯材的制备工装，其结构与实施例1大致相同，与实施例1的不同之处在于，所述两个组合块31下方也设有所述盖板4，两个所述组合块31相邻的上下两个角均设有适配T形接头的填充区域的所述凹槽，两个所述组合块31与上下两个所述盖板4分别形成两个所述腔体1，每个所述腔体1中放置一个填充芯材2，所述无孔隔离膜8、有孔隔离膜9、透气毡10及真空袋7均与两个所述组合块31与上下两个所述盖板4组合适配后的模具尺寸适配，每次抽真空时可以同时挤压成型两个所述填充芯材2，效率更高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。