一种适应复杂曲面的柔性高温加压装置的制作方法

本实用新型属于大型叶片胶接固化成型恒压恒温设备技术领域，具体涉及一种适应复杂曲面的柔性高温加压装置。

背景技术：

目前叶片胶接固化成型工艺过程主要采用真空施压和夹具人工施压两种方式，最终均通过恒温箱进行温度控制完成胶接固化过程。“夹具人工施压，恒温箱保温固化”是目前大型叶片完成金属包铁与复合材料叶片胶接工艺的常用方式，通过与大型叶片复杂曲面贴合的若干局部夹具，人工对金属包铁与复合材料叶片局部施压，形成胶接所需的压力条件，整体放置恒温箱中形成胶接所需的温度条件，最终完成胶接固化过程；但是现有的纯人工固定方式，对夹具与胶接部位曲面贴合部位加工和装配精度要求高，夹具局部人工施压过程中对曲面的贴合部位贴合不够全面，易出现施压面与胶接面贴合不完全，另外，刚性夹具的超静定的工装及定位方式，易对产品造成机械损伤，同时无法满足施压均匀性要求，成品胶接气泡率高。

基于上述叶片曲面工件胶接施压中存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种适应复杂曲面的柔性高温加压装置，旨在解决现有叶片等曲面工件胶接过无法满足施压均匀要求、成品胶接气泡率高的问题。

本实用新型提供一种适应复杂曲面的柔性高温加压装置，包括主体骨架、定位固定组件以及施压层；定位固定组件设置于主体骨架的两侧，用于对曲面工件进行定位；主体骨架中间设有U型腔，施压层设置于U型腔内，以对曲面工件进行恒温恒压胶接固定处理。

进一步地，施压层沿所述U型腔形成工件型腔；施压层最外层由抗拉抗磨材料制成；施压层的最内层由耐高温高强度的密封柔性胶膜组成。

进一步地，还包括加温导热组件；施压层内充有导热油液；加温导热组件设置于施压层内。

进一步地，加温导热组件包括多条耐高低温金属管；多条金属管呈U型均匀设置于施压层内，并与外部温度源连接，以对导热油液进行温度置换。

进一步地，还包括压力温度监控组件；压力温度监控组件固定设置于主体骨架上，压力温度监控组件一端与施压层接触，其另一端与外部数据采集系统进行交互通讯。

进一步地，压力温度监控组件包括有压力测量元件和温度测量元件；压力测量元件和温度测量元件均伸入施压层内，以对施压层进行压力和温度监测。

进一步地，还包括保温材料；保温材料设置于主体骨架内。

进一步地，定位固定组件包括多个，并均为设置于所述主体骨架的两侧；定位固定组件通过销轴固定于主体骨架上。

进一步地，还包括驱动缸；定位固定组件包括有连动臂和搭扣；驱动缸与连动臂电气连接；驱动缸带动连动臂推动搭扣运动，以对工件限位固定。

相应地，结合上述方案，本申请还提供一种适应复杂曲面的柔性高温加压控制方法，包括以下步骤：

S1：曲面工件的限位固定：将曲面工件放置在柔性高温加压装置的U形工件型腔内，通过定位固定组件完成连接固定；并通过施压层的柔性胶膜与曲面工件无贴合接触；

S2：施压层充导热油液加压升温：曲面工件固定完成后，将导热油液通过外部压力源注入施压层内部，待充盈完全后，形成预设定额压强，致使施压层的柔性胶膜和抗拉抗磨材料与曲面工件接触面完全贴合，并对曲面工件的接触区域形成均载压力；同时，通过加温导热组件通过耐高温金属管与外部温度源连通循环，进行施压层内部导热油液的温度置换，并利用柔性胶膜对曲面工件胶接面加热至所需温度后保温。

通过采用以上技术方案，使得该适应复杂曲面的柔性高温加压装置最大耐压力可保持在2公斤，精度为0.1公斤；其最高耐温200℃，精度±3℃；采用柔性高温加压装置，能够最大程度满足压力温度均匀性要求，因其可随动性，避免超长度加工、装配高精度要求，能够完全适应复杂曲面，有效解决施压面与胶接面贴合不完全问题，确保曲面工件胶接工艺过程的压力和温度参数的均匀可靠性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

以下将结合附图对本实用新型作进一步说明：

图 1 为本实用新型一种适应复杂曲面的柔性高温加压装置立体图；

图2 为本实用新型一种适应复杂曲面的柔性高温加压装置剖视图。

图中：1、主体骨架；2、抗拉抗磨材料；3、密封柔性胶膜；4、定位固定组件；5、加温导热组件；6、导热油液；7、压力温度监控组件；8、保温材料；9、U型腔；10、施压层。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图 1至图2所示，本实用新型提供一种适应复杂曲面的柔性高温加压装置，包括主体骨架1、定位固定组件4以及施压层10；定位固定组件10分两排设置于主体骨架1的两侧，用于对曲面工件进行限位和定位；主体骨架1中间设有U型腔9，施压层10设置于U型腔9内，以对曲面工件进行恒温恒压胶接固定处理；本方案中的施压层10为软制层，可以适应不同曲面的工件进行恒温恒压处理，特别是针对大型叶片胶接固化成型的恒温恒压处理，本方案能够完全适应复杂曲面，有效解决施压面与胶接面贴合不完全问题，确保了胶接工艺过程的压力和温度参数的均匀可靠性。

优选地，结合上述方案，如图 1至图2所示，本实施例中，施压层10沿U型腔9形成工件型腔，用于容纳工件；施压层10最外层由抗拉抗磨材料2制成，这样使得施压层10可以在加温加压后膨胀以对工件进行恒温恒压处理，并且在工件长期施压磨损情况下，提高寿命；进一步地，施压层10的最内层由耐高温高强度的密封柔性胶膜3组成，耐高温高强度的密封柔性胶膜3与施压层10内的导热油直接接触，这样可以有效避免工件在恒温恒压处理过程中损坏施压层10，提高施压层10的寿命。

优选地，结合上述方案，如图 1至图2所示，本实用新型提供一种适应复杂曲面的柔性高温加压装置还包括加温导热组件5和导热油液6；加温导热组件5设置于施压层10内；施压层10内充有导热油液6；加温导热组件5包括多条耐高低温金属管；多条金属管呈U型均匀设置于施压层10内，并与外部温度源连接，运用热传导原理通过耐高低温金属管与外部温度源连接，以对导热油液进行温度置换。

优选地，结合上述方案，如图 1至图2所示，本实用新型提供一种适应复杂曲面的柔性高温加压装置还包括压力温度监控组件7；压力温度监控组件7固定设置于主体骨架1上，用于对施压层10的温度和压力进行监控；具体地，压力温度监控组件7一端与施压层10相互接触，其另一端与外部数据采集系统进行交互通讯，实时检测和监控施压层10内的温度和压力；具体地，压力温度监控组件7包括有压力测量元件和温度测量元件；压力测量元件和温度测量元件均伸入施压层内，以对施压层进行压力和温度监测。

优选地，结合上述方案，如图 1至图2所示，本实用新型提供一种适应复杂曲面的柔性高温加压装置还包括保温材料8；保温材料8设置于主体骨架1内，用于对主体骨架1的U型腔9进行保温，提高该高温加压装置的工艺可靠性。

优选地，结合上述方案，如图 1至图2所示，本实施例中，定位固定组件7包括多个，并均为设置于主体骨架1的两侧；定位固定组件7通过销轴固定，并与主体骨架1连接，这样设置能够最大程度实现工件的固定和拆卸。

优选地，结合上述方案，如图 1至图2所示，本实用新型提供一种适应复杂曲面的柔性高温加压装置还包括驱动缸；定位固定组件包括有连动臂和搭扣；驱动缸与连动臂电气连接；驱动缸带动连动臂推动自锁式搭扣运动，以对工件限位固定。

结合上述方案，本申请还提供一种适应复杂曲面的柔性高温加压的控制方法，包括以下步骤：

S1：首先是曲面工件的限位固定：在施压层未充导热油液前，将大型曲面工件放置在柔性高温加压装置的U形工件型腔内，通过定位固定组件与叶片限位结构完成连接固定；并通过施压层抗拉抗磨材料与耐高温高强度密封柔性胶膜与曲面工件型面无贴合接触；本实施例中曲面工件为大型叶片；

S2：然后是内部型腔充导热油液加压升温：曲面工件限位固定完成后，导热油液通过外部压力源注入施压层内部，待充盈完全后，会按需形成预设定额压强，致使柔性胶膜和抗拉抗磨材料与曲面工件接触面完全贴合，并对叶片接触区域形成均载压力；

与此同时，加温导热组件通过耐高温金属管与外部温度源连通循环，采用热传导和热对流原理，进行内部型腔油液的温度置换，并利用柔性胶膜对曲面工件胶接面加热至所需温度后保温。

优选地，在上述S2步骤中包括压力温度监控：柔性高温加压装置内部压力、温度测量元件与外部数据采集系统进行通讯，实时显示控制装置压力、温度参数。

通过采用以上技术方案，使得该适应复杂曲面的柔性高温加压装置最大耐压力可保持在2公斤，精度为0.1公斤；其最高耐温200℃，精度±3℃；采用柔性高温加压装置，能够最大程度满足压力温度均匀性要求，因其可随动性，避免超长度加工、装配高精度要求，能够完全适应复杂曲面，有效解决施压面与胶接面贴合不完全问题，确保曲面工件胶接工艺过程的压力和温度参数的均匀可靠性。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。